戴釗，王廷，劉婧

（陜西重型汽車有限公司質(zhì)量管理部，陜西 西安 710200）

引言

汽車作為人類重要的交通運輸工具，隨著國民經(jīng)濟逐漸發(fā)展，客戶對商用車性能的要求也越來越高，推動著汽車向更高效、更安全、更舒適的方向發(fā)展。影響汽車動力的一個重要的零部件就是油箱，它作為發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的核心零部件，是確保整車動力可靠的關(guān)鍵因素。整車油箱燃油的加注量是影響整車?yán)m(xù)航里程的關(guān)鍵指標(biāo)，若油箱燃油加注量無法滿足設(shè)計要求，可能會造成整車因燃油不足無法正常運行，故油箱燃油供給系統(tǒng)可靠性顯得尤為重要。近兩年某重卡車型的市場銷量不斷增長的同時，與之配套的油箱總成在加油時頻繁出現(xiàn)跳槍、燃油加不滿的現(xiàn)象，增加加油次數(shù)且影響用戶車輛出勤效率，引起用戶嚴(yán)重的抱怨。為了解決油箱燃油加注遇到的諸多問題，開展了油箱總成的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

1 油箱液面測量方法及燃油加注跳槍原理

1.1 油箱液位測量方法

我公司整車油箱液位測量方法為浮子法。這種方法主要是通過浮子會隨著郵箱內(nèi)的燃油量減少液位變低而降低的原理來測量的。具體測量方法為當(dāng)油箱內(nèi)的油量在增加或者在減少時，浮子會隨著液位變化而變化。隨著浮子的變化，浮子帶動的電阻元件也會變化。而當(dāng)油箱中的燃油即將用完時，油箱中的液位將會變得很少，所以油箱內(nèi)的浮子也會隨液位降低，也就帶動了浮子上的電阻，在這個時候電阻阻值將會變得很大。在電路變得很大的情況下，電流會變得很小，指針會指向油量小的一邊。而當(dāng)油箱中在加油時，隨著油量的增加，液面會逐漸升高，隨著液面的提高，浮子也會提高并且?guī)е娮枳柚底冃?。在這種情況下電流會變大，而指針也會指向油量多的那一邊。

1.2 燃油加注跳槍原理

燃油加注跳槍的原理，當(dāng)扳動加油槍手柄，主閥在頂桿的推動下被打開，壓力油通過主閥，并推開真空閥，從出油管向容器注油，并在負(fù)閥處產(chǎn)生負(fù)壓。由于該處經(jīng)通氣管及出油管管口小孔與大氣相通，空氣通過小孔進(jìn)行補充。在燃油加滿時，槍口小孔被燃油淹沒，空氣無法補入，形成負(fù)壓，使與此相通的橡膠側(cè)移，帶動卡針脫開，自控桿下移，手柄機構(gòu)失去了平衡，主閥關(guān)閉，停止供油，完成自封過程。

2 問題概述

2016年市場反饋燃油供給系統(tǒng)失效問題，主要表現(xiàn)在油箱加滿時，儀表油箱顯示未滿。經(jīng)走訪服務(wù)站對標(biāo)分析，確定此問題因油箱無通氣孔造成，基于安全考慮，加油跳槍后，需預(yù)留5%以上的膨脹空間，經(jīng)對現(xiàn)生產(chǎn)的車輛600L無通氣孔油箱加注量進(jìn)行確認(rèn)，無論是手動還是自動加油，均無法達(dá)到設(shè)定要求，最大加注量不超過550L，低于設(shè)計值570L，該故障引起燃油供給系統(tǒng)中油量感應(yīng)器誤判率高達(dá)70%，用戶對此抱怨相當(dāng)強烈，為解決此問題，對油箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析。

3 油箱總成燃油加注問題分析

經(jīng)對產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，加注燃油時，油箱需通過油箱內(nèi)的過油孔排出油箱內(nèi)的空氣，以保證燃油正常加注，通氣孔過低或通氣孔淹沒在燃油液面下方時，油箱內(nèi)空氣無法由過油孔正常排出，因油量感應(yīng)器通氣孔排氣量遠(yuǎn)小于燃油加注量，繼續(xù)加油導(dǎo)致油箱上部形成近似密閉高壓腔。用戶操作時，在加油口內(nèi)液面高于油箱內(nèi)液面時，出現(xiàn)加油口看似油箱加滿，實際油箱未滿的現(xiàn)象（圖1）。選取同種型號通氣孔位置有差異的油箱進(jìn)行故障再現(xiàn)試驗，試驗方法為根據(jù)QC/T 644-2014《汽車金屬燃油箱技術(shù)條件》中5.5.2加油試驗要求，以50L/min流量加油，通氣孔位置較低的油箱，出現(xiàn)未加注滿便跳槍的問題，而通氣孔位置高的油箱，在油液位較高時才出現(xiàn)溢出現(xiàn)象，通過此種故障再現(xiàn)方式，確認(rèn)加油跳槍因油箱通氣孔結(jié)構(gòu)問題導(dǎo)致。

圖1 油箱未滿的情況

4 設(shè)計改進(jìn)驗證

對油箱通氣孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在加油口上部（防盜網(wǎng)）增加通氣孔，提升通氣孔高度，從而解決當(dāng)加油口內(nèi)液面高于油箱內(nèi)液面時，油箱上部形成近似密閉高壓腔，導(dǎo)致油箱加注不滿的問題。

針對改進(jìn)后產(chǎn)品行進(jìn)試驗驗證，具體試驗如下：

（1）樣件選取

樣件選取加油口上部無通氣孔（圖 2）和加油口上部有通氣孔（圖3）兩種狀態(tài)的產(chǎn)品各五件。

圖2 加油口上部無通氣孔（改進(jìn)前）

圖3 加油口上部有通 氣孔（改進(jìn)后）

（2）試驗方法

使用加油槍分別向樣件中注入油品，監(jiān)測加油槍第一次跳槍時油箱內(nèi)的液體體積大小。

（3）試驗標(biāo)準(zhǔn)

QC/T 644-2014《汽車金屬燃油箱技術(shù)條件》中5.5.2加油試驗要求。

（4）試驗結(jié)論

從試驗數(shù)據(jù)可以看出，加油口上部有通氣孔的油箱比加油口上部無通氣孔的油箱多加 59L，油箱加油口上部（防盜網(wǎng)）增加通氣孔高度，避免了油箱上部形成近似密閉高壓腔，因該產(chǎn)品與其他部件的安裝關(guān)系未發(fā)生變化，后期市場服務(wù)時，保證了產(chǎn)品互換性，便于客戶更換改進(jìn)后的產(chǎn)品。

表1

5 結(jié)論

采用頭腦風(fēng)暴法分析產(chǎn)品失效模式，對現(xiàn)生產(chǎn)過程油箱油量加注過程進(jìn)行驗證對比分析，確定油箱加注口未按圖紙加工，無通氣孔為“加油跳槍”的根本原因。通過對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改進(jìn)后油箱加油量明顯提升，完全滿足設(shè)計及客戶使用要求，解決了客戶抱怨的油箱加油加不滿問題。經(jīng)統(tǒng)計改進(jìn)后失效率，暫無失效信息反饋，改進(jìn)效果顯著。

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