CN110525201B - 一种集成式燃油箱及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式燃油箱及其制造工艺，集成式燃油箱包括上壳体、下壳体、第一加强板和第二加强板。上壳体与下壳体通过焊接组装成箱体，箱体内的空腔沿长轴方向分隔有尿素腔室和燃油腔室；第一加强板设置在上壳体的焊接边缘的内表面；第二加强板设置在下壳体的焊接边缘的内表面，第一加强板或第二加强板中的一个沿箱体组装方向形成有一个插接槽，第一加强板或第二加强板中的另一个设置有能够插入插接槽的插接部。

Description

一种集成式燃油箱及其制造工艺

技术领域

本发明属于汽车零部件领域，具体涉及一种集成式燃油箱。

背景技术

随着汽车工业的快速发展和汽车环保要求的提高，汽车燃油箱和汽车尿素箱作为汽车部件中重要的安全件和法规件，对其进行结构优化和性能提高成为各大汽车制造商竞相探讨和解决的问题。当燃油箱与尿素箱在车身上单独配置时，占用空间较大，安装不易，因此出现了一种取消单独的尿素箱、使其与燃油箱一体设置的集成式燃油箱。

燃油箱一般由金属材料如冷轧钢板制造，其优点是价格便宜，成型容易，模具成本相对较低，但其重量、体积较大，且钢材中的铜元素会加速柴油的老化，锌、铅、锡等元素会被燃油中的酸性物质所腐蚀；也有采用铝合金制造的燃油箱，但铝合金油箱成本较高，焊接难度较大，受撞击时较易变形。在此基础上，出现了塑料燃油箱，虽然塑料燃油箱价格便宜、重量轻，但是，当箱体较大时，尤其如上文提到的集成式燃油箱，塑料燃油箱在焊接时及后续的使用过程中易产生变形，从而对燃油箱的标定容积产生不利影响，严重时可能会使得焊接面失效；塑料燃油箱在焊接时的变形也会导致焊接面无法完全对齐等问题，使得焊接处的强度大大降低，燃油箱的整体质量下降。

发明内容

针对上述不足，首先，本申请提出了一种集成式燃油箱，旨在解决塑料燃油箱在焊接时及后续的使用过程产生变形从而导致的焊接面对齐困难、标定容积改变、焊接失效等问题。

本申请提供了一种集成式燃油箱，其包括上壳体、下壳体、第一加强板和第二加强板。上壳体与下壳体通过焊接组装成箱体，箱体内的空腔沿长轴方向分隔有尿素腔室和燃油腔室；第一加强板设置在上壳体的焊接边缘的内表面；第二加强板设置在下壳体的焊接边缘的内表面，第一加强板或第二加强板中的一个沿箱体组装方向形成有一个插接槽，插接槽沿焊接边缘延伸；第一加强板或第二加强板中的另一个设置有能够插入插接槽的插接部。焊接过程中，第一加强板与第二加强板处于插接的状态，限制了上壳体与下壳体焊接处之间发生的相对位移，保证了焊接过程中上壳体与下壳体的焊接处时刻处于对齐的状态，确保了焊接的质量；焊接完成后，第一加强板与第二加强板通过插接槽与插接部插接在一起，增加了箱体焊接处的强度，降低了焊接失效的可能性，确保了箱体在后续使用中焊接处的安全性。

在安装结构的一种可能实现的方式中，插接槽的横截面为V字型，插接部的横截面为与所述插接槽相适配的三角形。当插接槽的横截面为V字型时插接槽内壁之间的距离是随着插接的进行而逐渐缩短的，当焊接处于最开始的状态时，插接槽与插接部之间仍是允许沿着垂直于焊接边缘的方向移动一定的距离的，该距离即为插接槽V字型开口的宽度，因此，焊接开始时上壳体与下壳体之间焊接处的对齐可允许存在一定的偏差；而随着焊接的进行，第一加强板与第二加强板插接深度的增大，插接槽与插接部之间的可向对移动距离逐渐减小，直到插接的完成，两者不再能够发生相对移动，即随着焊接的进行插接槽与插接部不断的对焊接处的对接进行校正，确保最终使上下壳体处于对齐的状态。

在安装结构的一种可能实现的方式中，箱体的尿素腔室与燃油腔室由两个沿长轴轴向布置的内隔板分隔开，两个内隔板之间分隔出一隔热腔室。燃油回油的温度较高，而尿素溶液在温度较高时溶液中的水蒸发，浓度升高，尿素液的还原处理能力会降低，因此尿素溶液需要保持常温，而隔板分隔出的隔热腔室能够防止燃油温度的热传递，减小对尿素溶液的影响。

在安装结构的一种可能实现的方式中，上壳体包括有上隔板,下壳体包括有下隔板,上隔板和下隔板通过焊接形成内隔板，且内隔板之间的隔热腔室的底部设有连通箱体内外的排污孔。因上壳体与下壳体焊接成型，上隔板与下隔板同样通过焊接形成内隔板，在隔热腔室底部设置排污孔后可以防止焊接面失效后尿素溶液或燃油通过焊接面相互渗透混合，使得隔热腔室同时具备防渗功能。

在安装结构的一种可能实现的方式中，上壳体和/或下壳体的内腔设有平行于箱体短轴轴向的横撑及平行于箱体长轴轴向的竖撑，横撑与竖撑的两端均固定于箱体的内壁。通过在箱体内部设置横撑和竖撑，增加了箱体沿短轴和长轴方向上的刚度。

在安装结构的一种可能实现的方式中，箱体的外部绕箱体的长轴设有数根环向的第一加强筋，且数根第一加强筋沿箱体的长轴方向依次布置；箱体的外部绕箱体的短轴设有数根环向的第二加强筋，且数根第二加强筋沿箱体的短轴方向依次布置。第一加强筋增加了箱体短轴方向的强度，第二加强筋增加了箱体长轴方向的强度，抑制了箱体的整体形变。

在安装结构的一种可能实现的方式中，部分第一加强筋要凸出于箱体表面的焊接翻边且其两侧设有挡边。在将箱体安装在车身上时，挡边限定了拉带的移动，保证了箱体安装在车身上的稳定性，挡边之间的第一加强筋因凸出于焊接翻边，可保证拉带在拉紧箱体时减少焊接处的拉力损伤。

在安装结构的一种可能实现的方式中，箱体内表面绕箱体的长轴设有数根环向的第三加强筋，且数根第三加强筋沿箱体的长轴方向依次布置。第三加强筋位于箱体内部，同样起到增加箱体刚度，抑制箱体形变的作用。

在安装结构的一种可能实现的方式中，箱体中尿素腔室的底部设有一凹槽，凹槽的开口形状为水滴型；凹槽内设置有品质传感器和排污螺栓，品质传感器和排污螺栓分别设置于凹槽的两端。该凹槽提供了品质传感器的回转空间，保证了传感器的旋转拆卸，同时进一步降低了传感器的底面位置，有效减少尿素箱的无效液位区，产品经济性更高；且排污螺栓的位置与品质传感器位置错位，两者不同心，能够减少两者相互避让所引起的无效容积。

本申请还提出了一种集成式燃油箱的制造工艺，其包括以下步骤，

上壳体与下壳体一次成型；

在上壳体与下壳体的焊接边缘的内表面分别固定好第一加强板与第二加强板；

对上壳体与下壳体进行焊接，焊接过程中，第一加强板与第二加强板通过插接槽与插接部逐渐插接在一起,对焊接进行导向。

附图说明

图1用以说明集成式燃油箱的一种示意性实施方式的外部结构示意图。

图2用以说明集成式燃油箱中第一加强板与第二加强板的一种示意性实施方式的结构示意图。

图3用以说明集成式燃油箱中上壳体与下壳体焊接处的一种示意性实施方式的剖面结构示意图。

图4用以说明集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图。

图5用以说明集成式燃油箱的下壳体底部的一种示意性实施方式的局部结构示意图。

图6用以说明集成式燃油箱中横撑与竖撑的一种示意性实施方式的结构示意图。

图7用以说明集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图。

标号说明：箱体10、尿素腔室11、凹槽111、排污螺栓112、燃油腔室12、隔热腔室13、下隔板132、排污孔133、横撑14、立柱141、竖撑15、第一加强筋16、挡边161、第二加强筋17、第三加强筋18、焊接翻边19、上壳体20、第一加强板21、插接槽211、上壳体内壁24、下壳体30、第二加强板31、插接部311、下壳体内壁32、热熔筋条40、溢料槽41、溢料槽外壁42。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个方案或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的方案或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任一个或多个方案或示例中以合适的方式结合。

图1用以说明集成式燃油箱的一种示意性实施方式的结构示意图。图2用以说明集成式燃油箱中第一加强板与第二加强板的一种示意性实施方式的结构示意图。图3用以说明集成式燃油箱中上壳体与下壳体焊接处的一种示意性实施方式的剖面结构示意图。图4用以说明集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图。如图1、图2、图4所示，集成式燃油箱包括上壳体20、下壳体30、第一加强板21和第二加强板31；上壳体20与下壳体 30通过焊接组装成箱体10，此处焊接为塑料焊接方式，即采用加热的方式将上壳体20与下壳体30的焊接接触面熔化并使其合为一个整体的方法；箱体10 内的空腔沿长轴方向分隔有尿素腔室11和燃油腔室12；第一加强板21设置在上壳体20的焊接边缘的内表面，第一加强板21可沿上壳体20的焊接边缘的内表面呈环形布置，也可采取间断布置，即只在部分焊接边缘布置第一加强板；第二加强板31设置在下壳体30的焊接边缘的内表面，与第一加强板21相同，第二加强板31可沿下壳体30的焊接边缘的内表面呈环形布置，也可采取间断布置，即只在部分焊接边缘布置第二加强板；第一加强板21沿箱体组装方向形成有一个插接槽211，插接槽211沿着焊接边缘延伸，第二加强板31设置有能够插入插接槽211的插接部311。在焊接过程中，第一加强板21与第二加强板31处于插接的状态，限制了上壳体20与下壳体30焊接处之间发生的相对位移，保证了焊接过程中上壳体20与下壳体30的焊接处处于对齐的状态，确保了焊接的质量；焊接完成后，第一加强板21与第二加强板31通过插接槽211 与插接部311插接在一起，增加了箱体10焊接处的强度，降低了焊接失效的可能性，确保了箱体10在后续使用中焊接处的安全性。

在一个实施例中，第一加强板21与第二加强板31为铝合金材料。

需要说明的是，第一加强板21与第二加强板31上的插接槽211与插接部 311并不对其限定形状，只要能使得第一加强板21与第二加强板31在箱体10 的组装方向上进行插接即可。

如图2所示的实施方式中，将插接槽211设置在第一加强板21上，与其相对的插接部311设置在第二加强板31上；在另一种实施方式中，也可将插接槽设置于第二加强板上，插接部设置于第一加强板上。同时，插接槽211的横截面设置为V字型，插接部311的横截面为与所述插接槽211相适配的三角形。当插接槽211的横截面为V字型时插接槽211内壁之间的距离是随着插接的进行而逐渐缩短的，当焊接处于最开始的状态时，插接槽211与插接部311 之间仍是允许沿着垂直于焊接边缘的方向移动一定的距离的，该距离即为插接槽V字型开口的宽度，因此，焊接开始时上壳体20与下壳体30之间焊接处的对齐可允许存在一定的偏差；而随着焊接的进行，第一加强板21与第二加强板31插接深度的增大，插接槽211与插接部311之间的可向对移动距离逐渐减小，直到插接的完成，两者不再能够发生相对移动，即随着焊接的进行插接槽211与插接部311不断的对焊接处的对接进行校正，确保最终使上下壳体处于对齐的状态。

如图3所示的集成式燃油箱中上壳体与下壳体焊接处的一种示意性实施方式的剖面结构示意图中，上壳体20与下壳体30在焊接处的结构相同，均设置有热熔筋条40与溢料槽41。在对上壳体20与下壳体30进行焊接时，可采用热板焊接，也可采用其他的焊接方式，例如震动焊接、超声波焊接等，热熔筋条40经加热后热熔，逐渐流入溢料槽41内，上壳体20与下壳体30随之焊接为一体。图3所示集成式燃油箱中上壳体与下壳体焊接处的结构仅为一种示意性的实施方式，该焊接处也可选择其他合适的焊接结构。

图4用以说明集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图。如图4所示，箱体10的尿素腔室11与燃油腔室12由两个沿长轴方向布置的内隔板分隔开，两个内隔板之间分隔出一隔热腔室13。由于燃油回油的温度较高，例如电喷柴油，回油温度为60-70℃；而尿素溶液的浓度为32.5％时是最理想的，在该浓度下工作的尿素液能最大程度减少氮氧化物，但当温度高于50℃时，尿素溶液中的水蒸发，浓度升高，尿素液的还原处理能力会降低，因此尿素溶液需要保持常温，而隔板分隔出的隔热腔室能够防止燃油温度的热传递，减小对尿素溶液的影响。

图5用以说明集成式燃油箱的下壳体底部的一种示意性实施方式的局部结构示意图，如图4、图5所示，上壳体20包括有上隔板,下壳体30包括有下隔板132,上隔板和下隔板132通过焊接形成内隔板，且内隔板之间的隔热腔室 13的底部设有连通箱体内外的排污孔133。上壳体20中上隔板的位置与下壳体30中下隔板132的位置相对应，因此图4、图5仅示出下壳体30的结构，未示出上壳体20的结构。因上壳体20与下壳体30焊接成型，上隔板与下隔板同样通过焊接形成内隔板，在隔热腔室13底部设置排污孔133后可以防止焊接面失效后尿素溶液或燃油通过焊接面相互渗透混合，使得隔热腔室13在隔热的同时也具备了防渗功能。

图6用以说明集成式燃油箱中横撑与竖撑的一种示意性实施方式的结构示意图。图7用以说明集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图。如图6、图7所示，上壳体20和/或下壳体30的内腔设有平行于箱体 10短轴轴向的横撑14和平行于箱体10长轴轴向的竖撑15，横撑14与竖撑15 的两端均固定于箱体10的内壁，箱体10的内壁即指上壳体20的内壁、下壳体30的内壁以及内隔板的表面；图6、图7所示的竖撑15分为两段设置，一段设置于尿素腔室11中，一段设置于燃油腔室12中，上述两段竖撑15靠近隔热腔室13的一端均固定在内隔板上。通过在箱体10的内部设置横撑14和竖撑15，增加了箱体10沿短轴和长轴方向上的刚度，抑制箱体10的形变。

在一种实施方式中，如图7所示，横撑14的中部还可以设置有立柱141，立柱141同时垂直于横撑14和竖撑15；立柱141的一端穿过横撑14的中部，另一端固定于箱体10的内壁。横撑14中部的立柱141为横撑14提供了除固定于箱体10内壁的两端之外的另一个支撑点，增加了横撑14的强度。

如图1所示的集成式燃油箱的一种示意性实施方式的结构示意图，箱体10 的外部绕箱体10的长轴设有数根环向的第一加强筋16，且数根第一加强筋16 沿箱体10的长轴方向依次布置；箱体10的外部绕箱体10的短轴设有数根环向的第二加强筋17，且第二加强筋17沿箱体10的短轴方向依次布置。第一加强筋17增加了箱体10短轴方向的强度，第二加强筋17则增加了箱体长轴方向的强度。

如图1所示的集成式燃油箱的一种示意性实施方式的结构示意图中，箱体 10表面两侧的第一加强筋16要凸出于焊接翻边19且其两侧设有挡边161。在将箱体固定在车身上时，拉带固定的位置即为设有挡边161的第一加强筋16 的位置；挡边161可以限定用于固定箱体的拉带的移动，保证箱体10安装在车身上的稳定性，挡边161之间的第一加强筋16因凸出于焊接翻边，可保证拉带在拉紧箱体10时减少焊接处的拉力损伤。

如图7所示集成式燃油箱的下壳体的一种示意性实施方式的内部结构示意图中，箱体10内表面绕箱体10的长轴设有两根环向的第三加强筋18，且第三加强筋18沿箱体10的长轴方向布置，两根第三加强筋18均位于正对箱体外设有挡边的位置，图7仅示出其中一根，另一根被下隔板132所遮挡，故未示出。第三加强筋18的四个边角可设计为大圆角，在箱体10固定到车身上时可增加箱体10的承受力，同时防止箱体10发生错位。第三加强筋18位于箱体 10的内部，同样也可以起到增加箱体10刚度，抑制箱体10发生形变的作用。

如图5所示集成式燃油箱的下壳体底部的一种示意性实施方式的局部结构示意图中，箱体10中尿素腔室11的底部设有一凹槽111，凹槽111的开口形状为水滴型，水滴型的凹槽111具有两个端部；凹槽111内设置有品质传感器和排污螺栓112，品质传感器和排污螺栓112分别设置于凹槽111的两端。品质传感器用于测量尿素腔室中尿素溶液的浓度，排污螺栓112位于凹槽111内，用于排出尿素腔室11中的杂质与沉淀物。凹槽111为品质传感器提供了回转空间，保证了传感器的旋转拆卸，同时进一步降低了传感器的底面位置，有效减少尿素箱的无效液位区，产品经济性更高；且排污螺栓112的位置与品质传感器位置错位，两者不同心，能够减少两者相互避让所引起的无效容积。

本申请实施例还提出了一种集成式燃油箱的制造工艺，其包括以下步骤，上壳体20与下壳体30一次成型；成型方式采用注塑成型；

在上壳体20与下壳体30的焊接边缘的内表面分别固定好第一加强板21 与第二加强板31；

对上壳体20与下壳体30进行焊接，焊接过程中，第一加强板21与第二加强板31通过插接槽211与插接部311逐渐插接在一起,对焊接进行导向。

在上壳体20与下壳体30的焊接时，固定在焊接边缘内表面的第一加强板 21与第二加强板31限制了上壳体20与下壳体30焊接处之间发生的相对位移，保证了焊接过程中上壳体20与下壳体30的焊接处处于对齐的状态，确保了焊接的质量，是一种更加精准的焊接工艺。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种集成式塑料燃油箱，其特征在于，包括：

上壳体；

下壳体，所述上壳体与所述下壳体通过焊接组装成塑料箱体，所述箱体内的空腔沿长轴方向分隔有尿素腔室和燃油腔室；

第一加强板，所述第一加强板设置在所述上壳体的焊接边缘的内表面，呈环形布置或间断布置；

第二加强板，所述第二加强板设置在所述下壳体的焊接边缘的内表面，呈环形布置或间断布置；

所述第一加强板或所述第二加强板中的一个沿箱体组装方向形成有一个插接槽，所述插接槽沿所述焊接边缘延伸；

所述第一加强板或所述第二加强板中的另一个设置有能够插入所述插接槽的插接部；

所述插接槽的横截面为V字型，所述插接部的横截面为与所述插接槽相适配的三角形。

2.如权利要求1所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，所述尿素腔室与所述燃油腔室由两个沿长轴方向布置的内隔板分隔开，所述两个内隔板之间分隔出一隔热腔室。

3.如权利要求2所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，所述上壳体包括有上隔板,所述下壳体包括有下隔板,所述上隔板和所述下隔板通过焊接形成所述内隔板，且所述隔热腔室的底部设有连通箱体内外的排污孔。

4.如权利要求2所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，所述上壳体和/或下壳体的内腔设有平行于所述箱体短轴轴向的横撑及平行于所述箱体长轴轴向的竖撑，所述横撑与所述竖撑的两端均固定于所述箱体的内壁。

5.如权利要求1所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，

所述箱体的外表面绕所述箱体的长轴凸设有数根环向的第一加强筋，且所述数根第一加强筋沿所述箱体的长轴方向依次布置；

所述箱体的外表面绕所述箱体的短轴凸设有数根环向的第二加强筋，且所述数根第二加强筋沿所述箱体的短轴方向依次布置。

6.如权利要求5所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，部分所述第一加强筋凸出于所述箱体表面的焊接翻边且其两侧设有挡边。

7.如权利要求1所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，所述箱体内表面绕所述箱体的长轴设有数根环向的第三加强筋，且所述数根第三加强筋沿所述箱体的长轴方向依次布置。

8.如权利要求1所述的集成式塑料燃油箱，其特征在于，所述尿素腔室的底部壳体设有一凹槽，所述凹槽的开口形状为水滴型；

所述凹槽内设置有品质传感器和排污螺栓，所述品质传感器和所述排污螺栓分别设置于所述凹槽的两端。

9.如权利要求1-8任意一项所述的集成式塑料燃油箱的制造工艺，其特征在于，

所述上壳体与所述下壳体一次成型；

在所述上壳体与所述下壳体的焊接边缘的内表面分别固定好所述第一加强板与所述第二加强板；

对所述上壳体与所述下壳体进行焊接，焊接过程中，所述第一加强板与所述第二加强板通过所述插接槽与所述插接部逐渐插接在一起,对焊接进行导向。

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