汽车软管
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10.16638/jki.1671-7988.2019.24.050
李阳阳，邝林军
（江西江铃集团新能源汽车有限公司，江西 南昌 330013）
摘 要：制动系统管线路（软管及线束）的设计是制动系统可靠性中一项重要的考察要素，直接影响车辆的安全性和可靠性。文章基于CA TIA 软件研究模拟管线路在底盘处于复杂工况下（上下极限跳动、左右极限转向）的动态形态，使管线路设计校核更直观、可靠，希望能对整车制动可靠性设计有所帮助。 关键词：制动管路布置；动态DMU ；CATIA
中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)24-156-03
Application of dynamic DMU optimization of brake hose&line
Li Yangyang, Kuang Linjun
（Jiangxi Jiangling Group New Energy Vehicle Co., Ltd., Jiangxi Nanchang 330013）
Abstract: The design of brake system pipe line (hose and harness), is an important factor in the reliability of brake system, which directly affects the safety and reliability of vehicle driving. Based on CA TIA software, this paper studies the dynamic shape of the simulated pipeline under complex workin
g conditions (upper and lower limit runout, left and right limit steering), which makes the pipeline section design and verification more intuitive and reliable, and hopes to be helpful to improve the braking reliability of the whole vehicle.
Keywords: Brake hose layout; Dynamic DMU; CATIA
CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)24-156-03
前言
随着汽车在人们生活中的普及，大家对汽车产品可靠性、安全性的要求也越来越高。汽车行驶的路面工况复杂，对连接车轮和车身之间的制动关键件（制动软管和轮速传感器线束）也处于复杂的运动变形中，故对它们要求也更高。售后也经常会出现制动软管的动态磨损，线束的拉断等可靠性问题，如图1所示。
1 底盘系统工况定义
底盘系统包括悬架系统、转向系统、传动系统、制动系统及轮胎。悬架系统在过坑、过坎等极限工况下，会出现车
轮达到悬架设计行程的上、下极限位置，转向系统会在驾驶
员的驾驶需求下出现左、右转极限转角。因为制动软管和轮速传感器线束一端固定在车身，一端固定在转向节上，所以制动软管和轮速传感器线束会随着底盘系统处于运动状态。本文使用动态DMU 法指导软管和线束的设计，提高软管及线束的可靠性。
图1 制动软管及线束连接位置
2 制动管线路的动态DMU 模型建立
打开CA TIA 软件，通过管路操作界面，定义管路接头位
作者简介：李阳阳（1988.9-），男，就职于江西江铃集团新能源有限公司整车开发室，从事制动系统的开发及研究。
李阳阳 等：动态DMU 仿真在制动管线路设计中的应用
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置、方向、软管及线束的材料属性，使管线路随着上述设置定义进行柔性变形，可直观看出管线的动态变化趋势，以此判断是否会出现拉扯和干涉的现象，进而更好的指导设计。
3 实例分析
下面结合实例介绍动态DMU 运动仿真法在制动软管及线束设计校核中的应用。 3.1 问题描述
某A00车型在经过整车可靠性试验后返回公司，在检查底盘件时发现，制动软管管体有一处光亮，将该件拆下来检测，发现此处有明显的磨痕，初步判断为与周边件干涉磨损所致。 3.2 问题分析
制动软管及线束正常设计时，采用极限位置法：根据悬架系统及转向系统的极限行程，将车辆的9个极限位置状态确定下来，分别为：上极限左转极限状态、上极限直行状态、上极限右转极限状态、半载左极限状态、半载直行状态、半载右转极限状态、下极限左转极限状态、下极限直行状态、下极限右转极限状态。
根据CATIA 软件中样条线的命令，设计出制动软管及轮速传感器线束的长度及状态，并判断9个状态下的软管与周边件的安全间隙。如软管极限状态下与周边件的间隙大于15mm ，可认为设计符合要求，如间隙不满足15mm ，就存在与周边件干涉的风险。此方法只能将制动软管定格在上述9种极限位置下进行静态测量，无法判断车轮在极限工况中，软管柔性变形后与周边件的安全间隙是否满足要求，故此方法存在局限性，有一定的缺陷，9个极限状态如图3所示。
图3 9个极限状态下制动软管的形态
3.3 优化设计
基于CATIA 建立管线路动态DMU 模型，使管路在悬架运动过程中拟合各种状态下的形态，模拟软管的柔性变形，并随着底盘运动仿真进行动态的变化。通过查看底盘运动仿真过程中管路形态的变化，能更直观的判断管路与周边件的安全间隙。
操作如下：（1）根据悬架行程、转向转角，完成底盘各系统的DMU 搭建。将制动管路接头位置关联到底盘DMU ，同时将管路附上材料，长度等属性。上述问题件长度为300mm 输入到软件，并附属性，如图4所示。
图4 搭建动态仿真模型
（2）软件进行233次拟合计算任务后完成动态DMU 管路的形状拟合计算，并生成可视化数据。如图5所示。
图5 制动软管状态拟合计算 （3）经过迭代任务计算时，查看软管在底盘DMU 运动过程中的柔性变形，发现有一处风险点。风险点出现在右转极限上跳过程中，制动软管与稳定杆间隙为 2.8mm ，存在干涉的风险，如图6所示。
图6 动态DMU 模拟状态 （4）使用动态DMU 模拟仿真法针对此风险点进行优化设计。模型搭建时，软件推荐管路长度需大于151.6mm ，根据系统定义及加工公差，长度选为180mm 。并将180mm 长度输
入到软件中，再次进行迭代计算。如图7所示。
图7 管路属性输入界面
（5）管路长度优化后，进行动态DMU 校核发现，最小间隙为33.4mm ，间隙满足保安防灾的要求，搭载路试车后也无
汽车实用技术
158 出现干涉磨损现象，完成优化设计。如图8所示。
图8 优化后制动软管形态
4 结论
本文基于CATIA 软件通过搭建制动管路动态的DMU 模型 进行运动仿真，使不能变形的三维数据的管路形态进行柔性变形，并搭载到底盘DMU 上，实现了联动运动，更好的模拟了整车极限工况下，制动软管展现的形态，可直观的看出制动软管与周边件的间隙变化规律，更好的判断制动软管的设计是否更合理。本方法也适合线束的动态仿真，同时可以校核制动软管与线束之间复杂运动的安全间隙的变化规律，对运动连接件的设计有更好的指导意义。
此方法在制动系统可靠性的前期预研阶段起到至关重要的作用，减少设计验证的反复性，节省零部件的验证周期，
也能最大化的节约成本。
参考文献
[1] GB 16897-2010《制动软管的结构、性能要求及试验方法》. [2] 曾洪江，黄聪.CA TIA V5机械设计从入门到精通.
（上接第142页）
目前已稳定控制在±0.7mm 以内（±1mm 以内满足该车DTS 标准），变形问题得到有效的控制，同时也充分验证了本套解决方案的有效性。
3 结束语
涂装电泳、烘干工序是造成前盖变形的主要过程，目前采取的一系列复合手段，确实有效的控制了前盖变形问题，但也存在一定的局限性：①外板厚度加厚增加了整车质量；②预变形内板造成了焊装发动机盖装调困难；而且从严格意义上来讲，这些措施仅是通过提升发动机盖强度来预防变形，并没有对问题的源头——涂装工艺控制优化来规避变形的发
生（比如优化炉温曲线、入水出水角度、速度等），因此后续针对电泳、烘干工序的实验分析、仿真模拟、参数优化会是下一阶段的重点研究方向。
参考文献
[1] 张鸿荣，雷金凡.轿车车身发动机盖变形分析及焊点优化[J].电焊
机.47（09）:85-89.
[2] 邹奉祥，周满红，蒋玲丽.引起发动机盖变形的涂装工艺改进[J].创
新科技.2013（10）:72-74.
[3] 虞敬文，李涛，李金洪.发动机盖变形研究[J].机械工程师.2009（12）:
118-120.
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