CN104260635B

CN104260635B - 一种三维多壁塑料中空箱体

Info

Publication number: CN104260635B
Application number: CN201410533633.9A
Authority: CN
Inventors: 孙岩; 姜林; 刘亮; 吕昊; 苏卫东; 王晔; 王尧
Original assignee: Yapp Automotive Parts Co Ltd
Current assignee: Yapp Automotive Parts Co Ltd
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2034-10-11
Also published as: CN104260635A

Abstract

本发明涉及一种三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述中空箱体包括油箱本体，所述油箱本体从外到内依次包括油箱外壁、油箱中间壁以及油箱内壁，所述油箱本体内设置有立体空腔结构。整个技术方案设计新颖，首次提出在油箱的生产过程中增加功能壁层，该油箱本体通过油箱外壁、油箱中间壁以及油箱内壁，形成了局部带空腔的立体结构，提高油箱本体的刚性；这些立体空腔结构在油箱的生产加工过程中，由于设置了功能壁层也称为油箱中间壁层，使得功能壁层在与油箱内壁和外壁熔接时形成的腔体结构，这些局部带有空腔的立体结构保证了油箱壳体内壁和外壁的连接性能，提高了油箱本体的刚性。

Description

一种三维多壁塑料中空箱体

技术领域

本发明涉及一种中空箱体，具体地说是一种三维多壁塑料中空箱体，属于汽车零部件技术领域。

背景技术

汽车塑料燃油箱相对于金属燃油箱具有突出的优势，特别是轻量化，更高的产品外形设计自由度和防腐蚀，防冲击等性能方面。但是塑料油箱常用的HDPE，即高密度聚乙烯片状材质、结构相对于金属材料在抵抗燃油箱耐压变形方面存在不足，所以在耐高压等方面的应用处于劣势，比如在常规的抵抗塑料燃油箱在燃油重力变形和浸润老化的作用下的抵抗变形。以及在某些特殊的工程领域需要保持燃油箱内部高压时需要具有隔热的耐高压变形的能力，如插电式混合动力汽车燃油箱。插电式混合动力汽车和增程式电动汽车在一般情况下仅由电动机驱动，发动机长时间不工作。随着一天的昼夜温度的变化与燃油箱内部的热量交换，燃油箱中的燃料，例如汽油、柴油会产较大的温差变化导致产生较高的燃油蒸气压，在某些情况下油箱内会建立起较高的气压，可达30kPa，所以目前方案是采用耐35KPa的压力的燃油箱防止油蒸汽不断排放碳罐造成碳罐饱和避免液态燃油泄漏到外界环境中造成HC排放污染甚至火灾的危险。除此之外由于插电式混合动力车长期不启动发动机，由于背景噪声的降低，燃油在油箱内部晃动产生的噪声通过油箱壁传递到车身上进而更加容易被乘客所感知。所以在油箱壁上希望能有一层功能吸声材料实现对燃油箱燃油冲击油箱壁的晃动噪声的吸收，实现更低噪声的燃油系统。上述中的系统方案对塑料燃油箱的保温、隔音、耐压性能有较高的要求，通常需要设计新的结构、零部件，使用新的材料以提高油箱的强度和隔热性能，有较大的开发难度，并且大幅度增加了油箱制造和单件成本。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种三维多壁塑料中空箱体，该技术方案克服了现有技术中的缺陷，提供一种隔热、吸音、耐压的三维多壁塑料燃油箱。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述中空箱体包括油箱本体，所述油箱本体从外到内依次包括油箱外壁、油箱中间壁以及油箱内壁，所述油箱本体内设置有立体空腔结构，所述油箱本体的内设置有内置零部件，例如滤清、防浪板等部件，所述油箱本体的外表面上设置有外置零部件，例如注入口、阀门等，由于本技术方案中在油箱的本体上设置有立体空腔，可以显著增加塑料燃油箱壁的刚性，提供了一种耐高压变形的燃油箱，并且利用燃油箱双壁间的空腔及其中间功能壁实现隔热的功能，减少油箱内部燃油与外界的热量交换，实现内部更少的燃油蒸汽压，该技术方案提供了一种隔热中压燃油箱。

作为本发明的一种改进，所述立体空腔结构设置为U型、M形、W形、V形、O型中的一种或者几种。这些立体空腔结构在油箱的生产加工过程中，由于设置了功能壁层也称为油箱中间壁层，使得功能壁层在与油箱内壁和外壁熔接时形成的腔体结构，这些局部带有空腔的立体结构保证了油箱壳体内壁和外壁的连接性能，提高了油箱本体的刚性，该油箱壳体中空腔立体结构错位排列，因此，具有三维结构的油箱的刚性大大提高。

作为本发明的一种改进，所述油箱本体从外到内依次油箱外壁、油箱中间壁和油箱内壁，其中油箱外壁由外新料层、回料层组成，油箱中间壁由功能壁层组成，油箱内部由回料层、粘结层、阻隔层、粘结层和内新料层组成，从外到内一共8层，既新料层、回料层、功能壁层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层和内新料层，现有技术中的油箱本体大都是6层共挤形成，本技术方案首次提出使用8层共挤的方案，该技术方案中增设了功能壁层和回料层，首先，8层共挤的方案使得油箱整体的刚性大大增强，其次，该技术方案中巧妙的设置了两层回料层，使得回料的利用率大大增强。

作为本发明的一种改进，所述油箱本体整体的厚度为5.5mm—6.5mm，该厚度的油箱更好的满足高强度的油箱的要求。

作为本发明的一种改进，所述油箱本体中各层所占的比例为：外新料层9-15%、回料层18-22%、功能壁层12-16%、回料层25-28%、粘结层1-3%、阻隔层2-4%、粘结层1-3%和内新料层20-25%。由于塑料燃油箱需要满足塑料油箱安全性以及PZEV和LEV III的北美整车HC排放法规的要求，由于对其密封性以及其安全性提出更加苛刻的要求，该技术方案在满足上述要求的前提下，提高了回料的利用率，大大降低了产品的生产成本。

作为本发明的一种改进，所述油箱本体中各层所占的比例为：外新料层10-13%、回料层19-21%、功能壁层13-15%、回料层25-27%、粘结层1-2%、阻隔层2-3%、粘结层1-2%和内新料层21-23%。

作为本发明的一种改进，外新料层10%、回料层20%、功能壁层15%、回料层26%、粘结层2%、阻隔层3%、粘结层2%和内新料层22%。

作为本发明的一种改进，所述外新料层的材料为高密度聚乙烯、回料层的材料为油箱废料的混合体、功能壁层的材料为多孔聚乙烯、回料层的材料为油箱废料的混合体者油箱生产过程中产生的回料、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、阻隔层的材料为乙烯和乙醇共聚物、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、内新料层的材料为高密度聚乙烯。该技术方案中功能壁层，优选采用高密度聚乙烯基材，使得其更好的与油箱内外壁连接，有利于提高油箱的隔温性能、隔音性能，此外，功能壁层还可以采用纤维增强高密度聚乙烯，大大提高油箱本体的刚性。

相对于现有技术，本发明的优点如下，1）整个技术方案设计新颖，首次提出在油箱的生产过程中增加功能壁层，该油箱本体通过油箱外壁、油箱中间壁以及油箱内壁，形成了局部带空腔的立体结构，提高油箱本体的刚性；2）该技术方案中形成的空腔立体结构错位排列，三维结构的油箱的刚性得到大大提高；3）该技术方案中立体空腔结构设置为U型、M形、W形、V形、O型中的一种或者几种。这些立体空腔结构在油箱的生产加工过程中，由于设置了功能壁层也称为油箱中间壁层，使得功能壁层在与油箱内壁和外壁熔接时形成的腔体结构，这些局部带有空腔的立体结构保证了油箱壳体内壁和外壁的连接性能，提高了油箱本体的刚性；4）该技术方案中功能壁层，优选采用高密度聚乙烯基材，使得其更好的与油箱内外壁连接，有利于提高油箱的隔温性能、隔音性能，此外，功能壁层还可以采用纤维增强高密度聚乙烯，大大提高油箱本体的刚性；5）技术方案首次提出使用8层共挤的方案，该技术方案中增设了功能壁层和回料层，首先，8层共挤的方案使得油箱整体的刚性大大增强，其次，该技术方案中巧妙的设置了两层回料层，使得回料的利用率大大增强，相比较现有技术，本技术方案回料的利用率提高8%以上，因为该箱体结构可以消耗更多的回料，减少新料的消耗，从而降低产品的成本；传统油箱壁壁厚在5.5mm，由于设备限制回料层比例在40%以下，而该多壁油箱结构可以实现相同的总壁厚要求，而回料层利用率在50%以上，提高了回料的利用率，大大降低了产品的成本。

附图说明

图1为本发明三维多壁塑料中空箱体结构示意图；

图2为本发明三维多壁塑料中空箱体立体结构示意图；

图3为本发明油箱本体8层结构示意图；

其中，1、三维多壁油箱，2、油箱外壁，3、油箱内壁，4、油箱中间壁，21、外新料层，22、回料层，41、功能壁层，31、回料层，32、粘结层，33、阻隔层，34，粘结层，35、内新料层。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：如图1所示，一种三维多壁塑料中空箱体，所述中空箱体包括油箱本体，所述油箱本体从外到内依次包括油箱外壁2、油箱中间壁4以及油箱内壁3，所述油箱本体上设置有立体空腔结构，所述油箱本体的内设置有内置零部件，例如滤清、防浪板等部件，所述油箱本体的外表面上设置有外置零部件，例如注入口、阀门等，由于本技术方案中在油箱的本体上设置有立体空腔，可以显著增加塑料燃油箱壁的刚性，提供了一种耐高压变形的燃油箱，并且利用燃油箱双壁间的空腔及其中间功能壁实现隔热的功能，减少油箱内部燃油与外界的热量交换，实现内部更少的燃油蒸汽压，该技术方案提供了一种隔热中压燃油箱。

实施例2：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述立体空腔结构设置为U型、M形、W形、V形、O型中的一种或者几种。这些立体空腔结构在油箱的生产加工过程中，由于设置了功能壁层也称为油箱中间壁层，使得功能壁层在与油箱内壁和外壁熔接时形成的腔体结构，这些局部带有空腔的立体结构保证了油箱壳体内壁和外壁的连接性能，提高了油箱本体的刚性，该油箱壳体中空腔立体结构错位排列，因此，具有三维结构的油箱的刚性大大提高。

实施例3：如图1、图3所示，作为本发明的一种改进，所述油箱本体从外到内依次油箱外壁、油箱中间壁和油箱内壁，其中油箱外壁由外新料层21、回料层22组成，油箱中间壁由功能壁层41组成，油箱内部由回料层31、粘结层32、阻隔层33、粘结层34和内新料层35组成，从外到内一共8层，既新料层、回料层、功能壁层、回料层、粘结层、阻隔层、粘结层和内新料层，现有技术中的油箱本体大都是6层共挤形成，本技术方案首次提出使用8层共挤的方案，该技术方案中增设了功能壁层和回料层，首先，8层共挤的方案使得油箱整体的刚性大大增强，其次，该技术方案中巧妙的设置了两层回料层，使得回料的利用率大大增强。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：作为本发明的一种改进，所述油箱本体整体的厚度为5.5mm—6.5mm，该厚度的油箱更好的满足高强度的油箱的要求。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例5：参见图3，作为本发明的一种改进，所述油箱本体中各层所占的比例为：外新料层9-15%、回料层18-22%、功能壁层12-16%、回料层25-28%、粘结层1-3%、阻隔层2-4%、粘结层1-3%和内新料层20-25%。由于塑料燃油箱需要满足塑料油箱安全性以及PZEV和LEVIII的北美整车HC排放法规的要求，因此对其密封性以及其安全性提出更加苛刻的要求，该技术方案在满足上述要求的前提下，提高了回料的利用率，大大降低了产品的生产成本。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例6：作为本发明的一种改进，所述油箱本体中各层所占的比例为：外新料层10-13%、回料层19-21%、功能壁层13-15%、回料层25-27%、粘结层1-2%、阻隔层2-3%、粘结层1-2%和内新料层21-23%。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例7：作为本发明的一种改进，外新料层10%、回料层20%、功能壁层15%、回料层26%、粘结层2%、阻隔层3%、粘结层2%和内新料层22%。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例8：作为本发明的一种改进，所述外新料层的材料为高密度聚乙烯、回料层的材料为塑料油箱回料、功能壁层的材料为多孔聚乙烯、回料层的材料为塑料油箱回料、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、阻隔层的材料为乙烯和乙醇共聚物、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、内新料层的材料为高密度聚乙烯。该技术方案中功能壁层，优选采用高密度聚乙烯基材，使得其更好的与油箱内外壁连接，有利于提高油箱的隔温性能、隔音性能，此外，功能壁层还可以采用纤维增强高密度聚乙烯，大大提高油箱本体的刚性。其余结构和优点与实施例1完全相同。

本发明还可以将实施例3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合，或者将实施例3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例2组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims

1.一种三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述中空箱体包括油箱本体，所述油箱本体从外到内依次包括油箱外壁、油箱中间壁以及油箱内壁，所述油箱本体内设置有立体空腔结构，所述立体空腔结构设置为U型、M形、W形、V形、O型中的一种或者几种，所述油箱本体从外到内依次油箱外壁、油箱中间壁和油箱内壁，其中油箱外壁由外新料层、回料层组成，油箱中间壁由功能壁层组成，油箱内部由回料层、粘结层、阻隔层、粘结层和内新料层组成，从外到内一共8层，所述油箱本体中各层所占的厚度比例为：外新料层9-15%、回料层18-22%、功能壁层12-16%、回料层25-28%、粘结层1-3%、阻隔层2-4%、粘结层1-3%和内新料层20-25%。

2.根据权利要求1所述的三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述油箱本体整体的厚度为5.5mm—6.5mm。

3.根据权利要求2所述的三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述油箱本体中各层所占的厚度比例为：外新料层10-13%、回料层19-21%、功能壁层13-15%、回料层25-27%、粘结层1-2%、阻隔层2-3%、粘结层1-2%和内新料层21-23%。

4.根据权利要求3所述的三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述油箱本体中各层所占的厚度比例为：外新料层10%、回料层20%、功能壁层15%、回料层26%、粘结层2%、阻隔层3%、粘结层2%和内新料层22%。

5.根据权利要求3或4所述的三维多壁塑料中空箱体，其特征在于，所述外新料层的材料为高密度聚乙烯、回料层的材料为油箱废料的混合体或者油箱生产过程中产生的回料、功能壁层的材料为改性、多孔聚乙烯或者改性、增强且能够实现与油箱壳体其他材料的熔接、焊接或者机械连接的材料、回料层的材料为油箱废料的混合体、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、阻隔层的材料为乙烯和乙醇共聚物、粘结层的材料为线性低密度聚乙烯、内新料层的材料为高密度聚乙烯。