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摘要：燃油箱在汽车运行中的作用至关重要，如出现开裂渗油问题将影响客户的使用，甚至引起对品牌的抱怨，本文对某款轻型载货汽车在可靠性试验中频繁出现的燃油箱开裂渗油故障进行详细调查和分析，并提出解决方案，提供一定的分析方法供后续解决类似故障参考。关键词：燃油箱，开裂，原因分析
1引言
目前,轻型载货汽车大量使用铁质燃油箱，因其结构强度高、耐冲击、低成本、不易损坏等原因，在载货汽车中非常广泛的应用，燃油箱作为汽车正常行驶所需求的关键零部件，如出现开裂漏油故障将是不可接受的，本文对某轻型载货汽车在使用中频繁出现的燃油箱开裂漏油问题进行研究，通过燃油箱加工工艺、结构、材料、强度分析等方面分析，确认主要原因并制定解决方案，为以后类似问题提供解决思路。
2故障调查
某轻型载货汽车在进行可靠性试验时发现有渗油现象，油箱表面存在大量油渍，该油箱出现渗油故障时都发生在强化路中，且渗油位置都是在油箱与油箱包箍接触位置，因此判断强化路的试验条件比较恶劣，扎带与油箱接触处易发生损坏。
通过对燃油箱的剖解，发现几次渗油都是在油箱内侧出现细小的裂纹导致油箱渗油，下面对此开裂的原因进行具体探讨。
3燃油箱开裂的原因分析
载货汽车的燃油箱放置在油箱支架上，通过油箱扎带与支架配合以螺母打紧将油箱固定，导致油箱开裂的主要原因在于单体零部件的尺寸、装配后的配合尺寸、油箱的性能、应力集中等，下面就此几个方面通过一定的方法进行确认分析。
3.1对燃油箱、油箱扎带、油箱支架等零件尺寸进行检查，以厂家的检测报告，和入库检测报告可以确认各零部件的尺寸符合要求，此处不做过多探讨。同时校核故装配尺寸不是造成油箱开裂的主要原因。
3.2油箱扎带的打紧力矩
燃油箱扎带的打紧力矩大小会影响到开裂处的变形量，变形量过大会导致材料的受力变大，超出材料承受极限，最终出现开裂损坏。
提升。
在综合路面行驶时测量的动态应变较小，但在安装时由于扎带对翻边向内的一个压紧力，导致油箱测试点出现很大的变形，且这个变形随扎带的松紧度大小也随之变化。因此可以判断安装过程中扎带包裹的压紧力会对油箱变形产生较大影响，需要通过对此处进行结构优化以降低变形量。
3.3油箱开裂处的应力
实际测量发现油箱开裂处应力已大于材料许用应力б=168MPa，且冲压后材料性能衰退较多，应改善此处应力情况，降低开裂风险。
3.4对油箱开裂处应力分析
由于整车工作环境复杂多变，计算分析时无法完全模拟整车条件，因此理论分析时分别在X、Y、Z方向上加4g加速度，进行应力分析，发现在Z向时油箱所受应力最大达77MPa。
通过对燃油箱理论应力分析发现，Z向加加速度时翻边处受应力77MPa,并没有达到材料承受极限，但考虑到整车工作环境的变化，瞬时冲击暂无法预测计算，此处又是开裂处最直接的受力来源，减小此处应力有利于降低油箱开裂的风险。
4优化及改进确认
4.1提高材料强度
油箱采用板金材料冲压成型再通过滚焊工艺加工完成，因此需考虑其延展性要保证冲压的基本条件，在此基础上对材料强度进行提高，减小变形量，改善受力情况。
经过材料筛选，B170P1材料强度提升，材料在冲压成型后能满足材料的性能衰退满足所要求的性能。
通过整车可靠性验证，发现有故障出现，仍然是在强化路中，可以确认强化路对油箱开裂的风险最大，经过材料提升故障里程由平均4000km提升到6500km以上，但依然有开裂情况出现，还需要进一步改进。
4.2优化结构降低应力
给油箱开裂处最直接的施力，是通过油箱支架传导整车的振动到油箱翻边处，翻边处传导至开裂处变形量过大，最终开裂，因此从处着手进一步优化。
通过改善翻边处的结构，增大R角，减少尖锐过度，以CAE手段分析，可以将翻边处受力由原来的77MPa降低为67MPa，为继续巩固在翻边内侧增加一硬质橡胶块做支撑，通过分析承受应力为46MPa。
最终通过以上二种优化，至今已完成多台车3万或10万公里不等的可靠性验证，都没有再出现开裂渗油现象，确认整改有效。
5结论
导致油箱开裂的原因较多，安装不当、材料强度不足、结构问题、应力集中等都可能导致油箱开裂，而又无法定性的认为是某单一原因导致故障的出现，需要综合各种可能原因，在有效的整改施实后仔细验证确认，以寻求到最佳的解决方案，本文中通过提升材料性能和优化结构的方式，最终问题得以解决，给类似问题提供一定处理的思路，为之后的设计参考。
参考文献
[1] 张乐乐，谭男林，焦风川.ANSYS辅助设计分析应用基础教程.北京：清华大学出版社，2006：171-194
[2]羊秋林.汽车用轻量化材料.机械工业出版社，1991.9
论文作者:董善燕
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/10
标签：油箱论文; 应力论文; 燃油论文; 材料论文; 汽车论文; 故障论文; 原因论文; 《科学与技术》2019年第08期论文;