朱曉 郭兵

（南京依維柯汽車有限公司）

汽車管線是指車輛上用來輸送液/氣體的管路和電流的電線的總稱。汽車管線按系統(tǒng)可分為：電器線束、空調(diào)管路、燃油管路、進(jìn)氣管路、轉(zhuǎn)向管路、制動(dòng)管路、排氣管路及冷卻管路。汽車管路線束分布在整車的各個(gè)區(qū)域，需要針對每個(gè)系統(tǒng)確定具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；管線布置合理，固定安全可靠，間隙設(shè)定合理就能提升整車上零部件的布局美觀性與安全可靠性。因此，汽車管線設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到整車的總體技術(shù)水平。文章闡述了管線設(shè)計(jì)的工作流程、管線的設(shè)計(jì)方法及要求。

1 管線設(shè)計(jì)流程

進(jìn)行管路線束設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)必須遵循一定的規(guī)則和流程，一般管線設(shè)計(jì)流程，如圖1所示。

2 管線設(shè)計(jì)總體要求

管線設(shè)計(jì)的總體要求：設(shè)計(jì)布局合理、線束間隙安全適當(dāng)、固定防護(hù)可靠、裝拆維修方便及設(shè)計(jì)平行美觀等。

2.1 管線布置要求

管線布置時(shí)，應(yīng)該沿著車身或車架的邊、槽、梁等部位走線，以避免管線承受壓力[1]，如圖2所示；在管線穿過前圍板、地板、A/B/C/D柱及行李艙時(shí)，需要開管線過孔，孔形可以是圓孔和腰孔，孔徑大于管線外徑，過孔必須設(shè)計(jì)保護(hù)橡膠套，膠套設(shè)計(jì)保證密封良好和裝配合理；同時(shí)過孔還要注意隔音防噪；走線應(yīng)避開或遠(yuǎn)離熱源；應(yīng)確保與運(yùn)動(dòng)件的安全距離；與發(fā)動(dòng)機(jī)等運(yùn)動(dòng)部件相連時(shí)，要預(yù)留一定長度；隔空布線的間距不能大于300 mm，防止拖掛；鋼管、軟管的結(jié)構(gòu)均須保證合適的裝配空間，多根鋼管（或軟管）并列時(shí)，接頭的布置應(yīng)適當(dāng)錯(cuò)開；變速器操縱拉索和里程表軟軸走向不得有急彎，鋼絲繩在護(hù)套內(nèi)應(yīng)能滑動(dòng)自如；管路形狀盡可能簡單，有相對運(yùn)動(dòng)之處應(yīng)使用橡膠管吸收振動(dòng)，并且要考慮到管路自身下垂與其他部件干涉或出現(xiàn)張力。

2.2 管線固定防護(hù)要求

管線的固定點(diǎn)一定要合理可靠，固定點(diǎn)的位置要在平面上，不要在弧面上；為了保證線束的方向性，可使用帶定位的卡扣，在線束距離排氣管等熱源較近的部位采用合適的波紋管隔熱防護(hù)；線束與車身有相對運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)易產(chǎn)生噪聲的位置，應(yīng)該增加海綿或固定，固定卡箍直徑大小應(yīng)合適，其棱角不能損壞油管或其他部件；在特殊環(huán)境和特殊位置采用特殊的固定防護(hù)方式，例如采用波紋管夾、線束壓板、PVC絕緣線束護(hù)板、線束雙管夾、橡膠套及線束支架等固定方式；固定應(yīng)牢靠合理，盡量減少扎帶固定，提升管線設(shè)計(jì)品質(zhì)；用卡子固定的軟軸、線束及管路可在固定卡子的位置上做標(biāo)記，每次裝配都有確定的位置，而且可以幾根并排分裝后整體總裝；如需將成型管的一頭先分裝在發(fā)動(dòng)機(jī)或其他零部件上，則成型管及與之相配的管口均需有保證安裝角度的結(jié)構(gòu)。

對于容易變形的管路線束，固定點(diǎn)的間距一般設(shè)定為250 mm，根據(jù)具體情況可以調(diào)整；在布置空間狹小的情況下，對于沒有相對運(yùn)動(dòng)，且不會(huì)影響各自系統(tǒng)性能的管路可以固定在一起。固定點(diǎn)間的距離一般最大不超過300 mm；在空間較大，無干涉風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，固定點(diǎn)間的距離最大不超過500 mm，此時(shí)應(yīng)保證軟軸、線束和管路不下垂；軟軸、線束和管路周圍有運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，卡子間距控制在200 mm左右；軟軸、線束和管路的長度要考慮所連接部件的運(yùn)動(dòng)量。

2.3 管線設(shè)計(jì)間隙要求

管線設(shè)計(jì)時(shí)，與周圍部件要留有適當(dāng)間隙，保證一定的安全距離。表1示出部分燃油管路設(shè)計(jì)間隙要求。

表1 汽車燃油管路間隙要求mm

3 系統(tǒng)管線設(shè)計(jì)要求

3.1 底盤燃油管路設(shè)計(jì)要求

燃油管接頭盡可能不要布置在熱源及電器設(shè)備上方，如無法避免，則應(yīng)在管接頭下方裝備保護(hù)裝置，避免燃油滴落到熱源表面或電器設(shè)備上；油管與排氣系統(tǒng)的安全距離保持100 mm（有防護(hù)）以上，燃油管與排氣管盡量分開布置；保證燃油管路順暢，降低供油阻力；油管長度和路徑應(yīng)能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)要求，且不能拖掛；對通氣管路和油蒸氣管路的走向布置應(yīng)持續(xù)向上以防止發(fā)生氣阻現(xiàn)象。

3.2 底盤進(jìn)氣管路設(shè)計(jì)要求

進(jìn)氣管布置時(shí)彎管半徑要大，數(shù)量盡可能少，減小對進(jìn)氣阻力的影響；應(yīng)考慮振動(dòng)及軟管受熱膨脹的影響；管路不應(yīng)有被吸癟的風(fēng)險(xiǎn)；管路的長度和路徑應(yīng)能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)要求，且不能拖掛；進(jìn)氣管方位要有利于干燥的新鮮空氣進(jìn)入，同時(shí)考慮避免雜質(zhì)及雨水進(jìn)入，建議高度不低于600 mm；進(jìn)氣管路順暢，避免氣阻和噪聲產(chǎn)生，否則應(yīng)增加諧振箱；空氣濾清器與發(fā)動(dòng)機(jī)的連接管路應(yīng)具有一定的伸縮功能，如圖3所示。

3.3 底盤制動(dòng)管路設(shè)計(jì)要求

輪邊制動(dòng)油管的長度、路徑及固定點(diǎn)應(yīng)合適，在轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角及車輪處于上下跳動(dòng)極限時(shí)，不應(yīng)與輪胎干涉，也不能緊繃?？諌簷C(jī)軟管、真空軟管的長度及路徑應(yīng)能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)要求。制動(dòng)油（氣）管及真空管的路徑布置，應(yīng)與周圍零部件不產(chǎn)生干涉并遠(yuǎn)離熱源，保證管路順暢，避免過彎管路，降低流通阻力；制動(dòng)管路布置時(shí)，4個(gè)車輪必須設(shè)有軟管連接車輪制動(dòng)器，如圖4所示，并預(yù)留車輪極限跳動(dòng)時(shí)的行程；制動(dòng)器管路中適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)有管接頭，保證裝配和維修方便，同時(shí)應(yīng)考慮接頭設(shè)在易于拆裝位置；制動(dòng)管路中應(yīng)適當(dāng)增加固定管夾，保證整車行駛時(shí)管路不振動(dòng)；制動(dòng)管路之間及與其他部件之間不能有相互干涉現(xiàn)象，即使是沒有相互運(yùn)動(dòng)也不能存在干涉；在制動(dòng)管路易于碰擦的位置要增加硬護(hù)套對制動(dòng)管路進(jìn)行防護(hù)。

3.4 底盤排氣管路設(shè)計(jì)要求

排氣管路應(yīng)盡可能直，彎道曲率半徑應(yīng)盡可能大，減少功率損失，降低噪聲；排氣管應(yīng)遠(yuǎn)離進(jìn)氣口；在靠近油箱、電器線束及塑料件等部位應(yīng)增加隔熱板，排氣管與油箱、油管之間的間隙應(yīng)大于200 mm，否則增加防熱輻射反射板，間隙控制在100 mm以上；保證與其他部件（運(yùn)動(dòng)件和塑料件）的安全距離。

3.5 底盤冷卻管路設(shè)計(jì)要求

管路的曲率半徑應(yīng)盡可能大，以減少管道阻力，應(yīng)避免直角或者銳角管路出現(xiàn)；出氣口應(yīng)布置在冷卻系統(tǒng)的最高位置；膨脹箱最低液面必須高于冷卻回路最高點(diǎn)至少50 mm；膨脹水管走向不允許向上走，不準(zhǔn)高出膨脹箱的MIN線（最低液面線）；出氣管的走向應(yīng)向上到膨脹箱，中途應(yīng)避免有彎曲或向下的趨勢，管路盡可能直且短；中冷器熱脹冷縮量較大，在安裝時(shí)應(yīng)給予考慮，防止熱脹冷縮引起系統(tǒng)元件損壞；中冷器的管路越直越好，盡量減少彎頭數(shù)。

3.6 電器線束設(shè)計(jì)要求

電器導(dǎo)線應(yīng)具有阻燃性能[2]，線束接線端子、接插件應(yīng)有很好的絕緣保護(hù)；線束應(yīng)有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)軟套；線束路徑布置及連接應(yīng)避免安裝錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)；駕駛室外線束特別是接插件不能固定在易積水的地方；門線束的孔位應(yīng)低于車身側(cè)的孔位，以免液體沿著線束流進(jìn)車身內(nèi)部，如圖5所示；保險(xiǎn)絲盒的線束要預(yù)留合適的余量，以方便保險(xiǎn)絲盒的拆卸，同時(shí)要考慮方便穿過車架；線束接插件應(yīng)該注意密封（防塵防水），接插件應(yīng)盡量避免垂直布置，所有線束的接插件應(yīng)該布置在手可以觸及的位置，或方便拆卸的位置；在同一位置的接插件應(yīng)用顏色、大小及內(nèi)部定位等方法區(qū)分，防止插錯(cuò)；插接件末端線束應(yīng)該預(yù)留一定的長度，以便于插接件的拔插；線束應(yīng)有合適的長度，應(yīng)避免因發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)而使線束繃緊，也不能產(chǎn)生無用的垂掛（過長）；線束穿越孔洞時(shí)應(yīng)裝設(shè)阻燃耐磨絕緣套管等保護(hù)措施[2]，如圖6所示；線束從駕駛室穿過處應(yīng)進(jìn)行密封處理，以防止水及灰塵滲入到駕駛室內(nèi)；線束應(yīng)避開燃油管路，防止燃油腐蝕線束。特別要注意避免：

1）制動(dòng)燈開關(guān)線束與踏板及轉(zhuǎn)向管柱之間發(fā)生干涉；

2）在調(diào)整/移動(dòng)駕駛員座椅時(shí)，線束與座椅之間發(fā)生干涉；

3）開關(guān)車門時(shí)線束發(fā)生干涉。

各固定點(diǎn)不應(yīng)該有破壞線束保護(hù)層的風(fēng)險(xiǎn)。支架棱角處應(yīng)適當(dāng)?shù)丶友b保護(hù)層，以免割壞線束；線束自身也應(yīng)該有防止被刺破的能力；避免線束附近區(qū)域的棱角或螺栓過長而造成損壞；線束應(yīng)與排氣系統(tǒng)或其他熱源裝置保持足夠的距離；起動(dòng)機(jī)線與起動(dòng)機(jī)端子間應(yīng)采用自鎖螺母固定。電動(dòng)座椅等線束，應(yīng)充分考慮線束是否與其他零部件產(chǎn)生摩擦。

3.7 空調(diào)管路設(shè)計(jì)要求

管路走向應(yīng)合理，與相鄰管路盡可能保持平行，避免交叉和急轉(zhuǎn)彎。應(yīng)盡量縮短制冷管路的長度。安裝在不同懸置體上的空調(diào)部件之間的制冷連接管必須要有一段軟管。軟管總成的連接要能保持軟管兩端呈自然狀態(tài)，不能使軟管扭曲，不能因被連接件的運(yùn)動(dòng)而使軟管偏離其軸線所在平面。要保證軟管彎曲時(shí)能有足夠的彎曲半徑。與壓縮機(jī)相連的軟管安裝面的軸線方向應(yīng)與壓縮機(jī)振動(dòng)方向一致。制冷管穿過車身壁面時(shí)必須要有密封防護(hù)措施。制冷軟管應(yīng)遠(yuǎn)離熱源、旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)及尖角部件。制冷管路上加設(shè)壓力開關(guān)、加注閥及后電磁閥等部件時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)行維修和裝拆作業(yè)的方便性。

4 結(jié)論

綜上，進(jìn)行管線設(shè)計(jì)時(shí)要考慮管線設(shè)計(jì)布局、零部件間隙要求、環(huán)境要求、固定可靠性、裝配可行性、拆卸維修方便性及設(shè)計(jì)美觀等。設(shè)計(jì)完成后要反復(fù)在實(shí)車上進(jìn)行試裝驗(yàn)證及改進(jìn)，使車輛的管線設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。文章總結(jié)的汽車管線設(shè)計(jì)開發(fā)流程及要求，在工作實(shí)踐中得到了驗(yàn)證，能夠比較全面地指導(dǎo)管線設(shè)計(jì)開發(fā)工作。