丰田|灵魂发问:油箱是塑料好还是铁皮好?


出于轻量化需要 , 越来越多的汽车零部件都由金属件改成塑料件 , 甚至一些底盘件都开始出现塑料的身影 。
我们在上一期中就给大家做了技术展示和分析 。
因为这个话题挺多争议的 , 今天我们就接着这个往下走 , 聊聊其他零部件塑料化的问题 。
今天我们的选题同样是“大部件” , 单就乘用车而言 , 体积50L左右的它 , 自然也逃脱不了被轻量化命运 , 没错 , 说的就是塑料油箱 。
油箱也赶塑料化潮流
油箱最初是用冷轧钢板焊接而成 , 结构比较简单 , 但由于乘用车越来越低矮 , 底盘平整性要求也越来越高 , 对油箱布置提出了不小挑战 。
所以欧洲的燃油箱制造商考泰斯在上世纪60年代就开始探索燃油箱的塑料化之路 , 因为稳定性好、轻量化程度高 , 他们研制的高密度聚乙烯 (HDPE) 材料至今仍是塑料油箱的主要材料 。

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1964年德国考泰斯公司开发出了全球第一款汽车用塑料油箱 , 1973年又将HDPE材料油箱应用在了大众的帕萨特车型上 , 成功实现量产 。
就大家关注的节油性这点来说 , HDPE材料的密度只有0.95g/cm3 , 而金属钢材的密度却有7.85 g/cm3 , 这两者的密度比达到了8倍 。 即使为了保证强度塑料油箱比金属油箱要厚一些 , 相同容积的塑料油箱还是比金属油箱轻50%~60% 。
不过事情总是有一些接受过程 , 早前就有这么一套理论:按理塑料材料比较便宜 , 金属油箱肯定要比塑料油箱贵 , 可得出厂商是为了省成本 , “减配”实锤了 。
其实实际情况恰恰相反 , 因为塑料油箱造型复杂不规整 , 前期需要很高的研发成本 , 还需要购置昂贵的成型设备和检测设备 。 成本狂魔雷克萨斯、丰田等品牌逆潮流使用了很长时间的铁皮油箱 , 这事儿今天算是破案了 。

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【丰田|灵魂发问:油箱是塑料好还是铁皮好?】

关于油箱的发展历程 , 我们大致可以得出三个阶段 , 从金属油箱到塑料油箱 , 从单层塑料燃油箱到多层塑料油箱 。 你可能会问 , 为什么会出现多层油箱 , 这还要从塑料油箱的短板聊起 。
塑料油箱并完美无缺的 , 比如它在耐燃油渗透性方面要比金属油箱要差一些 。 大家平时可能不太关注耐燃油渗透性 , 它说的是 , 由于在行驶过程中油箱内部压力的不断变化 , 燃油分子有向塑料油箱外部扩散渗透的趋势 。
国六排放法的整车排放限值要求为700毫克/天 。 但由于HDPE材料本身分子结构的原因 , 单层的塑料油箱无法有效阻挡燃油分子渗透 , 无法满足法规要求 。 为了解决渗透性问题 , 现在的塑料油箱均采用了中间带有阻隔层的多层壳体结构 。

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塑料油箱中间的阻隔层为EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)对汽油分子有非常的阻隔性 , 能极大提升塑料油箱的抗渗透性 。
塑料油箱的安全性和产品性能
了解了塑料油箱的发展历程 , 关于它的使用优势 , 以及消费者存在的一些担忧 , 我给大家做了以下梳理 。
1) 碰撞安全性和防火性能
相比塑料 , 金属材料的扎实感会给人带来安全感 。 当发生追尾或者碰撞事故时 , 油箱受到冲击可能会挤压变形甚至破裂 , 一旦漏油被引燃后果不堪设想 。
由于金属和塑料的材料性质差异 , 在受到冲击时两者所展现的情况肯定是不一样的 。
但与我们想象中不同 , 金属油箱一般是焊接而成的 , 焊接处是最薄弱的地方 , 在受到撞击时焊接处反而更容易发生断开破裂 , 更重要的是金属碰撞容易会产生火花的 , 这一点非常的危险 。 因此通常金属油箱会位于前后轴之间 , 减少追尾或者正碰时油箱受到挤压进而燃烧爆炸的风险 。


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