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        加油口蓋密封及結構的深入研究

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        樓主
        天宇 發表于 2016-4-6 19:30:39 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
            隨著汽車外造型結構的不斷變化,加油口蓋的外觀形面日趨復雜,制作難度也越來越高,本文結合目前加油口的發展趨勢和加油口蓋密封的開發經驗,對加油口蓋結構進行了匯總分析。

        加油口結構分類
           目前市場上常見的加油口蓋按外板形狀、鎖閉形式、材料、外板結構和開啟形式等可分為幾大類。

        1.加油口按外板結構
        按外板結構分為圓形、長方形、方形和橢圓形等。
        2.加油口按鎖閉形式
        按鎖閉形式分為內置鎖、外漏機械鎖(見圖1)兩類。由于外漏機械鎖直接安裝在加油口蓋外板上,防盜竊功能較差,且影響外觀,時下已越來越不被人們采納,尤其是高檔轎車。鎖頭外漏結構因其結構簡單、成本較低而被一些低端轎車和面包車所采納。


        3.加油口按材質
           按材質分為:金屬加油口蓋(見圖2)、高分子材料(見圖3)和混合材料加油口蓋(見圖4,外板是金屬材料,內板等為高分子材料)三類。


            對于高分子材料,目前國內應用較成熟的材料是聚鄰苯二酰胺(PPA)材料,它是半芳香性的聚酰胺。PPA是極性材料,熔點約為310℃,具有較高的強度和剛度。它的優點是對水不敏感,耐沖擊、熱穩定性好,缺點是韌性不足。一些對外觀要求略低的車系,有采用尼龍混合一定量玻纖材料的結構。近期國外開始使用PBT+PC材料來做加油口蓋蓋板的材料,利用PC來改善PBT的易撓曲性,如果開發成功實現批量化,可以降低制件成本。金屬加油口蓋和高分子材料加油口蓋的性能對比如表所示。

            金屬加油口蓋按結構形式可分為翻邊加油口蓋、全包邊加油口蓋和點包邊加油口蓋三種。

           金屬加油口蓋因其開發成本較低而被廣泛采用。而高分子材料的加油口蓋由于成本較高,一般在中高檔汽車上采用。




        4.按鉸鏈的結構形式
        按鉸鏈的結構形式一般分為合頁式和懸臂式兩種結構。懸臂式結構由于其支撐點懸伸于加油口蓋外部,其支撐點在加油口蓋最遠點,力臂較大,不適用較大尺寸或較重加油口蓋,易產生變形,鎖緊后手壓上下晃動。加油口蓋外形尺寸較小不適宜采用合頁式,開啟后空間較小而影響加油槍順利加油。懸臂式加油口蓋開啟后全部都移到加油口以外區域,其開啟角度一般不受限制,但設計角度不要太大,一般在90°~95°之間。目前,國外一些高檔轎車選用塑鋼材質,采用懸臂式結構也較多。懸臂式結構制作裝配工藝較復雜,且加油口蓋間隙面差不易控制。

           合頁式結構較簡單,易于制作及組裝,且制件剛性較好(懸臂較小),此結構適用于方形外板結構,且加油口蓋較大,合頁式結構不適用于圓形或緊湊型加油口結構(開啟角度一般不大于90°)。



        加油口結構設計經驗分析
           由于選用懸臂式結構加油口蓋較多,根據以往車型的開發制作經驗,總結以下幾點供大家參考:
            1.加油口蓋位于車身外板某一部位,結構形面取決于整車外觀造型及選取位置,設計時建議盡量選取在車身形面平緩區域,盡量為外凸形面,避免為內凹形面。原因是內凹形面結構不穩定,當制件形面產生回彈之后極易形成光影聚焦區,與整車形面不光順,影響整車外觀品質。如受整車造型所限,加油口蓋的布置受整車美學設計的要求,無法選在外凸平緩部位,那就在后期制作時從工藝上進行控制。必須采用拉延工藝,使加油口蓋外板在成形過程中得到充分延展以消除其內應力,避免因表面回彈產生外板表面曲率與設計不符而與整車光順性不匹配。


             有一款車型加油口蓋結構為4個形面交匯區且為內凹結構,前期工藝設計時采用落料成形工藝,未采用拉延工藝,制件在成形過程中未得到充分延展。因此導致制件表面回彈嚴重,最明顯處誤差達0.92mm,與整車光影不匹配(見圖5a)。

            多次對模具進行整改,效果均不明顯。后采用拉延工藝,制件精度達到±0.5mm以內,與整車不光順問題消除(見圖5c)。




            2.懸臂式結構不適用于方形加油口蓋,一旦產生間隙面差會很明顯。即使在公差范圍之內,也易給人間隙不均的感覺,而圓形加油口蓋則相對易于控制。

            采用懸臂式結構,加油口蓋內板做成一體式,外型尺寸較大,模具較復雜,人們往往會把加油口蓋內板設計為2件(見圖6,為內板和連接板),然后焊接。此工藝不建議采用,因為連接板與內板結構極不規則,焊接時不易定位,焊接存在變形,將來總成尺寸會很難控制,經常會顧此失彼。因此,建議采用整體式。

           懸臂式加油口蓋回轉半徑較大,易發生翻邊與側圍干涉。外板不適用于翻邊結構。包邊或采用高分子材料較為理想,否則需適當加大加油口蓋與側圍間隙, 以降低發生干涉的可能。

            3.加油口蓋應采取限位措施,否則鎖銷與鎖舌之間有間隙。手按時產生里外松曠的情況,車輛行駛過程中存在產生噪聲的隱患。可采用鎖舌與密封膠圈0.5~1.0mm干涉限位(見圖7),或直接在加油口上加個橡膠限位柱(見圖8)。

        4.加油口蓋彈啟結構

           加油口蓋的開啟彈性制件非常重要,目前常見的主要有兩種結構:一種用彈簧鋼絲繞制而成的扭簧(見圖9);一種是用彈簧鋼板壓制而成的彈簧片結構(見圖10)。

        在此,我們對二者的優缺點予以分析比較:
        (1)扭簧式結構穩定可靠,質量易于保證,發生故障率很少。其缺點是加油口蓋總成制作時工藝較復雜,組裝時有一定困難,一旦發生斷裂或彈性不足,更換難度較大。

        (2)彈簧片結構的最大難點是彈簧片熱處理。由于受其結構所限,加油口蓋彈啟力度不宜太大,因此制件板料厚度不宜太厚,一般是0.7~0.8mm,不會超過1mm。選用材質一般均為65Mn。而彈簧片本身尺寸很小,熱處理不當會出現以下問題:硬度過高(超過50HRC)導致制件脆,受一定壓力易產生斷裂;而硬度偏低(小于40HRC)則會導致彈力不足,且極易變形,反復多次開啟使用會出現彈性失效的情況。因此如果采用彈簧片結構,選用合理的熱處理工藝是關鍵。

        結語
           加油口蓋雖小,但它在車身上就相當于人臉上的一個器官,它對整車的外觀影響很大。加油口蓋的設計與制作的成功與否至關重要,前期設計及后期制作時不可小視。
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        沙發
         樓主| 天宇 發表于 2017-12-2 20:00:22 | 只看該作者
        關于加油口蓋密封問題
        問:
            我現在開的新威馳,發現一個問題,就是汽油揮發過快,尤其現在夏天,車子停露天,四十多度暴曬,
        停個幾天不開再接著開就發現油表有可見的下降,后來有天去加油站加油,我發現一個問題,就是擰開
        油箱蓋的時候,似乎油箱內一點壓力也沒有,正常來說,擰開油箱蓋應該會有一股氣流出來的,我以前的
        車就是,蓋子一擰開就哧溜哧溜往外冒氣,但是我現在這車就沒有,我懷疑是不是油箱蓋的壓力安全閥彈簧失效了,
        導致沒有密封作用,這樣引起的汽油會發速度過快的問題。       



        回答一:

             理論上,應該是氣壓平衡的,油箱專門有個通風裝置來平衡氣壓和防止汽油蒸汽外泄。我不知道油箱通風裝置是不是單向的,如果是單向的,那曬一曬有點正壓力也正常,而且通風裝置可能有一點氣阻,那樣可能也會積蓄一點點壓力,但是應該都是非常小的。
        但是汽油揮發的速度的話,壓力不是關鍵,而是郵箱里的氣體中汽油的相對飽和度。但是你可以完全不用擔心油箱蓋,也根本就沒有可能汽油能夠揮發到油表降低的程度,就算一桶油敞開放置都沒有那么夸張。



        回答二:

            現在的汽車上有個裝置吸收這部分揮發的汽油,汽車啟動后這部分再吸入發動機燒掉的,就是個活性炭罐——過去的老車可能沒有這個裝置,或者裝置失效


            而且油箱內壓力高不一定完全是揮發原因,汽油泵工作時候是會發熱的,這個熱量加熱了油箱內的氣體,也會導致開油箱蓋的時候有氣體噴出的感覺(某車當年這事鬧的可以)——汽油泵發熱越小,那么這個效應就越不明顯

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        xaicp58 發表于 2018-5-12 09:45:07 | 只看該作者
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        遼寧生活網o 發表于 2018-5-12 21:16:46 | 只看該作者
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        5#
        czjho49 發表于 2018-5-15 08:53:51 | 只看該作者
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        6#
        jvqrx014 發表于 2018-5-17 18:32:55 | 只看該作者
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        7#
        braqo131 發表于 2018-5-19 09:05:11 | 只看該作者
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        8#
        vxh星墜暗雨 發表于 2018-5-27 21:54:11 | 只看該作者
        樓主高人啊,我先收藏了












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        9#
        大海無語505 發表于 2018-6-1 14:37:03 | 只看該作者
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        10#
        華華丹甜gu 發表于 2018-6-2 03:53:54 | 只看該作者
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