汽车油箱是汽车贮存燃料的容器,也是发动机的动力来源。
汽车油箱大致分为两大类材质,一种是金属油箱,另一种是塑料油箱。仅从材料方面直观感受,也许大部分人会认为金属油箱更“钢”,塑料油箱往往会差很多。然而金属油箱基本已经被乘用车淘汰,现阶段只有大型客货车还在使用铁质或铝质金属油箱,这是为什么呢?
大型客货车辆的油箱容积动辄上千升,使用塑料油箱很难保证在加注满后油箱不会过度形变,出于安全考虑货车还是使用金属油箱。汽车金属油箱也分为两种类型。低品质的是铁质油箱,这种材料的油箱防锈能力差,在恶劣环境中使用容易锈穿漏油;同时铁质油箱的耐蚀性不强,对于高标准的柴油适应能力差。铝材的防锈能力与防腐蚀能力都要强得多,所以80%以上的大型客货车都采用铝质油箱。塑料油箱材料为合成树脂,重量轻,耐腐蚀,绝缘性好,延展性好,抗冲击性能不亚于铁质油箱,可塑性高,乘用车(轿车、MPV、SUV)底部空间小,可根据车底部空间设计不同造型,所以现在大部分乘用车安装的是塑料油箱。
塑料燃油箱与金属油箱相比具有以下优点:
重量轻。通常铁质油箱的壁厚至少为1.2毫米,汽车塑料燃油箱的平均壁厚为4毫米。由于铁的密度为7.8克/厘米3,再加上铁质油箱外表面要做防锈处理,从而其密度高达8克/厘米3,而HDPE塑料材料的密度为0.95克/厘米3左右,因此一只同等容积的铁质油箱比塑料油箱重得多。
防腐能力强。由于塑料具有很强的耐化学腐蚀能力,因此汽车塑料燃油箱不会因腐蚀而产生一些杂质,从而不会导致杂质通过供油系统进入发动机而导致发动机损伤,降低其使用寿命。造型多样。随着汽车配置越来越多,为了充分利用空间,现代汽车的外形设计变得越来越紧凑。与金属燃油箱不同的是,塑料燃油箱通常采用一次吹塑成型的方式,可以成型出形状复杂的异形产品,因此有利于在汽车总体布置已经确定的情况下,根据现有的底盘剩余空间来成型出适合的燃油箱形状,并尽可能增大燃油箱的容积,这是金属燃油箱无法比拟的。
安全性高,不会因热膨胀而爆炸。目前大多数塑料燃油箱都采用高分子量的聚乙烯材料制造而成。这种材料的热传导性很低,仅为金属的1%。同时,高分子量聚乙烯具有良好的弹性和刚性,在-40℃和90℃的情况下仍可保持良好的力学性能,经撞击后能自行回弹而不会产生永久变形,同时在摩擦或撞击过程中不会产生电火花而引起爆炸事故,即使汽车不慎着火,也不会因塑料燃油箱受热膨胀而发生爆炸,因此塑料燃油箱具有很高的安全性。
生产成本低,加工工艺简单,不论多复杂的产品造型都可一次成型,并且报废的产品经粉碎后材料可以循环使用。
塑料燃油箱大体有两种类型:一种是单层结构的塑料燃油箱,一般采用高密度聚乙烯(HDPE)作为原材料,由于高密度聚乙烯热塑性显著,其加工成型工艺通常有挤出吹塑成型、滚塑成型、注塑成型、真空吸塑成型等多种形式,其中挤出吹塑成型和滚塑成型为两大主流工艺;另一种是经阻隔性处理的单层或多层结构的塑料燃油箱,一般为采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)吹塑成型的单层结构的塑料燃油箱,其箱体内壁进行不同方法的表面处理,以提高其抗燃油的渗漏性,或是以UHMWPE为基材辅以阻隔材料或黏合树脂吹塑成型的单层及多层复合结构的塑料燃油箱。
正是由于塑料燃油箱与金属油箱相比具有以上诸多优点而得到快速发展,目前国内生产汽车塑料燃油箱的使用率已达到70%左右,欧美国家的塑料燃油箱使用率已达到90%,福特汽车更是达到了100%。正是由于塑料燃油箱具有不同于金属燃油箱的诸多优点,使得塑料燃油箱替代金属燃油箱、多层燃油箱替代单层燃油箱成为目前汽车工业发展的主流方向。
近年来,我国汽车产业持续、快速、健康发展,根据国家信息中心统计,2011年汽车销量达到1900万辆,其中乘用车销量为1132万辆,2010—2020年年均增长接近10%,2020年的年度销售量达到2337万辆。
目前我国汽车油箱专用树脂的总需求量约15万吨/年,消费市场主要集中在华东、华南、东北地区,国内石化企业纷纷开展了油箱专用树脂的研究与开发,但目前尚处于起步阶段。面对迫切的市场需求,应继续加大汽车油箱树脂的研发力度,早日实现核心技术自主化,替代进口产品。