降低汽車塑料油箱噪聲的結構方案

翁益明

摘 要：本論文針對如何降低塑料燃油箱噪聲，主要在油箱內增加防浪板入手，降低油箱內燃油晃動的能量，以致降低產生的噪聲，提高了汽車駕乘人員的舒適度。

關鍵詞：塑料油箱 防浪板 噪聲

Structural Proposal to Reduce the Noise of Vehicle Plastic Fuel Tank

Weng Yiming

Abstract：In this paper， based on how to reduce the noise of plastic fuel tank， the main proposal is mainly adding baffles inside the tank， which aims at reducing the energy of fuel slosh， and reduces the fuel generated noise.

Key words：plastic fuel tank， baffle， noise

1 前言

當前，汽車用戶越來越關注汽車塑料燃油箱的噪聲性能[1]，特別對于逐漸增多的啟停發動機車型（Start-Stop）或混合動力車型（Hybrid），在發動機停止運行時，燃油箱內的燃油晃動噪聲越發明顯[2]，為抑制油箱內部產生較大燃油晃動能量，降低油箱噪聲，本論文通過增加內置防浪板來實現此目的。

2 總體方案設計

2.1 設計目標

每個主機廠的設計目標有所差異，常規的設計目標如下：

在剎車停止，測試噪聲性能時，需要油箱在前2S噪聲有個急劇的下降;在2S-5S 左右，需要油箱噪聲繼續下降;約在5S后，需要油箱噪聲穩定。[3]

具體要求值詳見下表：

對于要求嚴格的啟停發動機車型（Start-stop）或混合動力車型（Hybrid）（圖1）：

對于一般要求的車型（圖2）：

3 總體方案設計

3.1 設計目標

在剎車停止，測試噪聲性能時，需要油箱在前2秒噪聲有個急劇的下降;在2-5秒左右，需要油箱噪聲繼續下降;約在5秒后，需要油箱噪聲穩定。[3]

3.2 方案設計

3.2.1 基本設計準則

3.2.1.1 設計防浪結構時，需要考慮與油箱燃油的相對位置，較高液位時一般產生最大噪聲，此時液面和油箱上殼體距離較近，甚至部分接觸[4]，燃油撞擊時易產生較大噪聲。

3.2.1.2 考慮汽車剎車時燃油晃動方向，將防浪板在油箱內橫向放置以抑制燃油的前后晃動。

3.2.1.3 汽車前進剎車，即燃油撞擊油箱后側時產生較大噪聲，所以防浪結構重點放置在油箱后側，且與油箱后側保持一定的距離。

3.2.1.4 盡可能增大防浪板，降低燃油的運動能量，另外，避免燃油撞擊防浪板而自身產生較大的噪聲。

3.2.2 具體防浪板設計

3.2.2.1 防浪板豎直擋浪板的結構

豎直擋浪板的主要作用為阻擋燃油前后晃動，降低燃油能量以致降低噪聲：

1）避免因豎直擋浪板對燃油的過分阻擋，燃油直接沿著豎直擋浪板沖向箱體上表面，造成噪聲。如圖3，測試結果如圖5，噪聲有超過目標線，且衰減緩慢。

2）豎直擋浪板需要設計成部分阻擋燃油，并讓部分燃油通過，最終使燃油能量分層減弱;豎直擋浪板將燃油造成不同的流向，同樣分散燃油能量.如圖4，測試結果如圖6，噪聲沒有超過目標線，且快速衰減。

3）豎直擋浪板為一定的R弧形狀，將阻擋的燃油分散，從而進一步分散燃油方向和能量，避免產生較大的二次噪聲;如圖7。

5）保持豎直擋浪板和油箱上殼體一定的距離，避免燃油沿豎直擋浪板沖擊上殼體形成噪聲;如圖8

3.2.2.2 上下隔離板的結構

上下隔離板的主要作用為阻擋油箱下側燃油向上竄動，給油箱上表面造成更大的沖擊能量[5]。

1）角度方案：燃油沖擊完油箱前側后，向油箱后側沖擊，此時噪聲比較明顯，上下隔離板形成角度C（后傾），使燃油向下竄動，減輕向上沖擊噪聲。如圖9

2）位置方案：因為小于50%液位時噪聲基本合格，所以將上下隔離板布置在50%液位以下，避免燃油向上沖擊上下隔離板而產生噪聲。如圖10

3.2.2.3 防浪板落水孔設計

上下隔離板的導流孔位于與豎直擋浪板交集處，這樣液體晃動后，殘留在上下隔離板上的液體就會沿豎直板流下，為避免殘留燃油直接滴落入燃油液面形成后續噪聲。

如圖11，落水孔應在B處，是殘留燃油沿著防浪板側壁流下，緩慢流入下方的燃油;如果將落水孔設計在A處，殘留的燃油直接滴落至下方的燃油，產生明顯的噪聲。

4 總結

為滿足汽車塑料油箱不同的噪聲和成本要求，本文提出了多種油箱降低噪聲結構，并從細節結構上描述了技術方案。

參考文獻：

[1]湯靖，郭棟杰，張啟迪.某車型燃油箱晃動噪音問題分析[J].汽車實用技術，2017（14）;18-19.

[2]孟帥旗.汽油車供油系統噪聲控制[J].科技創新與應用，2016（4）：48-50.

[3]屠翔宇.汽車燃油箱油液晃動噪聲傳遞特性及降噪方法研究.上海交通大學，2016（2）：32-33.

[4]黃泳璇.轎車燃油泵流動誘導噪聲建模與分析.北京理工大學，2016（6）：12-12.

[5]于洋磊.燃油箱晃動及其噪聲控制研究[J]. 汽車工業，2018（5）：26-27.