出於輕量化需要，越來越多的汽車零部件都由金屬件改成塑料件，甚至一些底盤件都開始出現塑料的身影。
我們在上一期《用工程塑料造汽車懸架，這事到底靠不靠譜？》中就給大家做了技術展示和分析。
因為這個話題挺多爭議的，今天我們就接著這個往下走，聊聊其他零部件塑料化的問題。
今天我們的選題同樣是「大部件」，單就乘用車而言，體積50L左右的它，自然也逃脫不了被輕量化命運，沒錯，說的就是塑料油箱。
油箱也趕塑料化潮流
油箱最初是用冷軋鋼板焊接而成，結構比較簡單，但由於乘用車越來越低矮，底盤平整性要求也越來越高，對油箱布置提出了不小挑戰。
所以歐洲的燃油箱製造商考泰斯在上世紀60年代就開始探索燃油箱的塑料化之路，因為穩定性好、輕量化程度高，他們研製的高密度聚乙烯（HDPE）材料至今仍是塑料油箱的主要材料。
1964年德國考泰斯公司開發出了全球第一款汽車用塑料油箱，1973年又將HDPE材料油箱應用在了大眾的帕薩特車型上，成功實現量產。
就大家關注的節油性這點來說，HDPE材料的密度只有0.95g/cm3，而金屬鋼材的密度卻有7.85 g/cm3，這兩者的密度比達到了8倍。即使為了保證強度塑料油箱比金屬油箱要厚一些，相同容積的塑料油箱還是比金屬油箱輕50%~60%。
不過事情總是有一些接受過程，早前就有這麼一套理論：按理塑料材料比較便宜，金屬油箱肯定要比塑料油箱貴，可得出廠商是為了省成本，「減配」實錘了。
其實實際情況恰恰相反，因為塑料油箱造型複雜不規整，前期需要很高的研發成本，還需要購置昂貴的成型設備和檢測設備。成本狂魔雷克薩斯、豐田等品牌逆潮流使用了很長時間的鐵皮油箱，這事兒今天算是破案了。
關於油箱的發展歷程，我們大致可以得出三個階段，從金屬油箱到塑料油箱，從單層塑料燃油箱到多層塑料油箱。你可能會問，為什麼會出現多層油箱，這還要從塑料油箱的短板聊起。
塑料油箱並完美無缺的，比如它在耐燃油滲透性方面要比金屬油箱要差一些。大家平時可能不太關注耐燃油滲透性，它說的是，由於在行駛過程中油箱內部壓力的不斷變化，燃油分子有向塑料油箱外部擴散滲透的趨勢。
國六排放法的整車排放限值要求為700毫克/天。但由於HDPE材料本身分子結構的原因，單層的塑料油箱無法有效阻擋燃油分子滲透，無法滿足法規要求。為了解決滲透性問題，現在的塑料油箱均採用了中間帶有阻隔層的多層殼體結構。
塑料油箱中間的阻隔層為EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）對汽油分子有非常的阻隔性，能極大提升塑料油箱的抗滲透性。
塑料油箱的安全性和產品性能
了解了塑料油箱的發展歷程，關於它的使用優勢，以及消費者存在的一些擔憂，我給大家做了以下梳理。
1) 碰撞安全性和防火性能
相比塑料，金屬材料的紮實感會給人帶來安全感。當發生追尾或者碰撞事故時，油箱受到衝擊可能會擠壓變形甚至破裂，一旦漏油被引燃後果不堪設想。
由於金屬和塑料的材料性質差異，在受到衝擊時兩者所展現的情況肯定是不一樣的。
但與我們想像中不同，金屬油箱一般是焊接而成的，焊接處是最薄弱的地方，在受到撞擊時焊接處反而更容易發生斷開破裂，更重要的是金屬碰撞容易會產生火花的，這一點非常的危險。因此通常金屬油箱會位於前後軸之間，減少追尾或者正碰時油箱受到擠壓進而燃燒爆炸的風險。
塑料油箱因為使用高性能工程塑料作為原材料，有不弱於金屬材料的抗衝擊能力。更重要的，塑料油箱是一體吹塑成型製作出來，也就是像雞蛋殼一樣，嚴絲合縫的，在-40℃和+90℃的極限溫度下仍然可以保持不錯的彈性和剛性，這是金屬油箱不具備的優點。
當然理論還得實際測試論證才行，為了驗證油箱的抗擊能力，在產品開發時就會進行一些衝擊試驗，比如抗衝擊性試驗、角錘衝擊試驗等，就是用來評價經受外部能量衝擊後，油箱是否還能保持完整無缺。
抗衝擊性試驗，是為了驗證受到猛然的正面撞擊後油箱是否會破裂。需要將塑料油箱固定置於滑軌上，然後通過液壓線性作動器對油箱正面和反面進行衝擊測試，最大衝擊加速度可以達到100G。
角錘衝擊，是為了考核塑料油箱的耐低溫衝擊性能。塑料油箱會置於-40℃低溫環境箱保持24h，接著用角錘衝擊試驗儀以30J能量衝擊油箱易損傷部位。
考慮到會遭受外界起火的極端情況，塑料油箱還進行了耐火性試驗。即使萬一塑料油箱真的不慎著火燃燒了，油箱也只會逐漸開始融化，根本沒有足夠的時間受熱膨脹而發生爆炸，所以大家完全不需要對塑料油箱的安全性所擔心。
燃油箱經過預熱後，會直接暴露在自由燃燒的火焰上60s, 接著加上阻燃隔離罩進行間接燃燒，完成所有的步驟後，再觀察燃油箱的洩露情況。
2) 產品性能
安全性雖然是我們首先考慮的因素，但也不能以犧牲產品質量為代價。油箱由金屬材質過渡到塑料材質，哪些性能會受到影響呢？
汽車燃油箱按材料的不同一般可分為單層塑料油箱，多層塑料油箱以及金屬油箱，通過對不同材質油箱的特點，可以發現塑料油箱的抗腐蝕性非常的優秀。
金屬油箱生鏽不是新鮮事兒，雖然表面經過了鍍鎳鋅處理，但因為位於車底，剮蹭在所難免，生鏽因此很常見；另外汽油中常常混有雜質，經過長時間的浸泡後金屬鋼材可能會被逐漸腐蝕而產生雜質，進而可能堵塞油路。
相比之下，塑料油箱因為對酸、鹼、鹽等抗腐蝕能力遠大於鋼板，十分適宜在汙染較大的區域使用。
雖然金屬和塑料的材料特性的差異，導致油箱產品在性能上會有所不同，塑料油箱代替金屬油箱並不會降低油箱的性能。進入市場前都需要進行嚴格的性能檢測，比如燃油箱蓋的密封性、振動耐久性試驗、耐壓性試驗等多項試驗，為的就是保證它足夠可靠。
振動耐久性試驗：往油箱中加入額定容量的水，密封好所有的進、出口，然後在水平和垂直方向分別進行振動耐久試驗，需要觀察油箱是否有破裂和洩露。
因為是與地板連接，油箱受到的振動衝擊還是很強烈的，這類測試很有強的實際使用參考意義。
耐壓性試驗：往油箱中加入額定容量的水，保持50℃的環境溫度，密封好所有的進、出口，向油箱施加30kPa的壓力，保持壓力5小時，需要檢查油箱是否洩漏。
就好比人的肺部，大家也會擔心油箱會不會經受不住壓力，哪天給洩氣了。耐壓測試就是用來評估油箱的密封性是不是足夠好，夠不夠抗壓。
AL頻道小結
汽車的塑料化當下已經成為了一大發展趨勢，車用的材料也逐漸從金屬向塑料過渡，要知道塑料可比金屬要輕很多，可以很大程度減輕車體的重量，同時還可以降低製造成本。
20世紀70年代時塑料使用量佔汽車總質量的比例只有2%～3%，到現在已經達到翻了幾倍達到了8%~10%。可以說，一輛車的塑料使用量越多，是汽車製造技術更先進的體現之一。
從油箱的升級過程，我們就可以看到汽車技術發展的縮影。雖然塑料材質看起來會給人的廉價的感覺，但用於造車的工程塑料全都是經過嚴格性能考驗的，大可不必「談塑色變」。