陳紹維 閆亮 楊萬慶

【摘 要】為了擴大市場份額，在激烈的市場競爭中占得先機，汽車生產(chǎn)企業(yè)必須不斷根據(jù)消費者的需求推出新產(chǎn)品，這導(dǎo)致車型開發(fā)周期越來越短。加油口門作為汽車上使用頻率較高的一個總成，其工作穩(wěn)定性非常重要，設(shè)計不好輕則導(dǎo)致外觀間隙、斷差不良，重則造成加油口門無法正常開啟和關(guān)閉，影響客戶使用。目前很少有專門針對加油口門的論述，文章將對加油口門開發(fā)過程中的控制要點及發(fā)展趨勢進行系統(tǒng)的闡述。

【關(guān)鍵詞】加油口門；分類；控制要點；垂向剛度；趨勢

【中圖分類號】U466 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）04-0075-03

1 定義

乘用車燃油加注口一般有2個門，分別為油箱蓋和車身加油口門。前者緊固在油箱加油管頸上，起到保證油箱密封、調(diào)節(jié)油箱內(nèi)氣壓的作用；后者固定在車身上，可以翻轉(zhuǎn)打開，對燃油加注口起保護、遮蓋作用，門本體為車身外觀件。車身加油口門的形狀有方形、圓形、橢圓形、菱形及不規(guī)則形狀等，隨造型不同而不同，以方形和圓形最為常見。

本文主要介紹車身加油口門，一般由門本體和安裝機構(gòu)構(gòu)成。

2 分類

（1）按照材料，加油口門可以分為金屬加油口門、塑料加油口門及金屬塑料混合加油口門3種。

金屬加油口門：加油口門總成整體采用金屬材料，加油口門外板、鉸鏈臂、鉸鏈支架等通過點焊、卷邊等結(jié)構(gòu)形式連接。這種結(jié)構(gòu)工藝簡單、成本低、外觀品質(zhì)及剛度性能容易保證，重量稍大，在乘用車上應(yīng)用普遍。

塑料加油口門：加油口門總成整體采用塑料材料，采用螺接、卡接等形式固定在車身上。此種結(jié)構(gòu)具有重量輕、密封效果好、不易被油污腐蝕等優(yōu)點，還能對車身起美觀、裝飾等作用?！皩汃R”“奧迪”“奔馳”“大眾”等系列轎車，均采用塑料加油口門。

金屬塑料混合加油口門：加油口面板采用金屬件，而旋轉(zhuǎn)臂及附屬零件采用塑料件，二者通過鉚接、卡接、插接、螺接等形式連接。此種結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用極少。隨著塑料加油口門性能的提升，以及成本高、重量大及工藝復(fù)雜，金屬塑料混合加油口門會逐漸被淘汰。

（2）按照轉(zhuǎn)軸連接形式，加油口門可以分為合頁式和懸臂式2種，如圖1、圖2所示。

合頁式加油口門直接安裝在側(cè)圍外板或者是加油口盒上，裝配公差好控制，垂向剛度好，但是鉸鏈軸線布置空間有限，運動間隙不太好控制；懸臂式加油口門安裝在側(cè)圍內(nèi)板加油口盒上，裝配公差不好控制，垂向剛度略差，但是運動間隙容易控制，不容易與側(cè)圍總成發(fā)生干涉。

（3）按照總體結(jié)構(gòu)，加油口門可以分為整體式與分體式2種，其中整體式多為塑料材質(zhì)，分體式多為金屬材料。

整體式以總成供貨，直接裝配在車身上，精度較高；分體式一般經(jīng)焊接、卷邊等工藝后于車身上裝配，精度略低。此外，為了改善加油口門與側(cè)圍總成的間隙、面差，減少由于鈑金焊接而造成的安裝誤差，也有整體式加油口門總成直接卡接在側(cè)圍上的結(jié)構(gòu)[1]。

3 開發(fā)控制要點

3.1 布置

加油口門的布置服從整車布置的需要，考慮人機工程、操作方便性及安全性，通常位于排氣管的另一側(cè)，可以減少油箱受熱和減小加油管頸的尺寸。一般加油口門位于后橋上方、車輪內(nèi)側(cè)的位置最安全，但實際上多數(shù)布置在后輪罩處的后側(cè)圍上。考慮碰撞、翻車時的火災(zāi)安全問題，客車設(shè)計時通常將加油口門和乘客門異側(cè)，轎車則多設(shè)計為與駕駛者異側(cè)[2]。

3.2 間隙、斷差

乘用車和商用車對于間隙、斷差的要求略有不同，一般乘用車間隙、斷差值比商用車小，常見值見表1。

間隙設(shè)置為3 mm時，通常運動間隙設(shè)置為≥2 mm，間隙值設(shè)置為5 mm時，運動間隙通常設(shè)置為≥3 mm。不同的企業(yè)根據(jù)自身的工藝水平，對間隙值的設(shè)置略有不同。

3.3 外觀及尺寸要求

（1）法規(guī)要求：滿足《乘用車外部突出物》（GB 11566）的有關(guān)要求。

（2）外觀表面質(zhì)量要求：不存在凹凸點、壓痕、拉傷、劃傷、起皺、滑移線、毛刺等。若有焊接，則焊點應(yīng)布置在外觀不可見的位置。

加油口門總成易進水，因此如果采用金屬加油口門總成則要進行防腐處理，總成相關(guān)零件最好采用鍍鋅板，鉸鏈軸最好采用不銹鋼或進行防銹處理[3]。

（3）尺寸要求：滿足國內(nèi)外加油槍包絡(luò)空間。圖3為加油槍加注空間、圖4為加油槍尺寸校核斷面。燃油加注空間滿足的條件下，根據(jù)具體車型的造型和工藝需要，確定合適的外觀尺寸和形狀。

考慮加油時的方便性，一般建議加油口門打開最大角度時，總成與油槍包絡(luò)間隙大于10 mm。

根據(jù)上述原則，市場上部分車型加油口門的外觀尺寸統(tǒng)計見表2、表3。

3.4 總成性能要求

（1）開啟與關(guān)閉的限位。加油口門開啟到最大設(shè)計開度時，自身應(yīng)能進行限位，過開5°時不應(yīng)刮傷側(cè)圍；總成關(guān)閉后由限位塊進行限位，防止總成過關(guān)。一般加油口門的最大開啟角度為95°±10°。

（2）開閉耐久性。加油口門總成進行完開閉耐久性試驗后，彈片無斷裂，轉(zhuǎn)軸無折斷，與側(cè)圍總成無干涉、無異響，總成無失效。各大公司對開閉耐久試驗方法和試驗次數(shù)要求有所差異，一般都要求≥3 000次[4]。

通常為了保證彈簧片開閉耐久不失效，彈片材料要求材質(zhì)均勻，雜質(zhì)含量少，一般需要進行熱處理，以保證材料的一致性。

（3）垂向剛度要求。加油口門打開一定的角度，在鎖扣位置加載Z向力，測量Z向最大位移量，應(yīng)該保持在一定的范圍之內(nèi)。

垂向剛度對于加油口門的外觀間隙有著重要的影響，若垂向剛度不足，長期使用過程中，加油口門在自身重力作用下發(fā)生Z向變形，導(dǎo)致加油口門與側(cè)圍之間的間隙、面差不均勻，嚴重可導(dǎo)致與側(cè)圍總成之間干涉，因此必須保證加油口門垂向剛度符合要求。

3.5 總成操作方便性要求

（1）加油口門開、關(guān)門力要求。開門力：加油口門處于初始開啟狀態(tài)，施力方向垂直加油口門搖擺路線，用測力計緩緩加載使門開啟，記錄在全開限位點前的力的峰值，重復(fù)3次取平均值并記錄。關(guān)門力：施力方向垂直于加油口門搖擺路線，從門蓋在全開位置開始用測力計緩緩加載使門關(guān)閉，記錄在接觸到拉鎖結(jié)構(gòu)前的力的峰值。重復(fù)3次取平均值并記錄。評價方法：理想開、關(guān)門力為3～5 N。

該開關(guān)力與卷邊力相關(guān)性最大，此外與加油口尺寸、鉸鏈軸的布置形式等相關(guān)，量產(chǎn)前必須反復(fù)調(diào)試，保證開關(guān)力在3～5 N，符合人機工程學(xué)操作舒適性的要求[1]。

（2）加油口門關(guān)閉力（拉索式）。用推拉力計推動加油口門使加油口門完全關(guān)閉，推力始終垂直于加油口門外表面，作用點為加油口門外表面上距離加油口門遠離軸銷的一端5 mm處。該推力應(yīng)不大于15 N。

該關(guān)閉力與拉索鎖舌本身彈力、彈片干涉量、卷邊力有關(guān)，量產(chǎn)前必須反復(fù)調(diào)試，保證該關(guān)閉力≤15 N。

（3）開啟間隙。拉索打開后，加油口門在彈簧片彈力作用下自由開啟，測量加油口門最大開啟高度。重復(fù)3次取平均值并記錄。評價方法：開啟間隙應(yīng)≥15 mm（如圖5所示），以滿足打開加油口門時的手部操作空間[1]。

該間隙值與彈片彈力、卷邊力及裝配精度有關(guān)，需在量產(chǎn)前反復(fù)調(diào)試，以達到目標值，保證開啟操作的方便性。

4 發(fā)展趨勢

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，一方面由于環(huán)境和資源的限制，輕量化成為汽車發(fā)展趨勢之一；另一方面由于消費者對于造型個性化的追求，造型風(fēng)格多樣化成為汽車發(fā)展的另一個趨勢[5]。

車身加油口門作為車身上的一個外觀小系統(tǒng)，發(fā)展趨勢必然服務(wù)于汽車發(fā)展的大趨勢，其發(fā)展趨勢有以下方面。

（1）輕量化趨勢，塑料加油口門將被廣泛采用。

（2）懸臂式加油口門將被廣泛采用，以滿足各類造型風(fēng)格個性化的需求。

塑料加油口門易變形和噴涂色差問題，目前最好的解決辦法就是研發(fā)良好的、穩(wěn)定的塑料材料和實現(xiàn)在線噴涂技術(shù)。

由于懸臂式加油口門零件數(shù)量多，重量較大，因此應(yīng)更加關(guān)注于如何優(yōu)化懸臂式加油口門的鈑金結(jié)構(gòu)，在保證品質(zhì)的前提下實現(xiàn)減重的目標。

參 考 文 獻

[1]朱政，藍俊.多類汽車加油小門總成產(chǎn)品開發(fā)控制技術(shù)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2016（3）.

[2]孫海濤，喬淑萍.轎車車身加油口蓋零件設(shè)計分析[J].技術(shù)與應(yīng)用，2009（10）.

[3]侯洪生，田祝蔭.機械工程圖學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

[4]GMW 15659—2009，加油口門系統(tǒng)操作力和耐久性[S].

[5]余志生，趙六奇.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.