降低汽车塑料油箱噪声的结构方案

翁益明

摘 要：本论文针对如何降低塑料燃油箱噪声，主要在油箱内增加防浪板入手，降低油箱内燃油晃动的能量，以致降低产生的噪声，提高了汽车驾乘人员的舒适度。

关键词：塑料油箱 防浪板 噪声

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

当前，汽车用户越来越关注汽车塑料燃油箱的噪声性能[1]，特别对于逐渐增多的启停发动机车型（Start-Stop）或混合动力车型（Hybrid），在发动机停止运行时，燃油箱内的燃油晃动噪声越发明显[2]，为抑制油箱内部产生较大燃油晃动能量，降低油箱噪声，本论文通过增加内置防浪板来实现此目的。

2 总体方案设计

2.1 设计目标

每个主机厂的设计目标有所差异，常规的设计目标如下：

在刹车停止，测试噪声性能时，需要油箱在前2S噪声有个急剧的下降;在2S-5S 左右，需要油箱噪声继续下降;约在5S后，需要油箱噪声稳定。[3]

具体要求值详见下表：

对于要求严格的启停发动机车型（Start-stop）或混合动力车型（Hybrid）（圖1）：

对于一般要求的车型（图2）：

3 总体方案设计

3.1 设计目标

在刹车停止，测试噪声性能时，需要油箱在前2秒噪声有个急剧的下降;在2-5秒左右，需要油箱噪声继续下降;约在5秒后，需要油箱噪声稳定。[3]

3.2 方案设计

3.2.1 基本设计准则

3.2.1.1 设计防浪结构时，需要考虑与油箱燃油的相对位置，较高液位时一般产生最大噪声，此时液面和油箱上壳体距离较近，甚至部分接触[4]，燃油撞击时易产生较大噪声。

3.2.1.2 考虑汽车刹车时燃油晃动方向，将防浪板在油箱内横向放置以抑制燃油的前后晃动。

3.2.1.3 汽车前进刹车，即燃油撞击油箱后侧时产生较大噪声，所以防浪结构重点放置在油箱后侧，且与油箱后侧保持一定的距离。

3.2.1.4 尽可能增大防浪板，降低燃油的运动能量，另外，避免燃油撞击防浪板而自身产生较大的噪声。

3.2.2 具体防浪板设计

3.2.2.1 防浪板竖直挡浪板的结构

竖直挡浪板的主要作用为阻挡燃油前后晃动，降低燃油能量以致降低噪声：

1）避免因竖直挡浪板对燃油的过分阻挡，燃油直接沿着竖直挡浪板冲向箱体上表面，造成噪声。如图3，测试结果如图5，噪声有超过目标线，且衰减缓慢。

2）竖直挡浪板需要设计成部分阻挡燃油，并让部分燃油通过，最终使燃油能量分层减弱;竖直挡浪板将燃油造成不同的流向，同样分散燃油能量.如图4，测试结果如图6，噪声没有超过目标线，且快速衰减。

3）竖直挡浪板为一定的R弧形状，将阻挡的燃油分散，从而进一步分散燃油方向和能量，避免产生较大的二次噪声;如图7。

5）保持竖直挡浪板和油箱上壳体一定的距离，避免燃油沿竖直挡浪板冲击上壳体形成噪声;如图8

3.2.2.2 上下隔离板的结构

上下隔离板的主要作用为阻挡油箱下侧燃油向上窜动，给油箱上表面造成更大的冲击能量[5]。

1）角度方案：燃油冲击完油箱前侧后，向油箱后侧冲击，此时噪声比较明显，上下隔离板形成角度C（后倾），使燃油向下窜动，减轻向上冲击噪声。如图9

2）位置方案：因为小于50%液位时噪声基本合格，所以将上下隔离板布置在50%液位以下，避免燃油向上冲击上下隔离板而产生噪声。如图10

3.2.2.3 防浪板落水孔设计

上下隔离板的导流孔位于与竖直挡浪板交集处，这样液体晃动后，残留在上下隔离板上的液体就会沿竖直板流下，为避免残留燃油直接滴落入燃油液面形成后续噪声。

如图11，落水孔应在B处，是残留燃油沿着防浪板侧壁流下，缓慢流入下方的燃油;如果将落水孔设计在A处，残留的燃油直接滴落至下方的燃油，产生明显的噪声。

4 总结

为满足汽车塑料油箱不同的噪声和成本要求，本文提出了多种油箱降低噪声结构，并从细节结构上描述了技术方案。

参考文献：

[1]汤靖，郭栋杰，张启迪.某车型燃油箱晃动噪音问题分析[J].汽车实用技术，2017（14）;18-19.

[2]孟帅旗.汽油车供油系统噪声控制[J].科技创新与应用，2016（4）：48-50.

[3]屠翔宇.汽车燃油箱油液晃动噪声传递特性及降噪方法研究.上海交通大学，2016（2）：32-33.

[4]黄泳璇.轿车燃油泵流动诱导噪声建模与分析.北京理工大学，2016（6）：12-12.

[5]于洋磊.燃油箱晃动及其噪声控制研究[J]. 汽车工业，2018（5）：26-27.