專利名稱：一種機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于抑制油品波動和減噪的油箱，具體涉及一種機動車輛通孔金 屬泡沫結構的油箱。
背景技術：
油箱是車輛燃油供給的關鍵部件，在機動車輛緊急剎車、啟動、轉彎或者通過路況 很差的路面時，油箱內燃油會顛簸振蕩。尤其在油箱內燃油不足時，液面會大幅波動，在某 些時刻，油品會被甩到油箱一側，致使吸油管吸不到油，造成發(fā)動機熄火，從而導致了機動 車輛抗蛇行性能降低，嚴重時會導致在高速公路上發(fā)生追尾，甚至翻車；同時車輛在燃油不 足時，燃油產生的劇烈非線性流動會產生晃動噪聲。為了解決液體晃動引起的動力不穩(wěn)定性和噪聲問題，現(xiàn)階段主要手段就是使用 防波裝置以提高液體的晃動阻尼。專利US20080110517公開了一種通孔半圓形彎板結構 汽車油箱擋板，其構成是固定擋板、擠壓擋板和擋板過濾器，不足之處是擋板結構復雜且 防波效果具有方向選擇性。專利CN201144747Y公開了一種防波裝置，其構成是一種橫截 面為“V”型的彎折防波板，防波板彎折的一面與油箱液面平行且在彎折處開有長方形或 者圓形的流液口，不足之處是固定方式采用點焊，容易在焊點處腐蝕，造成應力集中，最終 導致?lián)醢搴陀拖涿撾x。此外，防波擋板的形狀還可以是梯形(ZL93230435. 4)。文獻[1] [文獻 1 :Dongming Liu and Pengzhi Lin. Three-dimensional liquid sloshing in a tank with baffles. Ocean Engineering(2008)，doi 10.1016/j.oceaneng. 2008. 10. 004] 研究了在容器底部安置一個垂直實心擋板后液體的晃動性能。文獻[2][K.C.Biswal， S. K. Bhattacharyya, P. K. Sinha Dynamic response analysis of a liquid-filled cylindrical tank with annular baffle.Journal of Sound and Vibration 274(2004) 13-37]研究了在柱形容器中安置環(huán)形擋板后的液體的動態(tài)響應特性。然而，在油 箱底部垂直或水平的方向上設置一個或幾個開有通孔的防波擋板，受限于車輛油箱的類型 及形狀，而且在內部燃油的劇烈沖擊下，擋板底部與油箱的焊接點應力增大，有可能導致?lián)?板的斷裂、脫離，反而加劇了燃油的大幅晃動。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種能夠顯著抑制油箱內燃 油的晃動，降低燃油的質心，減少流動噪聲，尤其在油箱內部燃油不足的情況下，可以提高 吸油管中燃油的液相率的用于機動車輛的具有抑波減噪的機動車輛通孔金屬泡沫結構油 箱。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是包括帶有進油口和吸油管的油箱 體，在油箱體內的吸油管上設置有燃油泵，所述的油箱體內下端填充有由通孔金屬泡沫制 成的抑波減噪裝置，油品填注在通孔金屬泡沫的孔隙中，且吸油管插入并固定在抑波減噪 裝置中。
本發(fā)明油箱體內下端填充的抑波減噪裝置采用整體填充或分塊填充；抑波減噪裝 置的填充率為油箱容積的30% 70% ；抑波減噪裝置和油箱體內壁之間的間隙為Omm 5mm ；吸油管采用可變型的耐腐蝕金屬材料制成；抑波減噪裝置所用的通孔金屬泡沫的孔 隙率為0. 90 0. 98，孔徑為Imm 5mm ；抑波減噪裝置采用開孔金屬泡沫鐵鉻鋁、鎂鋁合金 或不銹鋼耐腐蝕金屬材料制成。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明采用通孔金屬泡沫為抑波減噪裝置代替了傳統(tǒng)的防波擋板，由于通孔金屬 泡沫具有連續(xù)貫通的三維多孔結構其輕質、比表面積大、高強度、吸能的優(yōu)良特性，可顯著 地在各種行駛工況下抑制燃油的晃動及減小產生的流動噪聲，并且在很大程度上減輕了油 箱的重量。與無擋板及傳統(tǒng)擋板油箱相比，通孔金屬泡沫材料不易脫離、斷裂，易于填充，大 大地減輕了油箱的重量并可顯著地降低燃油的速度幅值和質心位置，提高了機動車輛的安 全性和舒適性。同時其可以過濾掉燃油中的雜質，減小燃油雜質對油泵系統(tǒng)的堵塞及運動 部件的磨損，提高了發(fā)動機的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例與無擋板和傳統(tǒng)擋板(3個)油箱燃油質心位置對比圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。參見圖1，本發(fā)明包括帶有進油口 1和吸油管2的油箱體4，在油箱體4內的吸油 管2上設置有燃油泵3，所述油箱體4內下端填充有由通孔金屬泡沫制成的抑波減噪裝置 6，且吸油管2插入抑波減噪裝置中。抑波減噪裝置6是根據(jù)不同的車輛油箱容積、形狀和 運行工況選擇填充的規(guī)格和尺寸。考慮到燃油低于油箱容積一半時，油液波動急劇增大，當 燃油體積為油箱容積的1/3時，波動達到最大，通孔金屬泡沫的填充率取30% 70%。所 采用通孔金屬泡沫的孔隙率為0. 90 0. 98，即其相對密度只是固體母材的2%-10%，可以 有效降低油箱重量，通孔金屬孔徑為Imm 5mm，可以有效增加表面張力，減小油品的波動 和流動噪音。因為燃油對金屬材料具有腐蝕性，所以本發(fā)明所述的通孔金屬泡沫采用耐腐 蝕通孔金屬泡沫，如鐵鉻鋁、鎂鋁合金或者不銹鋼。通孔金屬泡沫裝置6和油箱體4內壁之 間的間隙為Omm 5mm，這樣可以避免由于焊接所帶來的腐蝕及應力集中問題，大大提高了 汽車的安全性。不同于傳統(tǒng)油箱采用的通孔防波擋板，通孔金屬泡沫可以根據(jù)實際需要整 體式填充或者分塊填充。本發(fā)明的工作原理是當油箱內部燃油波動傳播至燃油與通孔金屬 泡沫材料孔洞固體邊界的界面上時，由于多孔的存在，增多了反射和折射的可能，從而達到 抑波和減噪的功效。圖2是本發(fā)明實施例與無擋板和傳統(tǒng)擋板(3個)油箱燃油質心位置對比圖，圖 中橫坐標是車輛行駛的時間，縱坐標是油箱內燃油的質心高度。本發(fā)明實施例所述的抑波 減噪裝置采用整體式填充的金屬泡沫(孔隙率為0.9，孔密度為20PPI)；而傳統(tǒng)擋板油箱 沿車輛行駛方向均勻布置有3個薄鋼板制成的防波板，板上開有兩個流液口，流液口的半 徑取40mm。所研究的油箱容積均為95L(50CmX50CmX38Cm)，采用的油品為柴油，密度為780kg ·πΓ3，動力粘性系數(shù)為0. 0024kg. πι"1 · s—1。為了模擬最惡劣的工況，所有擋板的高度 均取和液面高度相當，即100mm。通過對燃油體積為油箱容積約1/3的三種不同結構的油箱 在以下工況下進行模擬先以9. 8m/s2加速度加速1. 2秒后勻速前進。從圖2可以看出，采 用本發(fā)明燃油質心基本維持不變，較之無擋板和傳統(tǒng)擋板(3個)的油箱質心明顯降低，特 別是在加速階段具有明顯的抑波效果。通過以上的分析可知本發(fā)明通過填充通孔金屬泡沫作為油箱抑波減噪裝置，利 用通孔金屬泡沫材料的各種優(yōu)良性能，有效抑制燃油液面因外界各種復雜擾動而產生的燃 油液面晃動，降低燃油液面的質心，減輕液面晃動帶來的流動噪聲，增強了機動車輛行駛過 程中的安全性和舒適性。以上所述僅是本發(fā)明的一種實施方案而已，并非對本發(fā)明做任何形式的限制，故 依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施方案所作的任何簡單修改，等同變化或修改，均仍屬于 本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
一種機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，包括帶有進油口[1]和吸油管[2]的油箱體[4]，在油箱體[4]內的吸油管[2]上設置有燃油泵[3]，其特征在于所述的油箱體[4]內下端填充有由通孔金屬泡沫制成的抑波減噪裝置[6]，油品[5]填注在通孔金屬泡沫的孔隙中，且吸油管[2]插入并固定在抑波減噪裝置[6]中。
2.根據(jù)權利要求1所述的機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述油箱體 [4]內下端填充的抑波減噪裝置[6]采用整體填充或分塊填充。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述的 抑波減噪裝置[6]的填充率為油箱容積的30% 70%。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述的 抑波減噪裝置[6]和油箱體[4]內壁之間的間隙為Omm 5mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述的 吸油管[2]采用可變型的耐腐蝕金屬材料制成。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述的 抑波減噪裝置[6]所用的通孔金屬泡沫的孔隙率為0. 90 0. 98，孔徑為Imm 5mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，其特征在于所述的 抑波減噪裝置[6]采用開孔金屬泡沫鐵鉻鋁、鎂鋁合金或不銹鋼耐腐蝕金屬材料制成。
全文摘要
一種機動車輛通孔金屬泡沫結構油箱，包括帶有進油口和吸油管的油箱體，在油箱體內的吸油管上設置有燃油泵，所述油箱體內下端填充有由通孔金屬泡沫制成抑波減噪裝置，油品填注在通孔金屬泡沫結構的孔隙中，且吸油管插入抑波減噪裝置中。本發(fā)明采用通孔金屬泡沫代替?zhèn)鹘y(tǒng)防波擋板，有效地降低了油箱內燃油晃動的質心，明顯地抑制了燃油液面的波動，顯著提高了油箱吸油管及其周邊的液相率，并且有效地減少了流動噪聲，進而增強了車輛行駛的安全性、穩(wěn)定性及舒適性。同時兼具過濾器的功用，減少了油泵系統(tǒng)的堵塞和運動部件的磨損，提高了發(fā)動機的使用壽命。
文檔編號B60K15/077GK101927693SQ201010246050
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2010年8月5日
發(fā)明者盧天健, 屈治國, 張媛, 汪天送, 陶文銓 申請人:西安交通大學