試制樣車發(fā)艙管線路布置研究

姜 超

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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試制樣車發(fā)艙管線路布置研究

姜 超

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

為優(yōu)化汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置設(shè)計(jì)，提高整車設(shè)計(jì)水平，文章介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置設(shè)計(jì)，進(jìn)、排氣及冷卻等系統(tǒng)及管路和線束等零部件布置評(píng)審方法及注意事項(xiàng)，提出管路、線束隔熱及防濕方法。參考人機(jī)工程，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路零部件的維修及檢查方便性提出設(shè)計(jì)要求，最后形成發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置評(píng)審基本方法。文章對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置評(píng)審方法進(jìn)行總結(jié)，為汽車試制驗(yàn)證過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路的總體布置，提供了詳細(xì)的參考。

汽車設(shè)計(jì)；發(fā)艙管線路布置；評(píng)審方法

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.010

CLC NO.: U467.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2016)06-28-02

前言

發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置作為整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中重要的組成部分，匯集了整車各專業(yè)設(shè)計(jì)因素，集材料、性能、安全、裝配、維修、成本及美觀等諸方面于一體，充分展示了整車的設(shè)計(jì)水平。發(fā)艙管線路布置的前提是確定動(dòng)力系統(tǒng)的位置，位置確認(rèn)后開(kāi)始布局周邊系統(tǒng)零部件，在此需充分考慮關(guān)鍵零部件布置的主要原則。根據(jù)目前市場(chǎng)成熟車型的發(fā)艙布局結(jié)構(gòu)，初步歸納如下幾個(gè)方面的布置要素，關(guān)鍵零部件區(qū)域劃分清晰，具備明顯的分區(qū)特征，能夠直接表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，通過(guò)對(duì)比多款車型發(fā)艙布局情況，初步確定如下主流布局方案：蓄電池組、空濾總成、電器盒等組件布置在發(fā)艙左側(cè)區(qū)域，與動(dòng)力總成間距滿足運(yùn)動(dòng)間隙要求；膨脹水壺、洗滌液壺及相關(guān)管路靠近發(fā)艙右側(cè)。不同的動(dòng)力布置型式機(jī)艙布置有差別，文章僅以發(fā)動(dòng)機(jī)前置和前輪驅(qū)動(dòng)（FF）型式轎車為例，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置設(shè)計(jì)評(píng)審進(jìn)行討論。

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置注意問(wèn)題

發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置時(shí)，需校核零部件動(dòng)靜態(tài)間隙，汽車運(yùn)動(dòng)中零件安全間隙和整車裝配空間的要求，同時(shí)還需滿足車輛碰撞安全性能及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻性能要求。

對(duì)管路及線束這類較軟的零部件，需在機(jī)艙設(shè)計(jì)布置時(shí)，合理選擇走向及固定位置和方式，同時(shí)需進(jìn)行防護(hù)，避免磨損。保證整體管線路布局一目了然，固定合理，方便維修。

發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)罩的合理設(shè)計(jì)，可有效地遮蔽管線等不需維修的零部件，更加體現(xiàn)機(jī)艙布置的整潔。因此，需在整車設(shè)計(jì)初期，結(jié)合機(jī)艙內(nèi)動(dòng)力總成及其他零部件的布置進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)罩的設(shè)計(jì)。

需定期維護(hù)的部件，如前大燈、空濾器及蓄電池等，需根據(jù)人機(jī)工程參數(shù)對(duì)操作空間進(jìn)行校核，必要時(shí)通過(guò)調(diào)整動(dòng)力總成的布置或零部件的設(shè)計(jì)來(lái)解決。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)艙管、線路布置方法

2.1發(fā)動(dòng)機(jī)附件系統(tǒng)布置

2.1.1進(jìn)氣系統(tǒng)

氣管相對(duì)較粗，外觀結(jié)構(gòu)可根據(jù)發(fā)艙整體情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，管路可設(shè)計(jì)為圓管形、橢圓形或其它與動(dòng)力隨性的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到滿足整車性能要求的同時(shí)使發(fā)艙整體更加美觀，其他管路布置位置偏低，根據(jù)周邊件狀態(tài)合理設(shè)計(jì)固定結(jié)構(gòu)和增加固定點(diǎn)。

2.1.2排氣系統(tǒng)

首先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲水平，選擇排氣消聲器型式，根據(jù)空間合理布置排氣消聲器位置。根據(jù)發(fā)艙空間合理選擇排氣管折彎半徑，以充分減少背壓。排氣管、催化器及消聲器等連接位置應(yīng)充分考慮維修空間。排氣系統(tǒng)部件為主要熱源，發(fā)艙布置時(shí)應(yīng)注意考慮隔熱處理方式。

2.1.3冷卻系統(tǒng)

水箱布置要保證進(jìn)風(fēng)量及進(jìn)風(fēng)面積。水管折彎半徑應(yīng)盡量大，利于冷卻液循環(huán)，副水壺的布置位于該系統(tǒng)的最高處。冷卻管路之間的空間關(guān)系應(yīng)保證在加注冷卻液過(guò)程中，能排凈全部系統(tǒng)內(nèi)的空氣，不存在滯留空氣的死角。

2.1.4燃油系統(tǒng)

燃油管路的布置，在油箱布置后，優(yōu)先考慮燃油濾清器總成、油水分離器、碳罐等部件的布置位置。油箱的安裝部位通常是整車的后部或中部，管路部件盡量遠(yuǎn)離排氣系統(tǒng)，如與排氣系統(tǒng)過(guò)近，則須在相應(yīng)部位加裝隔熱板。

2.1.4.1燃油管路布置溫度區(qū)域要求

燃油管路及其連接附件與排氣系統(tǒng)等高溫的外露零部件通常分別布置在整車兩側(cè)，如必須在同側(cè)，建議其間隙應(yīng)不小于 200mm，如果受結(jié)構(gòu)限制不能確保上述間隔的部位，應(yīng)設(shè)置隔熱板進(jìn)行隔熱，設(shè)置有效的隔熱板后，與隔熱板的間隔也應(yīng)保證不小于35mm。

2.1.4.2固定管夾布置要求

燃油管路（除軟管連接段）須用相應(yīng)管夾在間隔約300~400mm的位置上進(jìn)行固定，以防止由于振動(dòng)與其它零件發(fā)生干涉或脫落造成的安全事故。

2.1.5管路設(shè)計(jì)的整體要求

對(duì)水管、油管、空調(diào)管、進(jìn)排氣管及選換擋拉絲、油門(mén)拉絲等易折彎零部件，在空間允許的情況下彎曲半徑盡可能大，便于氣、液體流動(dòng)和提高拉絲傳遞效率。對(duì)于連接相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分的零部件，要充分考慮運(yùn)動(dòng)量，預(yù)留安全運(yùn)動(dòng)距離，如制動(dòng)軟管、ESC線束及駐車?yán)z等。

2.2線束布置

線束布置在整車保安防災(zāi)性能中起關(guān)鍵作用，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)熱源較多，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)線束的走向和固定方式尤為重要。線束布置優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)參照以下幾方面的內(nèi)容。

2.2.1外觀

1）機(jī)艙內(nèi)在其他部件上設(shè)置醒目的吸引點(diǎn)，讓線束不顯眼，線束盡量不從吸引點(diǎn)上面通過(guò)，從而保證機(jī)艙布局規(guī)整；

2）排列方式：按棋盤(pán)方式排列，避免斜線布置，這樣更顯整齊；

3）同色標(biāo)準(zhǔn)：插接件、配線及防護(hù)具等色調(diào)一致；

4）線束應(yīng)盡量在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的前后面和左右側(cè)布置，如前部橫梁、輪包上方及前圍板等位置，防止與周圍零部件干涉，起到使線束不顯眼的作用；

5）盡量成束布置，在不能成束布置時(shí)，線束間的間隙應(yīng)均等；

6）不使用固定的線束扎帶，根據(jù)需要使用成型的線卡，使整體布局顯得規(guī)整。

2.2.2防止與周圍零部件干涉

（1）確保相對(duì)運(yùn)動(dòng)零部件間隙。發(fā)動(dòng)機(jī)上部間隙確保在運(yùn)動(dòng)方向（擺動(dòng)）35mm、上下方向25mm。

（2）確保相對(duì)不運(yùn)動(dòng)零部件的間隙。

（3）有相對(duì)運(yùn)動(dòng)和干涉的地方可能會(huì)造成線束短路，作為防止招回的措施，可故意用手拽動(dòng)線束，確保之間的間隙。

（4）在氣溫下降時(shí)線束有硬化和彎曲的特點(diǎn)，可用手拽動(dòng)線束確認(rèn)裝配差異。

2.2.3避熱避水

1）線束走向應(yīng)盡量避開(kāi)熱源，如：排氣管系統(tǒng)部件、冷卻水箱進(jìn)水管及發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等。

2）線束插接件應(yīng)布置在泥水不易飛濺到的地方，必要時(shí)可采用防水插接件。

3）線束的固定應(yīng)長(zhǎng)期有效，否則會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)隱患。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)外圍零部件布置的間隙要求

1）以常規(guī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)周圍零部件布置間隙應(yīng)符合的原則：運(yùn)動(dòng)件之間的間隙不小于35mm；運(yùn)動(dòng)件同非運(yùn)動(dòng)件之間的間隙不小于20mm； 非運(yùn)動(dòng)件之間的間隙不小于10mm。

2）與排氣系統(tǒng)等熱源部件間隙的要求。排氣管與一般零件間隙應(yīng)大于 30mm； 排氣管與油箱及油管之間間隙應(yīng)大于60mm；三元催化附近，主要考慮與轉(zhuǎn)向機(jī)、轉(zhuǎn)向油管、燃油管、制動(dòng)油管、傳動(dòng)軸防塵套、暖風(fēng)水管及冷卻水管等的間隙，一般要大于65mm，空間不滿足時(shí)增加隔熱罩進(jìn)行防護(hù)。

4、結(jié)論

文章論述了在汽車設(shè)計(jì)中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置設(shè)計(jì)方法，可快速有效地指導(dǎo)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙管線路布置優(yōu)化設(shè)計(jì)，使整車發(fā)艙管線路設(shè)計(jì)水平在最短時(shí)間內(nèi)得到較大提升，使發(fā)動(dòng)機(jī)艙的布置更加美觀和整潔。同時(shí)可有效避免在汽車后期使用中，因零部件間運(yùn)動(dòng)間隙不滿足靜動(dòng)態(tài)間隙尺寸要求，而發(fā)生損壞及功能方面的故障。可有效提高車輛可靠性里程，使車輛整體質(zhì)量得到提升。

[1] 周一鳴.車輛人機(jī)工程學(xué)[M] 北京.北京理工大學(xué)出版社.1999: 180-183.

[2] 何獻(xiàn)忠.優(yōu)化技術(shù)及其應(yīng)用[J]北京理工大學(xué)出版社.2006-7-1.

The cabin layout of the prototype is produced has issued

Jiang Chao
（Anhui jianghuai Automobile Co.Ltd., Anhui Heifei 230601）

in order to optimize the car engine compartment pipework layout design, improve the design level of the vehicle. This paper introduces the engine compartment pipework layout design, intake, exhaust and cooling system and piping and wiring harness layout components evaluation method and matters needing attention, the piping and wiring insulation and anti wet method. Reference the theory of ergonomics, on engine compartment pipework components inspection maintenance and convenience of proposed design requirements. Finally, according to the design experience formed engine compartment layout review the basic method. This paper summarizes the method of the design of the engine room layout, and provides a reference for the general layout of the engine room in the process of automobile design.

automobile design; hair has cabin layout; evaluation method

姜超，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

U467.1

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1671-7988 （2016）06-28-02