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[摘 要]随着汽车工业的飞速发展，汽车上应用的各项技术也日趋成熟，汽车产品的品质也不断提升，新产品层出不穷；与此同时，互联网行业的快速发展，为广大客户购车提供了更多参照对比的渠道，客户对产品的要求也不断提高。
[关键词]汽车发动机舱；布置影响因素；布置设计
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0098-01
1.前言
发动机舱作为整车集成度较高的汽车组成部分，汇集了整车各专业设计因素，集材料、性能、安全、装配、维修、成本及美观等诸方面于一体，发动机舱的布置与设计能够充分展示整车的设计水平。
2.机舱布置及设计影响因素
乘用车发动机舱布置设计，首先要在满足保安防灾的前提下，实现空间布置可行性及功能目标达成可行性。机舱中总成零件需要满足基本的动、静态间隙要求及整车装配空间要求，同时还需满足车辆碰撞安全性能及机舱温流场性能要求。
其次，发动机舱布置设计除需满足空间布置及性能要求外，还需建立机舱精致化、品质化的设计理念，在零件设计阶段进行精致化设计，往往能够减少成本投入，用尽量低的成本代价达成较高的整车品质目标，从而避免在实车集成装配后发现精致度低，品质感差等问题。
3.发动机舱布置
3.1 发动机的布置
发动机舱（图1）的布置是围绕发动机和变速器动力总成的布置来考虑的，只有发动机得到了合理的布置，其他零部件的布置才能开始，否则只会舍本求末。
图1某轿车发动机舱截面（Y=0）发动机的上、下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。轿车前部因没有前桥，其发动机油底壳至路面的距离，应保证满载状态下最小离地间隙的要求。在发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。为了保证空气的畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无护风罩时间隙可减小到30mm。由于空气滤清器位于发动机进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此将空气滤清器做成扁平状。发动机罩与发动机零件之间的间隙（δ2）不得小于25mm，以防止关闭发动机罩时发动机舱内的零部件受到损伤。而在NCAP等安全条约应用后，该间隙增加到60～100mm。发动机的前、后位置则取决于汽车轴荷分配和发动机舱的长度。发动机前后位置影响轿车前排座位的乘坐舒适性、传动轴长度和夹角。为减小传动轴夹角，发动机前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成l°～4°夹角，轿车多在3°～4°之间，见图1中的α角。发动机前置后轮驱动的轿车，发动机动力总成和前端冷却模块、前围板以及两前纵梁之间的距离（δ1和δ3）不小于30～35mm。发动机的前、后位置应与上、下位置一起进行考虑，前后位置确定以后，就可以确定汽车前围板和冷却模块的位置。
4.其他附件系统布置
4.1 进气系统
根据发动机台架试验情况，要结合机舱内空间，设计空气滤清器及谐振器。进气口应布置在有利于进风，并能有效避免沙尘和雨水等进入的位置。同时为减小进气阻力，应合理设计进气管折弯程度。
4.2 排气系统
首先根据发动机排气噪声水平，选择排气消声器型式，根据空间合理布置排气消声器位置（发动机舱以外，优化排气管路走向时可调整）。根据机舱空间合理选择排气管折弯半径，以充分减少背压。排气管、催化器及消声器等连接位置应充分考虑维修空间。排气系统部件为主要热源，机舱布置时应注意考虑隔热处理方式。其他零部件布置时应考虑尽量远离排气系统部件，特别是油管（含燃油管及动力转向油管等）及电器元件（如线束，ECU，TCU，ABS等）。
4.3 冷却系统
根据发动机的参数，估算和选取水箱型式及尺寸，再根据水箱的尺寸选择其在机舱内位置。水箱布置要保证进风量及进风面积（与进气隔栅合理布置）。水管折弯半径应尽量大，利于冷却液循环，副水壶的布置位于该系统的最高处。冷却管路之间的空间关系应保证在加注冷却液过程中，能排净全部系统内的空气，不存在滞留空气的死角。
4.4 管路设计的整体要求
对于水管、油管、空调管、进排气管及换挡离合油门拉线等容易发生折弯的零件，在空间允许的情况下弯曲半径尽可能的大，便于气液体流动和提高拉线效率。对于连接相对运动部分的零部件，要充分考虑运动量，预留安全距离，如制动软管、ABS线束及驻车制动拉线等。
5.线束布置
线束的布置在整车保安防灾性能中起关键作用，同时发动机舱内热源较多，因此发动机舱内线束的走向和固定方式尤为重要。线束布置设计应参照以下几方面的内容。
5.1 外观
（1）机舱内在其他部件上设置醒目的吸引点，让线束不显眼，线束尽量不从吸引点的上面通过，从而可以保证机舱布局规整；
（2）排列方式：按棋盘方式（纵、横、高方向尽量对齐）排列，避免斜线布置，这样更显整齐；
（3）同色标准：插接件、配线及防护具等色调一致；
（4）线束应尽量在发动机舱的前后面和左右侧布置，如前部横梁、轮包上方及前围板等位置，可防止与周围零部件干涉，起到使线束不显眼的作用；
（5）尽量成束布置，在不能成束布置时，线束间的间隙应均等；
（6）不使用固定的线束扎带，根据需要使用成型的线卡，使整体布局显得规整。
5.2 防止与周围零部件干涉
（1）确保线束布置处，相对运动和相对无运动的零部件之间的间隙；
（2）与其他零部件无法保留间隙时，应增加护套进行保护；
（3）在气温下降时，线束有硬化和弯曲的特点，可用手拽动线束，确认装配差异。
6.结束语
在汽车设计中对发动机舱布置设计方法，可快速有效地指导汽车发动机舱布置设计，使整车设计水平在最短时间内得到较大提升，使发动机舱的布置更加美观和整洁。
参考文献
[1] 贾粮棉，任杰，王瑞玲.轿车发动机舱内各部件主要间隙确定.现代机械，2017（04）：33.
[2] 尹鵬和，胡宁，等.基于CATIA/CAA的发动机动态包络简化方法研究.汽车工程，2016（6）：18.
[关键词]汽车发动机舱；布置影响因素；布置设计
中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）23-0098-01
1.前言
发动机舱作为整车集成度较高的汽车组成部分，汇集了整车各专业设计因素，集材料、性能、安全、装配、维修、成本及美观等诸方面于一体，发动机舱的布置与设计能够充分展示整车的设计水平。
2.机舱布置及设计影响因素
乘用车发动机舱布置设计，首先要在满足保安防灾的前提下，实现空间布置可行性及功能目标达成可行性。机舱中总成零件需要满足基本的动、静态间隙要求及整车装配空间要求，同时还需满足车辆碰撞安全性能及机舱温流场性能要求。
其次，发动机舱布置设计除需满足空间布置及性能要求外，还需建立机舱精致化、品质化的设计理念，在零件设计阶段进行精致化设计，往往能够减少成本投入，用尽量低的成本代价达成较高的整车品质目标，从而避免在实车集成装配后发现精致度低，品质感差等问题。
3.发动机舱布置
3.1 发动机的布置
发动机舱（图1）的布置是围绕发动机和变速器动力总成的布置来考虑的，只有发动机得到了合理的布置，其他零部件的布置才能开始，否则只会舍本求末。
图1某轿车发动机舱截面（Y=0）发动机的上、下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。轿车前部因没有前桥，其发动机油底壳至路面的距离，应保证满载状态下最小离地间隙的要求。在发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。为了保证空气的畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无护风罩时间隙可减小到30mm。由于空气滤清器位于发动机进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此将空气滤清器做成扁平状。发动机罩与发动机零件之间的间隙（δ2）不得小于25mm，以防止关闭发动机罩时发动机舱内的零部件受到损伤。而在NCAP等安全条约应用后，该间隙增加到60～100mm。发动机的前、后位置则取决于汽车轴荷分配和发动机舱的长度。发动机前后位置影响轿车前排座位的乘坐舒适性、传动轴长度和夹角。为减小传动轴夹角，发动机前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成l°～4°夹角，轿车多在3°～4°之间，见图1中的α角。发动机前置后轮驱动的轿车，发动机动力总成和前端冷却模块、前围板以及两前纵梁之间的距离（δ1和δ3）不小于30～35mm。发动机的前、后位置应与上、下位置一起进行考虑，前后位置确定以后，就可以确定汽车前围板和冷却模块的位置。
4.其他附件系统布置
4.1 进气系统
根据发动机台架试验情况，要结合机舱内空间，设计空气滤清器及谐振器。进气口应布置在有利于进风，并能有效避免沙尘和雨水等进入的位置。同时为减小进气阻力，应合理设计进气管折弯程度。
4.2 排气系统
首先根据发动机排气噪声水平，选择排气消声器型式，根据空间合理布置排气消声器位置（发动机舱以外，优化排气管路走向时可调整）。根据机舱空间合理选择排气管折弯半径，以充分减少背压。排气管、催化器及消声器等连接位置应充分考虑维修空间。排气系统部件为主要热源，机舱布置时应注意考虑隔热处理方式。其他零部件布置时应考虑尽量远离排气系统部件，特别是油管（含燃油管及动力转向油管等）及电器元件（如线束，ECU，TCU，ABS等）。
4.3 冷却系统
根据发动机的参数，估算和选取水箱型式及尺寸，再根据水箱的尺寸选择其在机舱内位置。水箱布置要保证进风量及进风面积（与进气隔栅合理布置）。水管折弯半径应尽量大，利于冷却液循环，副水壶的布置位于该系统的最高处。冷却管路之间的空间关系应保证在加注冷却液过程中，能排净全部系统内的空气，不存在滞留空气的死角。
4.4 管路设计的整体要求
对于水管、油管、空调管、进排气管及换挡离合油门拉线等容易发生折弯的零件，在空间允许的情况下弯曲半径尽可能的大，便于气液体流动和提高拉线效率。对于连接相对运动部分的零部件，要充分考虑运动量，预留安全距离，如制动软管、ABS线束及驻车制动拉线等。
5.线束布置
线束的布置在整车保安防灾性能中起关键作用，同时发动机舱内热源较多，因此发动机舱内线束的走向和固定方式尤为重要。线束布置设计应参照以下几方面的内容。
5.1 外观
（1）机舱内在其他部件上设置醒目的吸引点，让线束不显眼，线束尽量不从吸引点的上面通过，从而可以保证机舱布局规整；
（2）排列方式：按棋盘方式（纵、横、高方向尽量对齐）排列，避免斜线布置，这样更显整齐；
（3）同色标准：插接件、配线及防护具等色调一致；
（4）线束应尽量在发动机舱的前后面和左右侧布置，如前部横梁、轮包上方及前围板等位置，可防止与周围零部件干涉，起到使线束不显眼的作用；
（5）尽量成束布置，在不能成束布置时，线束间的间隙应均等；
（6）不使用固定的线束扎带，根据需要使用成型的线卡，使整体布局显得规整。
5.2 防止与周围零部件干涉
（1）确保线束布置处，相对运动和相对无运动的零部件之间的间隙；
（2）与其他零部件无法保留间隙时，应增加护套进行保护；
（3）在气温下降时，线束有硬化和弯曲的特点，可用手拽动线束，确认装配差异。
6.结束语
在汽车设计中对发动机舱布置设计方法，可快速有效地指导汽车发动机舱布置设计，使整车设计水平在最短时间内得到较大提升，使发动机舱的布置更加美观和整洁。
参考文献
[1] 贾粮棉，任杰，王瑞玲.轿车发动机舱内各部件主要间隙确定.现代机械，2017（04）：33.
[2] 尹鵬和，胡宁，等.基于CATIA/CAA的发动机动态包络简化方法研究.汽车工程，2016（6）：18.