汽车加油口盖系统的设计开发

陈士伟，钟响，刘东凯，王小强，张学松，尹明月，房长江



汽车加油口盖系统的设计开发

陈士伟1，钟响1，刘东凯2，王小强1，张学松3，尹明月1，房长江1

（1.博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司，吉林 长春 130013； 2.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春 130062；3.上海埃维汽车技术股份有限公司，上海 201805）

汽车的加油口盖是一种可以翻转开闭的系统，一般位于车身侧围之上，汽车油箱加注口以外。其作用主要是遮盖油箱加注口同时为加油枪提供安全的进出通道，除此以外加油口盖的外表面要与车身侧围外板的造型相连续，因此具有装饰的作用。

加油口盖；机构布置；结构设计

前言

在汽车外部的加油口位置，需要设计与外表面曲面匹配的加油口盖，用于加油口的保护，并提供加油的通道。根据材料的不同，加油口盖分为金属加油口盖和塑料加油口盖两种形式。随着塑料耐高温性能的提高，塑料加油口盖已经实现了与白车身共线涂装，从而使加油口盖与车身的色差得到有效控制，同时间隙断差得到较好的保证。这些基本问题解决后，车身轻量化的要求，使塑料加油口盖的使用日益普遍，而金属加油口盖仍然继续使用在一些低端车型中。

1 加油口盖的布置与设计

1.1 设计输入

加油口盖的设计输入包括A面，加油口布置数据，侧围数据，加油口附近加强件数据等。

1.2 加油口盖的布置

加油口盖的区域在模型制作时，已经通过分块线进行了定义，工程部门需要解决的问题是，根据相关法规判断区域布置是否合理，主要考虑车辆偏转后油箱内的燃料是否通过加油口漏出，以及加油过程的人机，另外还要考虑加油口盖与周边零件搭接的可控制性，以及内部结构的布置空间。

加油口盖的区域确定后，应根据CAS面制作详细的断面图，包括结构布置和间隙断差等要求。

1.3 加油口盖的结构设计

加油口盖的包括外板、内板、铰链、弹簧等。可以说，加油口盖是车门的缩小简化版，其设计过程与车门基本一致。

1.3.1铰链轴心线定义

在进行结构设计时，应首先确定加油口盖的铰链轴心线，轴心线的设计应符合以下原则：

（1）加油口盖运动包络与周边零件应有足够间隙，一般不小于3mm。

（2）加油口盖最大开启角度应不小于90度，确保加油枪的可操作性和人手旋动加油盖的活动空间。

（3）轴心线应尽量靠近车身表面，以减小铰链尺寸。

1.3.2铰链及弹簧设计

根据已经定义好的铰链轴心线，可以对铰链和弹簧进行详细的设计，应符合以下原则：

（1）铰链本身具有较好的强度，材料一般选择DC41，厚度可选择1.0，1.5，2.0（mm)。

（2）铰链安装点之间的距离应尽量远，以增加铰链的安装强度，同时安装点应检查装配工艺性。

（3）在最大开度时，铰链应设计限位结构，防止碰伤。

（4）弹簧应具有一定的预紧力，使加油口盖解锁后，加油口盖能自动弹开一定角度，一般为5-10度，原则是使加油口盖后端弹起后与车体的间隙，能够保证人手指伸入，将加油口盖抠开。

（5）弹簧材料一般选用65Mn，既可以使用厚度在1.0-2,0（mm）之间的弹簧片，也可以选择圈形弹簧。

1.3.3内外板设计

外板为外观件，应按外观表面质量要求执行。内板具有加强作用，同时在内板上要考虑铰链的固定位置、弹簧作用或固定位置、加油盖附挂位置和锁止机构。

2 加油口盖开启机构的布置与设计

机械式开启的加油口盖，一般在前门槛内侧设计一个开启手柄，通过拉索将手柄的位移量传递到加油口盖锁上，从而使锁上的锁柱后退，脱离加油口盖内板的锁止孔，加油口盖在弹簧的作用下自动弹开。

2.1 设计输入

加油口盖开启机构的设计输入包括前门槛数据、后门槛数据、前后地毯数据、前后地板数据、侧围及其后部加强件数据、后轮鼓包（加油口一侧）数据、加油口附近加强件数据、行李箱盖数据、置物板数据、底盘线束走向等。

2.2 手柄机构布置及校核

2.2.1安装点布置

手柄机构一般位于驾驶员座椅左下侧（右舵车为右下侧）。根据前地板、门槛内板及前地毯的数据，合理确定手柄机构的安装点，应能满足：

（1）确保装配方便性。一般采用M6或M8螺栓/螺母安装，应使其装配方向上满足套筒相关尺寸要求。

（2）应使前地毯方便开孔或开槽以露出手柄部分。

2.2.2手柄机构的人机工程校核

对手柄机构的人机工程校核包含两个部分，一是局部校核，二是整体校核。

2.2.2.1 局部校核

当加油口盖手柄、行李箱盖手柄布置在同一基座上时，应保证二者有足够的间隙，以确保人手的操作。

当加油口盖开启臂与行李箱盖开启臂呈上下排列且Y方向有重叠时，两臂的空间距离应能使人手指灵活伸入。

2.2.2.2 整体校核

对手柄机构的安装位置，应根据驾驶员的操作范围进行校核，手臂长度距离根据轿车适用人群，在GB10000-1988中选定，如有多个值时，应使用要求较高的值。

2.3 加油口盖锁布置

加油口盖锁的安装位置应满足：

（1）良好的装配进出方便性；

（2）安装点应使锁能够牢固固定，且安装方便，对体积较小的锁可采用单点安装，从车外装配螺母。

2.4 加油口盖拉索布置

加油口盖拉索布置要求是：

（1）拉索走向应尽量与底盘线束保持一致。

（2）当加油口盖与手柄机构分列汽车左右两边时，拉索需在Y方向横穿。

（3）拉索曲率半径应满足QC/T29101-1992的要求，最小曲率半径不得小于150mm，接头、弯转部位可以放宽至100mm，但其范围角度不得超过30°。

（4）拉索固定点的距离应根据曲率半径的大小决定，曲率半径越小，距离应越小，一般与线束固定点保持一致；

（5）拉索应避开车体上的锋利刀口（如切边、孔边缘等）。

（6）拉索在各部位的装配，包括穿越和固定，应具有可操作性和方便性，能够适应流水线作业。

3 结论

汽车加油口盖系统拥有着多元化的发展方向，本文只是从设计布置等开发方面进行了概述。放眼未来，人工智能、绿色节能、轻量化等创新手段也将大量应用在汽车加油口盖系统的开发过程中。因此，我们应该顺应国际潮流积极调整产品研发的新思路、新策略、新举措从而适应新时代的新要求，做好产品转型升级，积极进行产品创新，从而不断增强中国汽车工业的研发实力。

[1] 姜立标.现在汽车新技术[M].北京:北京大学出版社,2016.

[2] 李朝晖.汽车新技术[M].重庆:重庆大学出版社,2012.

Design and development of automobile fuel filler door system

Chen Shiwei1, Zhong Xiang1, Liu Dongkai2, Wang Xiaoqiang1, Zhang Xuesong3, Yin Mingyue1, Fang Changjiang1

（1.Bertrandt Engineering Shanghai Co., Ltd. Changchun Branch, Jilin Changchun 130013; 2. CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd, Jilin Changchun 130062; 3.Shanghai IVY Auto Techmology Co., Ltd, Shanghai 201805）

The automative fuel filler door is a kinds of closure system. The main fuction is to cover up the gas tank and provide a safe passage for the refueling gun and the filler door outer surface is consistent with the side body outer panel so it also has a decorative effect.

Fuel filler door; structrue package; design structrue

A

1671-7988(2018)16-110-02

U462

A

1671-7988(2018)16-110-02

CLC NO.: U462

陈士伟，就职于博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司。房长江，民革党员，中级工程师，就职于博坦德工业工程技术（上海）有限公司长春分公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.039