汽車管路的設(shè)計和研發(fā)

一

汽車管路分類

1、按照工藝分類

按照工藝可以分為兩類：

1）一類為非成型管。長度一定，有一定形狀，材料特性各異，在數(shù)模布置時難以反映實際安裝狀態(tài)。非成型管具有工藝簡單，加工方便等優(yōu)點；

2）另一類為成型管。成型管是通過模具成型，在管路布置中，成型管布置簡單，但開發(fā)生產(chǎn)成本高。

2、按照汽車系統(tǒng)功能分類

二

汽車管路外觀質(zhì)量

整車管路外觀質(zhì)量的高低會直接影響發(fā)動機艙外觀質(zhì)量。發(fā)動機艙管路布置過程中需要從整體一致性，管路和線束的整齊度，顏色和皮紋的整體協(xié)調(diào)性，零部件和周邊鈑金的集成性等內(nèi)容對管路進行優(yōu)化和改善。

三

整車管路布置質(zhì)量驗證

管路相關(guān)的試驗一般分為3類：

1、管路本身的各項性能試驗。主要是為了驗證零件是否滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2、整車臺架試驗。主要目的是為了驗證整車懸架在物理極限情況下（如全轉(zhuǎn)向******上、下跳）管路的運動情況，以彌補道路試驗無法達到的極限狀態(tài)；

3、整車道路試驗，可靠性試驗。最能反映管路常會遇到的工況。在試驗開始、試驗過程中和試驗結(jié)束三個階段都要對整車管路進行全方位的評估和記錄，形成整車管路數(shù)據(jù)庫，形成指導(dǎo)經(jīng)驗并提供支持給后續(xù)的項目開發(fā)。

四

汽車空調(diào)管路設(shè)計

1、空調(diào)管路作用

空調(diào)管路連接起壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥四大空調(diào)系統(tǒng)部件，形成一個封閉的系統(tǒng)，制冷劑在其中循環(huán)流動。

圖一為管路示意圖，圖二為臺架實物圖。

2、空調(diào)管路分類

1）按壓力分類

A、高壓管：壓縮機到膨脹閥之間的汽車空調(diào)管路（紅色）；

B、低壓管：膨脹閥到壓縮機之間的空調(diào)管路（藍色）。

2）按制冷劑狀態(tài)分類

A、氣態(tài)管：管路中制冷劑狀態(tài)為氣態(tài)；

B、液態(tài)管：管路中制冷劑狀態(tài)為液態(tài)。

3、空調(diào)管路構(gòu)成

1）鋁管、膠管及管接頭

三者連為一體用來連接空調(diào)系統(tǒng)各部件。

2）管接頭及O型圈

管接頭的作用是用來連接空調(diào)管路和系統(tǒng)各部件。O型圈的作用是對管接頭部位進行密封。

3）管夾

管夾的作用是固定空調(diào)管路于車身，使兩者不產(chǎn)生相對運動，防止管路振動與周邊件產(chǎn)生干涉以及導(dǎo)致接頭處制冷劑泄漏。

五

管路制造工藝

1、制造工藝流程

2、管路工藝的局限性

做管路數(shù)據(jù)的時候需要注意以下幾點：

1）鋁管的彎曲半徑均為R15/20，一般為管路外徑的1.5倍。

2）管路中心線最短的直線長度要求大于20mm，該長度主要是受如下因素限制：

A、彎管模具的厚度限制。如果長度太短，在彎管的時候管路可能會碰到彎管機從而導(dǎo)致管路有損傷變形；

B、沿鋁管中心線方向切點到扣管的最小距離應(yīng)大于16mm，在扣管方向上不應(yīng)有其他部件影響扣管工藝。

3）鐓頭端最短直線長度為20mm，該值根據(jù)管徑不同而稍有不同。

六

管路的設(shè)計開發(fā)

管路設(shè)計開發(fā)包括零部件選型和管路布置兩部分。

1、管路部件選型

1）鋁管

空調(diào)管路三大類型管路組成（鋁管、膠管及管接頭），針對不同類型的管路，在鋁管選擇上是不同的。

鋁管型號主要有10*1.25、12*1.5、16*1.75,管徑越大，對應(yīng)的管壁也應(yīng)越厚。

2）膠管

A、膠管的作用

膠管在管路主要起以下兩個作用：

a、方便車間裝配，留有裝配余量，可適量拉扯；

b、用于與壓縮機相連的管路，緩沖發(fā)動機帶來的振動。

B、膠管的成本

膠管的成本在管路總成成本中比重較大。

C、膠管特性

使用的膠管越軟，噪音越小，價格越貴。

3）扣管

扣管的大致尺寸可參考如下：16*34、20*34、25*34。

4）密封圈及密封方式

目前常用的O型圈密封，根據(jù)O型圈的壓縮方向，其密封方式分為軸向和徑向密封。

徑向密封方式相對于軸向密封方式有以下幾個優(yōu)點：

A、O型圈的密封方向垂直于配合零部件的接觸面，密封方式穩(wěn)定有效，軸向密封如安裝時稍有不慎，緊固時有少量歪斜，易產(chǎn)生密封不嚴(yán)或?qū)型圈擠壞的問題。

B、O型圈不易脫落，在內(nèi)槽內(nèi)。

軸向密封

徑向密封

5）管接頭

管接頭起著連接兩個制冷元件的作用。

A、壓板

壓板應(yīng)用較多，結(jié)構(gòu)簡單且在車間安裝便利，根據(jù)密封方式可分為軸向及徑向密封方式壓板。

B、螺紋接頭具有成本優(yōu)勢，但緊固不方便，還容易造成管路的狀態(tài)不穩(wěn)定。

6）壓力開關(guān)

壓力開關(guān)有兩態(tài)和三態(tài)之分，三態(tài)壓力開關(guān)會在制冷劑壓力小于等于0.12Mpa和3.2Mpa以上時，實現(xiàn)低壓、高壓保護，在制冷劑壓力介于0.24Mpa和3.2Mpa時，壓縮機正常運轉(zhuǎn)。

2、空調(diào)管路布置

1）作用與條件

空調(diào)管路在空調(diào)系統(tǒng)中起著運輸制冷劑的作用，因此一個好的空調(diào)管路布置，同時應(yīng)具備以下幾點：

A、管路可靠性好，保證制冷劑不泄漏。

B、滿足NVH的要求，不帶來附加的振動及噪音。

C、成本最優(yōu)化。

D、整體外觀盡量做到美觀。

2）管路的可靠性

影響管路可靠性主要有以下幾個原因：

A、鋁管或膠管被周邊件磨損；

B、鋁管或膠管由于發(fā)動機的振動斷裂；

C、膠管處溫度過高而損壞；

為避免管路被周邊件磨損，在管路布置的時候應(yīng)該留出合理的間隙，由于汽車是一個運動的產(chǎn)品，因此該間隙要包括靜態(tài)間隙和動態(tài)間隙，靜態(tài)間隙是指兩個振動很小的物體之間的間隙，比如前大燈與冷凝器，曾發(fā)起管路或車身與冷凝器—蒸發(fā)器管路，建議保持在15mm以上，如間隙過小，則需要在距離近的管路上包裹海綿，熱縮管或波紋管。由于發(fā)動機在工作的時候會振動，因此與壓縮機相連的兩個管路需考慮動態(tài)問題，比如壓塑機進出口的膠管和風(fēng)扇，皮帶的間隙，如果間隙太小的話，發(fā)動機向前振動會導(dǎo)致空調(diào)管路和其它部件發(fā)生干涉，所以動態(tài)間隙的要求比靜態(tài)間隙的要求嚴(yán)格，一般要求在20mm以上。

3）管路的振動和噪音

空調(diào)管路的振動主要以下幾點造成：

A、管路與相連部件的固定方式：管路固定支架需帶橡膠墊，避免出現(xiàn)剛性連接。如果使用塑料管夾，最好也要有橡膠墊。

B、管路膠管型號的選擇：低壓管路膠管可以選擇全橡膠管，由于全橡膠管比較軟，可以較好的吸收振動并較小該管路的噪音。

C、管路布置產(chǎn)生的噪音：為了建?？照{(diào)管路產(chǎn)生的噪音，管路盡可能布置得短而直，還可以減少制冷劑的充注量。

4）管路成本優(yōu)化

管路在布置過程中需要考慮成本因素，主要有以下幾點：

A、管路在滿足布置要求的前提下盡可能短些，畢竟節(jié)省材料，在總長度不能減短的前提下，可以適當(dāng)把膠管減短，因膠管成本較高。

B、在布置過程中要考慮匹配不同的動力總成，盡量做到通用，這樣在備件庫中可以減少管路的種類，節(jié)省庫存空間及管理費用，即使不能全部沿用，也盡可能讓鋁管部分做成沿用件，這樣可以方便廠家少開一部分管路工裝，節(jié)省開發(fā)費用。

5）管路的試裝驗證及評審

A、管路的檢驗：管路在裝車之前要經(jīng)過校驗，確保沒有問題之后才能裝車，如果不符合要求，則需要廠家重新做件，直到合格為止，另外要求廠家附帶三坐標(biāo)檢測報告等。

B、管路的試裝及評審