某型燃油箱安装点渗漏分析

徐靖　卓义盛　唐基荣

摘 要：本文对某型燃油箱安装点渗漏问题分析，通过对燃油箱设计、装配、零件质量等逐一分析，确认了该问题的原因。

关键词：燃油箱 渗漏

Leakage Analysis of a Certain Type of Fuel Tank Installation Point

Xu Jing Zhuo Yisheng Tang Jirong

Abstract：This paper analyzes the leakage problem of a certain type of fuel tank installation point， and confirms the cause of the problem by analyzing the design， assembly， and component quality of the fuel tank one by one.

Key words： fuel tank， leakage

1 前言

汽车燃油供给系统是汽车动力的来源，作为整车上存储燃料的主要容器，燃油箱在整车上的固定要求牢固可靠[1]。金属燃油箱一般通过绑带过盈配合或者通过翻边吊点直接固定至整车。大容积燃油箱（如卡车）一般采用绑带过盈配合固定在车架上，小容积燃油箱一般采用翻边安装点通过螺栓直接固定至整车，该固定方式在家用车、面包车上使用较多。通过翻边安装点直接固定至整车上，燃油箱的重量直接作用在各安装点处，所以各安装点附近是路试过程中常见的泄漏点。

2 问题描述

某型乘用车软工装阶段在北京通州汽车试验场进行整车结构耐久性试验（整个试验里程24120km）过程中，当试验里程进行到73%时，日常检查发现燃油箱右后侧安装孔处有油污，清理后重新试验又出现，判断为燃油泄漏，如图1。

3 问题分析

问题分析——故障件调查

将故障件清洗并进行气密性检查，发现燃油箱右后安装点上壳体焊缝边缘出现有裂纹。如图2所示。

问题分析——燃油箱设计

燃油箱总成各安装点的应力进行虚拟分析，加载工况见表1。

分析结果显示燃油箱安装点最大应力值均在材料屈服极限范围内，应力云图见图3，具体结果见表2。

将燃油箱总成按照模拟装车的方式固定在振动台上，按照GB18296-2019振动耐久试验要求进行试验，试验结果合格无泄漏。试验条件件见表3。

问题分析——燃油箱装配

检查燃油箱紧固扭矩值在规定范围内，无明显衰减。查看燃油箱上壳体安装面及对应车身固定支架安装面无明显磨痕，燃油箱固定孔无扩孔、磨损等异常，判断燃油箱紧固可靠。燃油箱安装面及车身支架检查情况见图4、图5。

问题分析——燃油箱零件质量

燃油箱上壳体和下壳体通过整圈缝焊焊接在一起实现密闭功能。缝焊强度要求大于母材强度即缝焊进行破坏性试验时，要求不能从焊缝处撕裂，撕裂边缘要求光顺、连续，无明显锯齿状等。检查故障件缝焊无明显过深，缝焊位置居中且未压迫到壳体圆角。将故障件进行焊缝破坏性拉伸试验，检查发现撕裂断口出现锯齿状且延伸至焊缝中间，具体见图6。

为进一步查明焊缝拉伸破坏性试验异常问题，将故障处及正常位置的焊缝进行金相分析，显示故障处焊缝存在多处未熔合问题。焊缝金相见7及图8。

焊缝未熔合原因一般为焊接参数不合理如焊接电流过大、焊件表面有油污或杂质等。根据燃油箱条形码追溯该燃油箱生产日期，查看该批次及前后批次缝焊机器人焊接参数无异常，燃油箱全破坏拉伸试验均合格。同批次燃油箱在其它路试车上已完成所有路试无泄漏。为了解焊件表面杂质对焊缝强度的影响，采用试片模拟的方式进行故障重现。具体见表4。

通过以上对比试验可知，当焊件表面存在杂质时，焊缝破坏拉力值起伏较大，在杂质处的拉力值出现明显低谷。

根据以上分析判断，因为焊接前焊件表面存在油污、焊渣等杂质导致焊缝未熔合。在路试过程中受持续的应力作用下，焊縫处出现疲劳开裂导致泄漏。

4 总结

通过翻边安装点直接固定至整车的金属燃油箱因安装点承受整个燃油箱及燃油的重量，在路试或者台架振动耐久试验过程中，首先出现泄漏的位置基本都在安装点附近的焊缝或圆角处。本文通过对某型燃油箱在路试中出现泄漏问题，从燃油箱设计、安装及制造等进行逐一分析，通过CAE应力计算及金相分析等检测方法确认燃油箱设计及制造的潜在问题，查明该燃油箱故障的原因所在。

参考文献：

[1]GB18296-2019《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法》.