整车管路部署及质量探究

管路基本工艺特性


汽车管路种类繁多,质料特性各异,形状也随部署和功效要求差异而各异,虚拟部署时需要考虑管路的基本特性要求和工艺要求,并凭据管路类型选择准确的设计和分析要领。凭据工艺类型分为两类:一类为非成型管,如非成型胶管、拉索和线束。其长度一定,安装后具有一定形状,而质料特性各异,在数模部署时很难反映实际安装状态,容易引起管路干预、磨损等问题,但非成型管具备工艺简单,加工方便等优点;另一类为成型管,如成型胶管、塑料管或尼龙管。成型管是通过模具成型,在管路部署中,成型管部署容易,但由于模具和工艺庞大,开发生产成本有一定增加。凭据汽车系统功效可以分为线束、冷却水管、空调管(软管和硬管)、燃油管(软管和硬管)、转向管(硬管、低压软管和高压软管)、制动管(软管和硬管)、拉索(离合器拉索、油门拉索、变速器选换挡拉索、驻车制动拉索)等。


管路部署要领


发动机舱和底盘运动很是庞大,存在完全相对运动和不完全相对运动,见图3,而且运动特性和运动量各纷歧致,同时发动机在事情时发生巨大热量,极限情况下排气歧管温度可达700~800°C,有些管路过长,为约束管路的位置需要考虑增加牢固点,管路长度对空间走向起着决定影响。动、静态间隙确保种种管路在运动和振动中不发生干预和磨损,必须保证管路设计间隙满足管路种种极限工况下的运动量以及尺寸极限偏差。结合具体案例对动、静态间隙作深入分析。如图4所示,A段在静止情况下与空滤的间隙为静态间隙,此处用CS体现;A段随着动力总成一起运动,当运动到种种工况下的极限情况时,A段与空滤的间隙为动态间隙,此处用CD体现。A段的运动量用AD体现,其中AD=CS-CD。管路的制造公差和偏差相对于其他零件会更大,此处用CT体现尺寸极限偏差。通过工况和尺寸分析可以得知,只有静态间隙大于运动量(AD)和尺寸极限偏差(CT)之和,即静态间隙CS>AD+CT,在种种工况下管路才可以确保宁静。对于完全相对运动的运动量,AD可以通过动力总成悬置特性盘算获得,对于不完全相对运动的运动量BD可以通过仿真CAE软件凭据发动机的极限运动求得,即把不完全相对运动BD转化为完全相对运动AD。热间隙传统能源汽车排气歧管外貌温度在极限情况下会到达700~800°C,排气管和消音器外貌温度也可达200~500°C。对于在热源周围漫衍的种种管路,要确保不被热源损坏,必须凭据热场分析保证足够间隙。各个热源的发烧量不相同,同时热敏感零件的质料和特性各异,整车管路部署时需要凭据热敏感零件的性能预留足够的热辐射间隙。如果预留间隙不能满足要求,首先需要对各个工况下的热负荷状态进行虚拟分析盘算,为热间隙过小的问题提供方案选择和参考。一般可供选择的方案有:在热源侧增加单层或者多层隔热罩,或者提升热敏感零件的耐热品级,同时需要平衡各方案的成本,见图5。重力和内、外部液体温度的影响在管路虚拟部署时通常只考虑管路外形,而管路自身和内部液体的重力因素引起的管路变化通常很难考量,发动机舱情况温度和管路内部的液体温度会进一步加速管路下沉。以发动机水管部署为例探讨如何在部署管路时充实考虑重力和内、外温度的影响。发动机水管外径一般在20~50mm之间,内部高温的冷却液温度一般达110°C左右。图6是外径为40mm、长750mm的暖风水管原始设计与考虑重力和温度后的对比,如果中间没有约束牢固点,通过CAE分析重力、温度对水管的影响,水管会下沉50mm。约束系统-牢固点每个系统管宝马线上娱乐中心常连接两部门零件,例如燃油管需要经过燃油泵、燃油滤清器到发动机油轨,由于回路过长,中间必须在合理位置增加牢固点以保证管路的设计状态。对于硬管,一般400~600mm安装一个牢固点;对于软管,一般200~300mm安装一个牢固点,但也需要凭据实际工况合理部署。牢固点的设计需要有效可靠,起到约束限位作用,防止牢固点偏移、旋转、下沉或左右窜动。牢固点在某一偏向的变化,如果管路较长,会导致远端管路位置偏差放大,引起管路干预、磨损或其他问题。例如某动力转向油管牢固点设计对管路的限位欠佳,造成管路在装配之后会向上和向下旋转达10°之多,与牢固点130mm之处造成管路弯角处偏差达24mm,对周围零件间隙造成很大影响,见图7。通过在弯角后面增加1个防止上下移动的牢固点,很好地起到约束管路的作用。牢固点的选择,包罗牢固方式、限位效果、失效模式分析等在设计阶段都要进行全面评估,确保限位起到预期效果,见图8。长度对间隙的影响管路长度的部署和设计一般考虑正偏差,即为了满足安装和制造要求,管路一般会比名义值偏大。管路一般是在二维平面内走向,但如果管路过长,由于管路长度引起的间隙减小会很是明显。以图9所示管路1为例,即两端牢固,分析牢固点中间的长度变长对管路1与管路2间隙C1的影响。图9中,当管路1的长度由A增加了Δ,即管路1的长度为A+Δ,两个牢固点稳定,管路拱出ΔX,简化A+Δ为一段圆弧,且0<ΔX<A/2,见图10模型1,则凭据数理推断可求解通太过析模型1和模型2,对长度变化量Δ/A与偏移量ΔX进行数据统计,具体参见图12的曲线,由此可知长度增加得越多,偏移量也越大。在紧凑型的整车部署中,对管路进行部署和设计时,有效控制管路名义长度很是要害,否则很可能会引起管路的干预磨损等问题。


CAE管路分析


项目前期开发时,业内常用要领是凭据经验设计管路走向,然后凭据实车制造进行调整,往往会对项目开发时间和用度造成很大影响,探索性地提出对要害零件和管路CAE虚拟模拟,找出最佳部署方案,获得整车设计状态下的数模,以提高部署质量的稳健性,有效降低开发成本。进行CAE分析时务必充实考虑质料特性,管路内、外情况温度,重力,典型和极限加速度,管路约束系统牢固限位和内部事情压力对管路外形的种种影响。针对差异类型的管路,接纳差异的运算分析要领,壳单元分析要领一般适用于成型管如水管、燃油管等。例如某水管一端牢固在防火墙,另一端牢固在发动机,水管相对于防火墙具有不完全相对运动,在Z偏向±6g加速度情况下,水管上下运动12mm;在X偏向±11g加速度情况下,通过CAE按水管质料特性加载,得出水管前后运动达15mm。具体案例见图13。梁单元分析要领一般适用于非成型管,如拉索、制动软管、电器线束等。例如ABS制动软管与制动卡钳相连,制动卡钳随悬架做全转向、全跳动等极限运动。凭据整车动态界说,轮胎最大上跳一般在70~120mm,下跳一般在80~100mm,ABS软管部署必须克服制动卡钳的极限运动且保证不干预和磨损,且经受住拉伸和压缩的频繁工况,具体案例见图14。


管路外观质量


主顾在购置汽车时,不仅关注汽车的性能和价格,外观质量也是一重要考量项。高质量的汽车外观不仅提升整车品质,还可提升主顾对品牌的忠诚度,进而提升品牌价值。整车管路外观质量的崎岖,将直接影响发动机舱外观质量。发动机舱管路部署历程中,在确保各个管路系统功效的前提下,需要从整体一致性,管路和线束的整齐度,颜色和皮纹的整体协调性,零部件和周边钣金的集成性等内容对管路进行优化和改善。


管路部署质量验证


整车和子系统特性各异,车型与车型之间的管路间隙巨细并无借鉴意义。经过虚拟部署和设计的管路,进行充实的物理试验可以及早发现潜在的部署和设计问题,为后期的管路质量治理和控制提供保障,管路相关的试验一般分为3类:(1)管路自己的各项性能试验,如爆破试验、气密性试验、拉伸试验等。主要是为了验证零件是否满足设计尺度;(2)整车台架试验。主要目的是为了验证整车悬架在物理极限情况下(如全转向最大上、下跳)管路的运动情况,以弥补门路试验无法到达的极限状态;(3)整车门路试验,可靠性试验。最能反映管路常会遇到的工况,宝马线上娱乐中心块路、卵石路、鱼鳞坑路、搓板路、高速跑道、坡道、砂土路等。试验开始、试验历程中和试验结束时都需要对整车管路进行全方位仔细的评估和纪录,纪录管路之间的间隙和状态,形成整车管路数据库,建立指导经验并为后续项目开发提供支持。


整车管路部署开发在项目开宝马线上娱乐中心处于很是要害的位置,借助富厚的虚拟部署要领和实物验证手段,确保前期部署设计质量的稳健性,各系统的功效和性能才气保证。本部署要领和流程已经在SGM多个平台、多个车型的开发历程中应用和验证,涉及几百万辆各式整车,并历经多次革新和优化,有效地指导整车管路开发。

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