不顾安全吗?多款日本车使用铁油箱,而大众全部使用塑料油箱
6月26日上午,牌照为湘D94396的客运大巴车行驶到湖南省宜章县境内宜章凤头岭高速路段时,撞左侧护栏,致油箱损坏漏油起火,已造成至少35人遇难。如此重大事故自然跟司机或者车辆有关,但如果油箱不漏油,不起火,伤亡不会这么惨重。那么油箱是塑料安全还是铁的安全?现在都哪些车在用铁油箱?消费者如何选择呢?
一、哪些车用塑料油箱、哪些用铁油箱?日本车、韩国车、国产车都用过铁油箱的。
传统燃油汽车必然用到油箱,主要有铁质和塑料的两种材质,客车主要使用铁油箱,智电汽车通过各种途径收集到五菱的宝骏560、江淮瑞风S3、长城哈弗H6、吉利博越、上汽荣威RX5,大众途观、本田CRV,大众捷达、丰田卡罗拉、日产阳光等车型的油箱材质信息。
有当下流行的SUV,也有主流轿车,有日本车、德国车、美国车也有国产车,本着客观公正的给大家分享下他们都用什么材质的油箱。大众的车基本使用塑料油箱,而日本、韩国车及部分国产车多款车型使用铁质油箱,除了成本较低之外,还有可能是出于成熟设计的考虑,经过多年的积累,对铁油箱的技术有信心,因此较大范围内使用铁油箱。当然也有可能有技术不过关,纯粹为降本而使用铁油箱的黑心车企。
二、塑料油箱和铁油箱哪个安全—跟材质没有绝对关系,车身结构、油箱设计及质量把关有关系。
1.法规顶层把关:燃油箱作为汽车重要的安全零件,我国及欧美日都对油箱都有严格的标准要求和强制认证的。
我国国家标准GB18296-2001
《汽车燃油箱安全性能要求和试验方法 》、《欧盟法规ECE》、《美国机动车辆法规》和
《日本道路车辆型式认证手册》都有各种严格的安全性能试验和试验要求,对材质铁和塑料并不要求,汽车油箱只有通过这些试验和标准才能拿到3C证书和上市销售。
2.设计和质量上把关。车辆着火与油箱材质没有绝对关系,与车身结构、油箱设计及质量把关有关系。
汽车在研发过程中已经通过碰撞试验,其中都不允许任何的泄露。比如测碰和正碰,如果车身和底盘结构设计的好,碰撞时油箱不会受到挤压而漏油,只要油箱本身能够达到国家标准、性能和设计要求,它装配在车辆上就没有问题,因此油箱漏油问题跟材质没有直接的关系。如果发生泄漏很有可能是设计上存在缺陷或者量产后质量不过关。油箱一般布置在汽车乘客座椅下面,安全必须保障,否则犹如定时炸弹,随时爆炸。
3.技术成熟把关,铁油箱和塑料油箱优缺点
铁油箱:成本低,比较重,排放很低,形状自由度较小,挤压乘客舱空间,撞击会有火花(可能性太小),锈蚀(车企防腐防锈上偷工减料时才会发生),焊缝裂开(这些是质量问题,技术上其实都是成熟的)。
塑料油箱:其实用不是做水桶的那种塑料,而是高分子工程塑料,主要是即由高密度聚乙烯(HDPTE)、低密度聚乙烯等六层材料组成的高性能材料。你平时看到的油箱,壁厚大概在3~7mm之间,里面有6层材料多层吹塑而成(HDPE+回料层+LLDPE+EVOH+LLDPE+HDPE),塑料油箱密度低重量小,同体积可比铁油箱轻一半。成型自由度大,留给乘客舱较大空间。成本高,排放没有铁油箱好。
三、消费者如何选择--从汽车主动安全、被动安全、碰撞等级、品牌、售后口碑去选车。
现在塑料油箱和铁油箱技术都比较成熟,油箱的材质并不是消费者判断一款车是否安全的主要因素,消费者更应该关注车辆提供的主动和被动安全配置。智电汽车建议消费者重点从汽车的主动安全、被动安全、碰撞等级、品牌口碑及售后质量去看到汽车的安全性。
结语:如果你喜欢SUV,也担心安全问题,那么吉利博越会是你的首选,博越使用塑料油箱,配有同级最高的主被动安全配置。主动避祸安全系统包括AEB自动紧急制动系统、HHA应急全力制动模式、驻车制动减速度控制以及RMI主动防侧翻系统等。
博越的被动碰撞安全中包括了笼式高强度吸能车身、预紧式限力安全带、防鞭打座椅、严苛的试验保证和逃生拉手以及基于车联网的安全救援保障。可以说吉利得到沃尔沃真传,制定了中国汽车安全新标准,是自主品牌最安全的车。
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油箱是选塑料还是铁皮,学问原来这么多
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《用工程塑料造汽车悬架,这事到底靠不靠谱?》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。
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。
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。
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。
塑料油箱因为使用高性能工程塑料作为原材料,有不弱于金属材料的抗冲击能力。更重要的,塑料油箱是一体吹塑成型制作出来,也就是像鸡蛋壳一样,严丝合缝的,在-40℃和+90℃的极限温度下仍然可以保持不错的弹性和刚性,这是金属油箱不具备的优点。
当然理论还得实际测试论证才行,为了验证油箱的抗击能力,在产品开发时就会进行一些冲击试验,比如抗冲击性试验、角锤冲击试验等,就是用来评价经受外部能量冲击后,油箱是否还能保持完整无缺。
抗冲击性试验,是为了验证受到猛然的正面撞击后油箱是否会破裂。需要将塑料油箱固定置于滑轨上,然后通过液压线性作动器对油箱正面和反面进行冲击测试,最大冲击加速度可以达到100G。
角锤冲击,是为了考核塑料油箱的耐低温冲击性能。塑料油箱会置于-40℃低温环境箱保持24h,接着用角锤冲击试验仪以30J能量冲击油箱易损伤部位。
考虑到会遭受外界起火的极端情况,塑料油箱还进行了耐火性试验。即使万一塑料油箱真的不慎着火燃烧了,油箱也只会逐渐开始融化,根本没有足够的时间受热膨胀而发生爆炸,所以大家完全不需要对塑料油箱的安全性所担心。
燃油箱经过预热后,会直接暴露在自由燃烧的火焰上60s, 接着加上阻燃隔离罩进行间接燃烧,完成所有的步骤后,再观察燃油箱的泄露情况。
2) 产品性能
安全性虽然是我们首先考虑的因素,但也不能以牺牲产品质量为代价。油箱由金属材质过渡到塑料材质,哪些性能会受到影响呢?
汽车燃油箱按材料的不同一般可分为单层塑料油箱,多层塑料油箱以及金属油箱,通过对不同材质油箱的特点,可以发现塑料油箱的抗腐蚀性非常的优秀。
金属油箱生锈不是新鲜事儿,虽然表面经过了镀镍锌处理,但因为位于车底,剐蹭在所难免,生锈因此很常见;另外汽油中常常混有杂质,经过长时间的浸泡后金属钢材可能会被逐渐腐蚀而产生杂质,进而可能堵塞油路。
相比之下,塑料油箱因为对酸、碱、盐等抗腐蚀能力远大于钢板,十分适宜在污染较大的区域使用。
虽然金属和塑料的材料特性的差异,导致油箱产品在性能上会有所不同,塑料油箱代替金属油箱并不会降低油箱的性能。进入市场前都需要进行严格的性能检测,比如燃油箱盖的密封性、振动耐久性试验、耐压性试验等多项试验,为的就是保证它足够可靠。
振动耐久性试验:往油箱中加入额定容量的水,密封好所有的进、出口,然后在水平和垂直方向分别进行振动耐久试验,需要观察油箱是否有破裂和泄露。
因为是与地板连接,油箱受到的振动冲击还是很强烈的,这类测试很有强的实际使用参考意义。
耐压性试验:往油箱中加入额定容量的水,保持50℃的环境温度,密封好所有的进、出口,向油箱施加30kPa的压力,保持压力5小时,需要检查油箱是否泄漏。
就好比人的肺部,大家也会担心油箱会不会经受不住压力,哪天给泄气了。耐压测试就是用来评估油箱的密封性是不是足够好,够不够抗压。
AL频道小结
汽车的塑料化当下已经成为了一大发展趋势,车用的材料也逐渐从金属向塑料过渡,要知道塑料可比金属要轻很多,可以很大程度减轻车体的重量,同时还可以降低制造成本。
20世纪70年代时塑料使用量占汽车总质量的比例只有2%~3%,到现在已经达到翻了几倍达到了8%~10%。可以说,一辆车的塑料使用量越多,是汽车制造技术更先进的体现之一。
从油箱的升级过程,我们就可以看到汽车技术发展的缩影。虽然塑料材质看起来会给人的廉价的感觉,但用于造车的工程塑料全都是经过严格性能考验的,大可不必“谈塑色变”。