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浅析制动管束的设计要点及在装配中的优点
2020-11-02 20:05:56· 来源：汽车实用技术杂志社 作者：李秀峰
摘要：在重型载货汽车底盘中，气制动管路系统是其必不可少的组成部分，随着载货汽车产量的不断提高，为提高整车的装配速度，越来越多的企业开始把气制动系统中的
摘要：在重型载货汽车底盘中，气制动管路系统是其必不可少的组成部分，随着载货汽车产量的不断提高，为提高整车的装配速度，越来越多的企业开始把气制动系统中的尼龙管进行预组装，将其变成管束的形式进行装配，因此，如何进行管束设计成为各企业整车设计中必不可少的一个环节。文章通过自身对汽车制动管束的设计和装配的了解，就管束设计的要点及其在装配中的优点做以介绍。
1 管路系统的组成
整车的气制动管路系统，主要是由连接各种阀类用气元件的一系列钢管、橡胶管以及聚酰胺脂管（PA11或PA12）组成，而管束设计的重点，就是要将一系列不同规格的聚酰胺脂管，根据底盘布置的情况，尽可能的组到一起，形成易于装配的管束，如图1所示：
图1 制作完成的管束
2 影响管束设计的因素
在设计底盘管束时，需要依据载货汽车的具体配置情况而定，同一车型，配置不同，布置不同，管路的明细和管路的走向也就有差异，详细掌握这些影响因素，是管束设计的关键。具体影响因素包括：
（1）车辆类别：牵引车，自卸车或水泥搅拌车，车辆类型不同，配置的元件不同，管路明细不同；
（2）驱动形式：4×2、6×2、6×4与8×4，气室数量不一样，所需要的储气筒的容量和对应的控制元件也不一样，这直接影响管路的数量及种类；
（3）轴距：由于管路有一部分在底盘上是从前到后贯穿整个车架敷设的，因此，同一类别的相同配置车型，如果轴距不一样，连接部分元件的管路尺寸也不一样；
（4）后悬架系统的结构形式：受后悬架处布置空间的限制，不同的悬架，管路走向会有较大差异，如采用直推力杆悬架与采用V型推力杆悬架，板簧悬架与空气悬架等。
（5）储气筒的布置：储气筒在底盘上的布置样式至关重要，直接决定了底盘管束的集散程度，是影响管束设计的重要因素。
（6）此外，车桥的类型、APU的位置变化、发动机类型、变速箱类型等，都会影响到管束的变化。
3 管束设计的要点
管束设计的目的是为了降低装配难度，减少装配时间，如果直接将底盘上的气管简单的捆扎在一起，可能会使管束更加难以装配。在此，本文作者通过总结在管束设计与装配中的工作经验，提出以下五点：
（1）集中布置底盘管路。根据底盘用气元件的布置特点集中进行管路布置是管束设计的基础。图2是某一6×4车型的底盘管路布置情况，由图中可以看出，该车型大部分的用气元件均布置在车架的左侧，因此，管路布置要以左侧为主，而对于连接右侧元件的气管，为了增加管路的集成度，要根据情况从一个位置集中敷设到右侧。以图2为例，该车型的多通接头（8）安装在第一横梁处，该接头上的气管要分别连接车架两侧的用气元件，如图3所示，因此，其余需要从左侧连接到右侧的气管均从第一横梁处敷设。
1、连接驾驶室模块；2、储气筒模块；3、行车继动阀；4、驱动桥ABS电磁阀；5、驻车继动阀；6、后桥模块；7、中桥模块；8、多通接头；9、电磁阀组；10与11、前轴ABS电磁阀
图2底盘管路布置
图3多通接头管路连接示意图
（2）选用合适的管路分支接头。如图4所示，有些车型的管路布置在车架纵梁靠近中心的位置，安装时，管束要穿过车架横梁与纵梁交接处的过梁孔，受此过梁孔空间的限制，如果一些组合气管的分支尺寸偏长，就要选择合适的接头类型，以免由于气管分支难于穿过过梁孔而导致装配困难。如图5所示，该组合气管的b端尺寸如果比较长，采用T型接头会导致该分支在装配时穿过梁孔比较困难，则可以将T型接头换成h型接头，让b分支的方向与主管束的方向一致来解决此问题。
图4储气筒模块处管束布置截面
图5管束图
（3）为管束选择合适的管路。为了保证所设计的管束的装配工艺性，不能将所有的气管都组装进管束，因此，要根据以下两点进行选择：一要根据整车管路的布置情况，如管路在左纵梁集中布置，那就从左纵梁的气管里进行选择，剔除其中需要从左纵梁绕到右纵梁的单根气管，以及尺寸比较短的气管。如图6所示，电磁阀气管在左纵梁的部分较短，而从左纵梁到右纵梁的部分很长，还有电磁阀组到多通的气管，尺寸不长，如果将这些气管都捆扎到管束里，捆扎点太少，预留尺寸太长，既不容易在管束制作时组装定位，又不容易进行装配，因此，需要去掉此部分气管；二是要根据流水线的工艺布局进行选择。车间在装配管路时，不是所有的气管都在一个工位完成，而是在两个或三个工位进行装配，例如储气筒模块处管路，有一部分在储气筒分装时就可以装配，沿纵梁敷设的主管路，在底盘翻转前装配，而中后桥处管路，需要在底盘翻转后再装配，因此，在选择管路时，具体的装配情况也是必须要考虑的一个因素。
图6管束图
（4）合理的设计管束中预留的气管分支位置。如表1所示，不同规格的气管有不同的最小弯曲半径，一旦小于这个值，气管就会打折，导致制动系统故障。因此，在设计管束中气管的预留分支位置时，一定要让该位置距离气管的弯曲点大于表1中的数值，当然，此值不能选的过大，否则分支过长，不利于装配，同时，因为管束在装配中会存在一定的前后偏差，所以也不能刚好与最小弯曲半径相同，一般建议该数值比该管路的最小弯曲半径大50mm-100mm。
表1气管最小弯曲半径
（5）根据布置情况合理的设计管束中各部分的尺寸。图7为某一车型的管束图，在确定各部分的尺寸时，要根据管束的定位点及管路走向情况进行计算，一般来讲，如果管束布置中存在弯曲布置情况，可以适当放宽管束该部分的尺寸，如图7中管束白色标记左侧的部分，该部分是连接驾驶室的气管，这部分气管由于要考虑驾驶室跳动及驾驶室翻转后的余量，预留有较大的余量，因此，此部分稍微偏长一些也不会有影响；如果管束布置是比较平直的，则要严格控制管束该部分的尺寸，装配偏差则通过该部分管束的管路分支尺寸来弥补，这样能既能保证管束在装配后比较美观，又不会避免因尺寸偏短儿连接不上的问题。
除了以上五点外，在设计管束时，根据管束周边其它零部件的布置情况，为防止管路被磨损，也可以在管束上安装一些防护的措施，如图7中的管束上就有一部分包裹有尼龙护套，护套的长度和位置由具体车型的管路布置情况确定。
图7管束图
4 管束装配的优点
与单根零散气管的装配方式相比，使用管束装配具有以下三个优点：
（1）能够显著减少管路在流水线上装配的工作量，提高相应工位管路的装配速度。管束相当于将部分管路的捆扎工作移到了厂外，由管路的供应商在管路的制作环节完成。按照管路的捆扎标准，即至少每隔200mm捆扎一道紧固带，一般主管束的尺寸在7000mm—10000mm，以最短尺寸计算，至少少捆扎35根紧固带，再加上管束上提前包裹的防护套，长度约2500mm—3000mm，则至少可以减少操作时间1.5分钟；
（2）降低了管路装配这一工作内容对装配人员自身技能的要求。整车的管路系统比较复杂，采用管束的方式进行装配，大部分气管在管束中被按照阀类的布置情况预先组装好了，装配时，只需要把管束上的定位标记对准车架上的定位点，其余的只要沿着车架敷设，相应的气管接头就会预留到对应的用气元件附近，起到了一定的防错作用，因此，很大程度上降低了对装配人员自身技能的依赖性；
（3）减少了不同人之间由于操作技能等因素对装配状态的影响，提高了装配的一致性，保证了装配质量的稳定性。
5 结束语
随着大量的先进技术在载货汽车上的广泛应用，如ABS（制动防抱死系统）、ASR（驱动防滑控制）、ECAS（电控空气悬架系统）、EBS（电子控制制动系统）等，整车的气制动管路系统越来越复杂，如何合理的将更多的零散气管组装到管束里变成了管束设计人员所面临的又一难题，在这个方面还需要我们继续在实践中不断的进行摸索和总结。
作者信息：
姓名：李秀峰
单位：北京福田戴姆勒汽车有限公司技术中心底盘所
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