塑料燃油箱防浪板设计分析

宋庆华

摘要：随着发动机和排气系统噪声的减少，燃油箱晃动噪声变得越来越显著，设计燃油箱内置防浪板减少燃油箱晃动噪声，已成为燃油箱开发中的必要环节。文章识别燃油箱防浪板设计5种控制因子，对每种防浪板设计方案进行燃油箱晃动噪声仿真，对比每种防浪板设计方案的噪声仿真结果，总结出燃油箱防浪板设计的通用性规律。

关键词：防浪板；晃动噪声；塑料燃油箱；噪声仿真

中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0025-02

1 概述

车辆在颠簸路面行驶、启停、拐弯时，其燃油箱内部的燃油发生晃动，从而产生可被车辆乘员感知的燃油晃动噪声。长期以来，燃油箱晃动噪声并不为人们所重视，然后近年来，随着车辆在能源结构及动力传递方面的革新，如混合动力汽车的普及、Star/Stop技术的采用以及发动机、燃油泵等传统噪声源的噪声强度的不断降低，燃油箱晃动噪声则愈发明显，成为衡量车辆舒适度的重要指标之一。

燃油箱晃动噪声是由其内部的燃油晃动产生，因此在燃油箱内部设置防浪板抑制燃油晃动，成为解决燃油箱晃动噪声的必然选择。如奥迪Q5、奥迪A4以及通用科鲁兹等车型中的燃油箱中均采用内置防浪板降低燃油箱晃动噪声，见图1、图2和图3。

影响燃油箱晃动噪声的因素主要是：（1）燃油箱本体结构；（2）防浪板等其他内置部件；（3）燃油液位高度；（4）燃油箱（车辆）运动。其中，（1）、（2）是设计控制因子；（3）是设计扰动因子；（4）是设计输入因子，评价燃油箱晃动噪声性能的输出因子是燃油箱外部声压级（SPL），上述各因子之间关系如图4所示。本文的目标是对设计控制因子中防浪板的各项设计参数进行分析比较，给出防浪板设计参数与燃油箱晃动噪声之间的关系。

2 防浪板方案设计

防浪板设计控制因子主要包括：位置、高度、形状、加强筋布置以及开孔大小，本文中对每个控制设置两个控制水平，具体如图5所示。

3 防浪板方案分析

利用CAE仿真技术分别对上述八种防浪板设计方案进行燃油箱晃动噪声分析，仿真工况采用最不利于噪声组合工况（N1：高油位+重刹）和最有利于噪声组合工况（N2：低油位+轻刹），得到每种防浪板设计方案对应的燃油箱晃动噪声结果，仿真模型见图8。

根据上述仿真结果，可以推导出如下关于防浪板设计指导：（1）防浪板位于燃油箱中部优于位于燃油箱前端；（2）防浪板高度越高越有利于减少燃油箱晃动噪声；（3）平面结构防浪板优于波纹结构防浪板；（4）横向布置加强筋优于纵向布置加强筋；（5）防浪板设置小孔优于设置大孔。

4 结语

在燃油箱内部设置防浪板是目前解决燃油箱晃动噪声问题的主要手段之一，因此如何设计燃油箱内置防浪板成为在燃油箱开发中一个不可回避的现实问题。本文首先识别防浪板设计的五个控制因子：位置、高度、形状、加强筋布置及开孔大小，并基于上述控制因子，进行组合，形成八个防浪板设计方案，最后利用燃油箱晃动噪声仿真技术，分别得到每种防浪板设置方案的噪声仿真结果，通过对比仿真结果，推导关于防浪板设计控制因子的一般性设计指导。

参考文献

[1] 刘亮.汽车塑料油箱发展趋势[J].轻型汽车技术，2006，11（2）.

[2] C Wachowski. Holistic Investigation on Sloshing Noise. Tank Tech，2009.

[3] AUS DER WIESCHE， S. Noise due to sloshing within automotive fuel tanks. Springer-Verlag， Heidelberg，2005.

（责任编辑：周加转）