汽车加油盖体系设计概念

2019-04-15

随着汽车外造型结构的不断变化,加油口盖的外观形面日趋复杂,制作难度也越来越高,本文结合目前加油口的发展趋势和加油口盖密封的开发经验,对加油口盖结构进行了汇总分析。

加油口结构分类

目前市场上常见的加油口盖按外板形状、锁闭形式、材料、外板结构和开启形式等可分为几大类。

1.加油口按外板结构

按外板结构分为圆形、长方形、方形和椭圆形等。

2.加油口按锁闭形式

按锁闭形式分为内置锁、外漏机械锁(见图1)两类。由于外漏机械锁直接安装在加油口盖外板上,防盗窃功能较差,且影响外观,时下已越来越不被人们采纳,尤其是高档轿车。锁头外漏结构因其结构简单、成本较低而被一些低端轿车和面包车所采纳。

对于高分子材料,目前国内应用较成熟的材料是聚邻苯二酰胺(PPA)材料,它是半芳香性的聚酰胺。PPA是极性材料,熔点约为310℃,具有较高的强度和刚度。它的优点是对水不敏感,耐冲击、热稳定性好,缺点是韧性不足。一些对外观要求略低的车系,有采用尼龙混合一定量玻纤材料的结构。近期国外开始使用PBT+PC材料来做加油口盖盖板的材料,利用PC来改善PBT的易挠曲性,如果开发成功实现批量化,可以降低制件成本。金属加油口盖和高分子材料加油口盖的性能对比如表所示。

按铰链的结构形式一般分为合页式和悬臂式两种结构。悬臂式结构由于其支撑点悬伸于加油口盖外部,其支撑点在加油口盖最远点,力臂较大,不适用较大尺寸或较重加油口盖,易产生变形,锁紧后手压上下晃动。加油口盖外形尺寸较小不适宜采用合页式,开启后空间较小而影响加油枪顺利加油。悬臂式加油口盖开启后全部都移到加油口以外区域,其开启角度一般不受限制,但设计角度不要太大,一般在90°~95°之间。目前,国外一些高档轿车选用塑钢材质,采用悬臂式结构也较多。悬臂式结构制作装配工艺较复杂,且加油口盖间隙面差不易控制。

加油口盖的开启弹性制件非常重要,目前常见的主要有两种结构:一种用弹簧钢丝绕制而成的扭簧(见图9);一种是用弹簧钢板压制而成的弹簧片结构(见图10)。

在此,我们对二者的优缺点予以分析比较:

(1)扭簧式结构稳定可靠,质量易于保证,发生故障率很少。其缺点是加油口盖总成制作时工艺较复杂,组装时有一定困难,一旦发生断裂或弹性不足,更换难度较大。

(2)弹簧片结构的最大难点是弹簧片热处理。由于受其结构所限,加油口盖弹启力度不宜太大,因此制件板料厚度不宜太厚,一般是0.7~0.8mm,不会超过1mm。选用材质一般均为65Mn。而弹簧片本身尺寸很小,热处理不当会出现以下问题:硬度过高(超过50HRC)导致制件脆,受一定压力易产生断裂;而硬度偏低(小于40HRC)则会导致弹力不足,且极易变形,反复多次开启使用会出现弹性失效的情况。因此如果采用弹簧片结构,选用合理的热处理工艺是关键。


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