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[摘 要]汽车是现代人们出行最为重要的交通工具之一，自1886第一台汽车诞生，汽车行业至今经历130多年的发展，汽车燃油箱生产工艺和所用原材料也随着汽车科技的发展经历了若干代技术变革，总体而言经历两个阶段：第一阶段是金属燃油箱阶段，以冷轧钢板、铝合金为材料制造的燃油箱，第二阶段是塑料燃油箱阶段。燃油箱是汽车部件中十分重要的部件之一，所以汽车制造企业应在燃油箱的选择与应用上进行重点研究。基于此，文章分析了汽车燃油箱的材料类型及特点，然后阐述了燃油箱安全方面的内容，以供相关企业参考。
[关键词]汽车；燃油箱；材料分析
中图分类号：U464.136.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0299-01
1汽车燃油箱材料类型及特点
1.1金属材料
以冷轧钢板（热镀铅合金冷轧碳素薄钢板，热镀锌及电镀锌钢板）、铝合金为材料制造的油箱，其特点是体积较大、结构简单、密封性好，金属材料燃油箱有效避免了塑料燃油箱原材料成型后仍然存在自然渗漏、不环保的弊端。金属材料冲压成型容易，模具成本相对较低，材料加工工艺成熟，但工序相对较多。目前一般卡车上仍然使用这种大容量、结构简单、刚度和强度较好的金属油箱，轿车使用的占比较小。
1.2塑料材料
由于金属油箱抗腐蚀性较差，需要镀层来增加防腐效果，镀层在加工的过程中或多或少的会受损，存在钢板被腐蚀的隐患，而且越来越注重紧凑感的汽车设计要求油箱形状多变以充分满足车身底盘布局，金属材质加工工艺变得太复杂，由此诞生了塑料油箱。采用高密度聚乙烯做基材的塑料油箱除具有金属材质的耐冲击性外，还具有安全性高、质量轻、耐腐蚀、成型方便、外形能充分满足车身底盘布置等金属油箱无法实现的优点。塑料燃油箱又分为单层和多层两种：
（1）单层。部分柴油箱采用单层结构，材料为HDPE。单层氟化技术：HDPE单层吹塑成型后，在30%氟气和70%的氮气的容器中氟化30min，可以适应一定的排放法规要求。
（2）多层。目前塑料燃油箱多采用6层材料设计，由内至外分别为基层、黏合层、阻隔层、黏合层、回收层及外层。因供应商不同会存在差异，以下为常见的6层材料比例分布及牌号：基层多采用牌号为MS201BN/HB111RHDPE的HDPE材料，约占总厚度比例30±10%；黏合层多采用牌号为OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，约占总厚度比例的1～3%；阻隔层多采用牌号为F101A的EVOH材料，约占总厚度比例的1～3%；黏合层多采用牌号为OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，约占总厚度比例的1～3%；回收层厚度约占总厚度比例≤50%；外层多采用牌号为MS201BN/HB111R的HDPE材料，约占总厚度比例的20±10%。
2燃油箱安全
两种材料同时存在，也同时使用于轿车当中，于是很多人便有了哪一种更安全的疑问。两种材料燃油箱的安全应该建立在条件一致的情况下来比较，就像汽车的安全评价一样，做碰撞试验，速度角度、碰撞位置都是一样的情况下做比较，燃油箱的安全性我们可以参考两个标准：
2.1.QCT644-2000《汽车金属燃油箱技术条件》
此标准规定了汽车金属燃油箱的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等内容，适用于汽车金属燃油箱。其它车辆金属燃油箱可参照执行。其中在技术要求中对燃油箱外观，焊接，外表面涂层，燃油箱体所用材料，箱体密封性，箱盖的密封性，箱内清洁度，进气阀，燃油箱盖与加油口，燃油箱的牢固性，箱体与螺母焊接的抗扭强度，燃油箱的振动耐久性都做了规定，并附试验方法。
2.2.GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》
此标准规定了以汽油、柴油为燃料的汽车燃油箱的安全性能要求和试验方法；适用于M类和N类汽车的金属燃油箱和塑料燃油箱。其中安全性能要求有：额定容量，安全阀装置，燃油蒸发排放系统，燃油箱盖的密封性，安全阀开启压力，燃油箱的振动耐久性，金属燃油箱的耐压性能，塑料燃油箱的耐压性能，塑料燃油箱的低温耐冲击性，塑料燃油箱耐热性，塑料燃油箱的耐火性，并附以试验方法。
两个标准对于金属燃油箱安全性相同点不多，比较发现其實是安全性要求一外一内的互补。塑料燃油箱只有GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》有规定，但是不同于金属燃油箱耐压性另作规定，增加低温耐冲击性，耐热性和耐火性。
基于这两个标准的试验条件我们能得到以下结论，在汽车使用的一般条件和发生类似试验情况的意外极限条件两种燃油箱是一样安全的。
关于金属和塑料燃油箱的安全其实很多人是集中在燃油箱会不会爆炸起火上。目前，已有对塑料燃油箱进行的耐火试验，试验分四个阶段：
（1）预燃烧阶段：将装有可持续燃烧5min的汽油（牌号同发动机燃油）的盛液器放在距离燃油箱3m外燃烧60s。
（2）直接接触火焰阶段：立即调整盛液器，使其液面与燃油箱底部的距离和空车状态下燃油箱离路面的高度相同，其位置应能使火焰接触燃油箱的底面及所有侧面，然后将燃油箱暴露在火焰中持续60s。
（3）间接接触火焰阶段：立即用隔棚盖住盛液器，并持续60s。
（4）试验结束：立即将燃烧着的盛液器及隔棚一起撤离到燃油箱3m以外。如果燃油箱仍在着火，应立即扑灭。
从以上情况判断，在车辆意外着火情况下，也保证有几分钟安全时间。关于会不会爆炸，有人认为是金属的密封性好会爆炸，也有不同看法认为塑料高温软化更容易爆炸。从GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》中看出设计了四个阶段，不同材料变形熔化承受热量是不同的，如果燃油管路没有破坏，持续燃烧的可能性不大，对燃油箱的烧坏力有限，此种情况类似标准中的试验条件、试验结果告诉我们这种情况是安全的。还有就是燃油箱受撞击挤压破坏，金属燃油箱虽然抵抗变形和破坏的能力强，但不能保证箱体接缝的位置不泄漏，一旦遇到明火或者燃油滴洒到高温的排气管，都会因燃油暴露面巨大产生爆燃，燃油箱已经破坏，再爆炸的可能性极小。也有媒体找消防机构用报废车辆浇上汽油点燃实际验证，不管是金属的还是塑料的燃油箱都没有发生爆炸。所以从安全性上来说金属和塑料并没有多大的区别。
结语
综上所述，随着经济快速发展，汽车的产量越来越高，汽车燃油箱的材料，制造技术和工艺也在不断变革，从国家标准和正确使用角度来看，塑料材料和金属材料的燃油箱各有各的优缺点，但安全系数都非常高，汽车制造企业可根据车型的具体情况来对汽车燃油箱进行选择，以达到最佳效果。
参考文献：
[1]全荣.汽车燃油箱用高耐蚀牲钢板的开发[N].世界金属导报，2012-09-18（B14）.
[2]丁志强，温乃盟，陈红星，时巧云，齐慧滨.世界汽车燃油箱用钢板材料[J].汽车工艺与材料，2005（07）：1-4.
[3]全荣.汽车燃油箱用高耐蚀牲钢板的开发[N].世界金属导报，2012-09-18（B14）.
[关键词]汽车；燃油箱；材料分析
中图分类号：U464.136.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0299-01
1汽车燃油箱材料类型及特点
1.1金属材料
以冷轧钢板（热镀铅合金冷轧碳素薄钢板，热镀锌及电镀锌钢板）、铝合金为材料制造的油箱，其特点是体积较大、结构简单、密封性好，金属材料燃油箱有效避免了塑料燃油箱原材料成型后仍然存在自然渗漏、不环保的弊端。金属材料冲压成型容易，模具成本相对较低，材料加工工艺成熟，但工序相对较多。目前一般卡车上仍然使用这种大容量、结构简单、刚度和强度较好的金属油箱，轿车使用的占比较小。
1.2塑料材料
由于金属油箱抗腐蚀性较差，需要镀层来增加防腐效果，镀层在加工的过程中或多或少的会受损，存在钢板被腐蚀的隐患，而且越来越注重紧凑感的汽车设计要求油箱形状多变以充分满足车身底盘布局，金属材质加工工艺变得太复杂，由此诞生了塑料油箱。采用高密度聚乙烯做基材的塑料油箱除具有金属材质的耐冲击性外，还具有安全性高、质量轻、耐腐蚀、成型方便、外形能充分满足车身底盘布置等金属油箱无法实现的优点。塑料燃油箱又分为单层和多层两种：
（1）单层。部分柴油箱采用单层结构，材料为HDPE。单层氟化技术：HDPE单层吹塑成型后，在30%氟气和70%的氮气的容器中氟化30min，可以适应一定的排放法规要求。
（2）多层。目前塑料燃油箱多采用6层材料设计，由内至外分别为基层、黏合层、阻隔层、黏合层、回收层及外层。因供应商不同会存在差异，以下为常见的6层材料比例分布及牌号：基层多采用牌号为MS201BN/HB111RHDPE的HDPE材料，约占总厚度比例30±10%；黏合层多采用牌号为OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，约占总厚度比例的1～3%；阻隔层多采用牌号为F101A的EVOH材料，约占总厚度比例的1～3%；黏合层多采用牌号为OREVAC18334/FT61AR3/FT71A的LLDPE材料，约占总厚度比例的1～3%；回收层厚度约占总厚度比例≤50%；外层多采用牌号为MS201BN/HB111R的HDPE材料，约占总厚度比例的20±10%。
2燃油箱安全
两种材料同时存在，也同时使用于轿车当中，于是很多人便有了哪一种更安全的疑问。两种材料燃油箱的安全应该建立在条件一致的情况下来比较，就像汽车的安全评价一样，做碰撞试验，速度角度、碰撞位置都是一样的情况下做比较，燃油箱的安全性我们可以参考两个标准：
2.1.QCT644-2000《汽车金属燃油箱技术条件》
此标准规定了汽车金属燃油箱的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等内容，适用于汽车金属燃油箱。其它车辆金属燃油箱可参照执行。其中在技术要求中对燃油箱外观，焊接，外表面涂层，燃油箱体所用材料，箱体密封性，箱盖的密封性，箱内清洁度，进气阀，燃油箱盖与加油口，燃油箱的牢固性，箱体与螺母焊接的抗扭强度，燃油箱的振动耐久性都做了规定，并附试验方法。
2.2.GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》
此标准规定了以汽油、柴油为燃料的汽车燃油箱的安全性能要求和试验方法；适用于M类和N类汽车的金属燃油箱和塑料燃油箱。其中安全性能要求有：额定容量，安全阀装置，燃油蒸发排放系统，燃油箱盖的密封性，安全阀开启压力，燃油箱的振动耐久性，金属燃油箱的耐压性能，塑料燃油箱的耐压性能，塑料燃油箱的低温耐冲击性，塑料燃油箱耐热性，塑料燃油箱的耐火性，并附以试验方法。
两个标准对于金属燃油箱安全性相同点不多，比较发现其實是安全性要求一外一内的互补。塑料燃油箱只有GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》有规定，但是不同于金属燃油箱耐压性另作规定，增加低温耐冲击性，耐热性和耐火性。
基于这两个标准的试验条件我们能得到以下结论，在汽车使用的一般条件和发生类似试验情况的意外极限条件两种燃油箱是一样安全的。
关于金属和塑料燃油箱的安全其实很多人是集中在燃油箱会不会爆炸起火上。目前，已有对塑料燃油箱进行的耐火试验，试验分四个阶段：
（1）预燃烧阶段：将装有可持续燃烧5min的汽油（牌号同发动机燃油）的盛液器放在距离燃油箱3m外燃烧60s。
（2）直接接触火焰阶段：立即调整盛液器，使其液面与燃油箱底部的距离和空车状态下燃油箱离路面的高度相同，其位置应能使火焰接触燃油箱的底面及所有侧面，然后将燃油箱暴露在火焰中持续60s。
（3）间接接触火焰阶段：立即用隔棚盖住盛液器，并持续60s。
（4）试验结束：立即将燃烧着的盛液器及隔棚一起撤离到燃油箱3m以外。如果燃油箱仍在着火，应立即扑灭。
从以上情况判断，在车辆意外着火情况下，也保证有几分钟安全时间。关于会不会爆炸，有人认为是金属的密封性好会爆炸，也有不同看法认为塑料高温软化更容易爆炸。从GB18296-2001《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》中看出设计了四个阶段，不同材料变形熔化承受热量是不同的，如果燃油管路没有破坏，持续燃烧的可能性不大，对燃油箱的烧坏力有限，此种情况类似标准中的试验条件、试验结果告诉我们这种情况是安全的。还有就是燃油箱受撞击挤压破坏，金属燃油箱虽然抵抗变形和破坏的能力强，但不能保证箱体接缝的位置不泄漏，一旦遇到明火或者燃油滴洒到高温的排气管，都会因燃油暴露面巨大产生爆燃，燃油箱已经破坏，再爆炸的可能性极小。也有媒体找消防机构用报废车辆浇上汽油点燃实际验证，不管是金属的还是塑料的燃油箱都没有发生爆炸。所以从安全性上来说金属和塑料并没有多大的区别。
结语
综上所述，随着经济快速发展，汽车的产量越来越高，汽车燃油箱的材料，制造技术和工艺也在不断变革，从国家标准和正确使用角度来看，塑料材料和金属材料的燃油箱各有各的优缺点，但安全系数都非常高，汽车制造企业可根据车型的具体情况来对汽车燃油箱进行选择，以达到最佳效果。
参考文献：
[1]全荣.汽车燃油箱用高耐蚀牲钢板的开发[N].世界金属导报，2012-09-18（B14）.
[2]丁志强，温乃盟，陈红星，时巧云，齐慧滨.世界汽车燃油箱用钢板材料[J].汽车工艺与材料，2005（07）：1-4.
[3]全荣.汽车燃油箱用高耐蚀牲钢板的开发[N].世界金属导报，2012-09-18（B14）.