[发明专利]制造空心体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空心体、用于制造该空心体的方法及其在车辆中的用途。

背景技术

混合发动机通常是指内燃机与电动机的组合。

混合动力车辆的一般工作原理包括：基于操作模式，或者使电动机运行，或者使内燃机运行，或者同时使这两者运行。

具体原理中的一个原理如下：

-在静止阶段(当车辆是静止的)期间，两种发动机均关闭；

-在启动时，使用电动机驱动车辆，直至较高的速度(25或30km/h)；

-当达到较高速度时，内燃机接替电动机运行；

-在快速加速的情况下，两种发动机同时工作，由此可以获得等同于相同功率发动机的加速度、或者甚至更大的加速度；

-在减速和制动阶段中，利用动能给蓄电池再充电(应当注意的是并非在目前市售的所有混合发动机中均可实现此功能)。

根据上述原理，内燃机并非持续运行，因而，不能正常地执行汽油气吸收箱(canister,活性炭过滤器，其避免燃料蒸气被释放到大气中)的净化阶段，因为在这些净化阶段，可能被预热的空气在汽油气吸收箱中循环以使其再生(即汽油气吸收箱中吸附的燃料蒸汽被解吸出来)，该空气随后进入发动机以便在其中燃烧。此外，混合动力车辆是被开发用来减少燃料消耗和废气排放，这使得对燃烧来自汽油气吸收箱的燃料蒸气的发动机管理更加复杂，或者甚至不可能在不降低发动机性能的情况下实现。

因此，通常这些发动机的燃料箱是密封的(通常，在大约300-400mbar的压强下)以便限制汽油气吸收箱的负载量；从而导致由于温度波动所引起的压强变动。

因而，与常规内燃机的燃料箱相比，这些燃料箱必须具有改善的机械强度，尤其是在塑料箱的情况下。

目前市场上的解决方法包括具有相当大厚度的金属箱，这会大幅增加燃料箱的重量并且因此增加燃料消耗和废气排放。此外，塑料燃料箱为设计提供更大的灵活性(以优化车辆中的可利用容积)。

解决前述压强问题的其它已知解决方法可包括增加塑料箱的壁厚和/或使用将两个壁连接在一起的内部加强件(杆、隔板等)，但这些解决方法通常对重量产生负面影响，减小箱的工作容积并增加箱的成本。另一个解决方法可包括为箱提供焊合部(kiss points，即下壁与上壁的局部焊接)，但此解决方法导致箱工作容积的减小。

本申请人名下的专利申请WO 2011/110519公开了一种用于制造燃料箱的方法，所述燃料箱包括热塑性壁和位于其至少一部分外表面上的纤维加强件，根据该方法：

-使熔融的热塑性型坯在模具中成型并冷却从而获得箱的壁；

-选择包含与箱壁材料相似或兼容的热塑性塑料的纤维加强件，并且将该加强件加热从而使其热塑性塑料软化或者甚至熔化；以及

-通过施加一个可以将加强件和箱的外表面焊接在一起的力而将加强件施加到箱的外表面。

该专利文件建议限制加强件的厚度(该厚度理想地应在0.2和1mm之间)，以在通过IR(红外)辐射同时加热这两个元件(也就是说：利用经过该加强件的红外辐射将箱加热)之后/的同时，能够利用该辐射将所述加强件焊接在箱上。然而，也如该专利文件中所述，优选地是使加强件具有较高的拉伸强度(因此，较大的厚度)以便增强其加强效果。然而，这种较大厚度将会要求分别地加热箱和加强件，因此后者在被焊接在前者上之前应被处理(夹持和运送)，同时所述加强件的热塑性塑料应保持软化/熔融从而允许进行焊接。

本申请人已发现假设所述加强件的厚度为至少1mm并且假设其纤维含量是在给定的范围内，那么这种处理和焊接仍然是可行的，从而导致从机械性能方面来说新的且令人感兴趣的结构，该结构不仅可用于如上所述的混合动力车辆燃料箱，而且还可用于车辆中所使用的可能承受高热应力和/或机械应力的任何其它空心体。

发明内容

因此，本发明涉及一种空心体，所述空心体包括热塑性塑料壁和纤维加强件，所述纤维加强件焊接在所述壁的表面的至少一部分上，所述表面优选地为所述壁的外表面；所述纤维加强件包含与所述空心体的壁的热塑性塑料相似或兼容的热塑性塑料，并具有至少1mm的厚度且包含重量比为30％至60％的纤维。