发动机舱布置设计规范.docx
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发动机舱布置设计规范
发动机舱布置设计规范
前言
本规范由汽车工程研究院标准所管理。
本规范由汽车工程研究院车身技术研究所负责起草。
本规范主要起草人：
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校核：
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本规范的版本记录和版本号变动与修订记录
版本号
制定/修订者
制定/修订日期
批准
日期
发动机舱布置设计规范
1范围
本规范规定了****汽车股份有限公司前横置前驱汽油机机舱的主要布局型式、可选布置方式、主要尺寸排列及基本间距要求。
本规范适用于****汽车股份有限公司开发的M1类车。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB11551-2003乘用车正面碰撞的乘员保护
GB11562-1994汽车驾驶员前方视野要求及测量方法
GB15085-1994汽车风窗玻璃刮水器、洗涤器的性能要求及试验方法
GB17354-1998汽车前、后端保护装置
GB/T20913-2007乘用车正面偏置碰撞的乘员保护
GB/T24550-2009汽车对行人的碰撞保护
GB4785-2007汽车及挂车外部照明和光信号装置的安装规定
GB7063-1994汽车护轮板
SJ-BZ-30-2007轿车最小离地间隙规范
SJ-DP-5-2009轮胎包络间隙检查规范
3术语
3.1装配性：
指总装可行性，考虑总装线专用工具如风扳机、扭力扳手、发动机快速吊装设备或机器人快速举升设备、液体加注设备等的装配接近性和可操作性。
3.2维修性：
指利用常规维修工具维修或拆装被维修件时，除了与被维修件处于同一直接装配连接链的相关零部件外避免拆装其它零部件的能力，比如：
更换离合器泵，拆装离合器油管和离合器踏板与离合器泵的连接是正常的，但拆装制动总泵则属于维修性不好。
4要求
4.1前横置前驱发动机舱主要系统构成
4.1.1内燃机为主动力的机舱系统构成
表1机舱主要部件构成表
动力总成
发动机+ISG电机+变速器（MT/AT/AMT/DCT/CVT）+发动机悬置系统
进气系统
空滤器+谐振器+空滤器进/出气管+增压器（机械/涡轮）+中冷器+中冷器进/出气管
排气系统
消声器
冷却系统
散热器及风扇+散热器进/出水管+储水瓶+补水管路+暖通进/出水管
混合动力冷却水泵+混合动力冷却水管
燃料供给系统
燃油管+碳罐+碳罐控制阀+燃油吸附/脱附管
燃气减压器+燃气高/低压管
空调系统
冷凝器及风扇+压缩机（集成在发动机上）+干燥瓶+空调管路
电子压缩机+压缩机控制器
转向系统
转向器+转向助力泵（HPS/EHPS）+转向助力液壶+转向横拉杆+转向管路
制动系统
制动总泵（或带真空助力器）+制动液壶+控制及液压模块（ABS/TCS/ESP）/六通/比例阀+制动管路
电子真空泵+真空储罐+真空传感器
前悬架系统
副车架+前悬摆臂+前稳定杆+前减震器+前车轮
传动系统
驱动轴，换档钢索，油门拉索，离合器拉索/离合器泵+离合器液压管
电器部件
蓄电池+主继电器盒+雨刮器+清洗器+前大灯+前雾灯+侧转向灯+喇叭+防盗喇叭
控制系统
电喷ECU+TCU（AT/AMT/DCT/CVT等）
线束
机舱主线束+发动机线束+蓄电池搭铁
混合动力线束
车身系统
机舱边梁及前鼓包+前上构件+大灯支架+散热器托架+前壁板+前碰横梁+压力室板+前罩总成+前罩锁及拉索+前罩铰链+前稳定杆及支撑件
装饰件及附件
前保险杠+发动机装饰罩+蓄电池装饰罩+前罩装饰件+发动机保护罩+前罩撑杆
4.2基本布置原则
4.2.1动力总成布置应最大限度地与选定底盘平台结构相匹配，避免底盘平台硬点布局发生颠覆性修改或对底盘性能有较大影响的修改；
4.2.2以满足各系统性能为优先确定主要功能部件的基本定位位置；
4.2.3最大限度实现电液分区布置；
4.2.4布局美观；
4.2.4.1大型部件排列应按棋盘型（方形）排列；
4.2.4.2管线空间应尽可能使管线布置隐蔽；外露管线的布置应尽可能避免斜向排列；多排管线布局时应确保管线间间距均匀。
4.2.5尽可能保证左右轮荷的平衡。
4.2.6机舱布置必须满足总装工艺对各零部件的装配性、液体加注和下线调整及检测的操作方便性要求。
4.2.7机舱布置必须满足基础保养和常规维修项目的维修性要求，并尽可能满足对重要部件的维修性要求。
4.3基本备选布局方案
4.3.1内燃机动力系统基本布局方案
4.3.1.1左驾驶
图1左驾驶机舱基本布局形式
4.3.1.2右驾驶
图2左驾驶机舱基本布局形式
4.3.2主要布局备选方案
4.3.2.1左侧布局（见图3）
（1）
（2）
（3）
图3左驾驶机舱布局备选布置方案（左侧布局形式）
4.3.2.2右侧布局（见图4）
（1）
（2）
图4左驾驶机舱布局备选布置方案（右侧布局形式）
布局形式可以根据机舱内实际空间状况按照4.2的原则进行调整。
4.4机舱各系统布局方案及布置要求
4.4.1发动机+变速器
4.4.1.1输出轴中心位置：
变速器输出轴应位于前轮轴线前上1/4区域内（正侧视图），见图5
图5变速器输出轴轴心布置区域
4.4.1.2驱动轴夹角：
横置发动机内侧初始万向节夹角：
一人载荷应≤4°，空载时≤7°。
极限工况下，
最大万向节夹角≤万向节产品许用极限夹角-3°
通常选用的万向节产品许用夹角：
外侧46°，内侧23°。
4.4.1.3发动机周边基本间距：
表2发动机周边间距
间距
推荐值
最小值
备注
发动机周边基本间距（轮系侧）
≥25mm
20mm
发动机周边基本间距（变速器侧）
≥25mm
20mm
发动机周边基本间距（前/后）
≥35mm
25mm
散热器风扇电机与前置排气歧管间距除外
除车体外的机舱内硬部件与前罩外板的基本间距
≥70mm
考虑行人保护时
≥40mm
不考虑行人保护时
发动机与下部构件基本间距
≥25mm
≥20mm
最小值对发动机正下方构件不适用
表2中的间距要求为基本间距要求，除特别注明外，按表2执行。
下部发动机最低点离地间距应满足SJ-BZ-30-2007的要求。
由于发动机振幅受多方面因素（主要行驶冲击力方向和发动机悬置约束情况）影响，当难以确定发动机合理的周边最小间距目标值时，应根据具体的情况分析计算出发动机运动包络（发动机运动包络按4.4.1.4规定的六个极限工况计算获得），再表3确定间距目标值。
表3发动机运动包络间距
间距
最小值
备注
发动机运动包络与周边零部件间距
10mm
除轮系包络外
15mm
轮系包络
4.4.1.4发动机运动负荷：
发动机运动负荷一般分六个极限工况考虑：
表4发动机运动负荷
极限工况
推荐计算负荷
允许计算负荷
备注
急加速
1G
1G
紧急制动
1G
1G
左/右急转向
2.5G
1G
急速压缩
6G
3G
考虑发动机重力的条件下
急速回弹
6G
5G
考虑发动机重力的条件下
图6发动机运动包络示意图
4.4.1.5发动机悬置布置：
左右悬置中心连线与发动机扭矩轴夹角应尽可能小，推荐≤5°。
图7发动机悬置
4.4.2纵向构成件
4.4.2.1前碰空间要求（见图8、图9）
图8机舱X向前碰空间要求
图9副车架离地高度要求
4.4.2.2散热器模块与前碰横梁最小间距≥40mm，平均间距≥40mm。
4.4.2.3前碰横梁与前保险杠间距：
表5前碰横梁与前保险杠间距
间距
条件
Y0面内
前碰横梁两侧
备注
前碰横梁与前保险杠间距
考虑行人保护
≥70mm
≥60mm
整个前碰横梁与前保险杠的纵向间距应尽可能一致
不考虑行人保护
≥30mm
≥15mm
后向视图内前保险杠上下进气格栅之间的区域应与前碰横梁位置重叠，以避免对有效进风面积的影响，同时有利于减小前悬。
4.4.2.4前排气发动机与冷却模块的间距：
表6前排气发动机与冷却模块基本热间距
发动机排量
热间距
排量≤1.0L
≥35mm
1.0L＜排量≤1.5L
≥40mm
1.5L＜排量≤1.8L
≥50mm
1.8L＜排量≤2.2L
≥60mm
排量＞2.2L
≥70mm
如散热器风扇电机和/或排气歧管有而外增强隔热装置，则两则间距可以减小，但须满足表2中规定的基本间距要求。
4.4.2.5发动机与转向器间距≥25mm，与副车架≥20mm。
4.4.2.6变速器换档包络与周边固定部件的间距≥25mm，与离合器拉索的间距≥15mm。
4.4.2.7前横置发动机与前壁板前隔热垫间距除满足基本间距（见表2）外，应考虑管线路（空调管、燃油管、制动管、发动机舱主线束等）、电喷ECU、碳罐等与发动机的间距也不应＜35mm。
如果为前横置后排气，应一步增大排气歧管与前壁板前隔热垫间距（＞50mm）。
4.4.2.8即便常规安全间距足够，制动模块也不能布置在前横置发动机轮系的正后方，以免正碰时导致制动模块被挤压侵入乘员舱。
4.4.2.9右舵车制动总泵应与发动机轮系在Y向和Z向上错开布置
4.4.2.10前置增压发动机中冷器可以布置在散热器模块的前方或下方，中冷器不应被前碰横梁遮挡，且不可超前于前碰横梁或其与前保险杠的间距不应小于前碰横梁与前保险杠的间距（低速碰撞不应损伤中冷器）。
中冷器布置在散热模块下方时不应成为接近角的边界。
4.4.3发动机托架、发动机悬置
4.4.3.1平台匹配
选择的平台应与选择的发动机+发动机托架+发动机悬置布点形式匹配。
4.4.3.2左右悬置中心连线与发动机扭矩轴夹角应尽可能小，推荐≤5°。
4.4.3.3前横置发动机后悬置与副车架、转向器、消声器管的匹配：
后悬置支架及软垫随发动机运动部分与转向器间距≥20mm，消声器管与副车架的间距≥30mm，消声器管与后悬置间距≥60mm，如不满足，则需增加隔热垫。
4.4.4悬架、转向、轮胎包络、鼓包、驱动轴、传动轴
4.4.4.1基于参照车平台的底盘硬点调整：
如调整轮距，应看作将参照车底盘沿纵向中心面剖切后沿Y向对称位移而成，如调整轴距应看作从参照车前后轴间中心面分割后沿X向位移而成。
最小转向直径在做上述调整后需重新计算。
4.4.4.2底盘系统运动包络：
根据经操纵稳定性匹配确定的悬架参数和硬点以运动机构模拟制作悬架（横向三角摆臂、纵向摆臂、悬架多连杆机构、横向稳定杆）、转向（转向器、横拉杆）、轮胎、驱动轴的运动包络，要求构件运动时没有冲突，稳定杆包络与副车架间距应≥10mm，驱动轴包络与副车架及前悬摆臂间距应≥20mm，驱动轴包络与发动机间距≥15mm。
4.4.4.3轮胎包络周边间隙
按SJ-DP-5-2009规范制作轮胎包络，轮胎包络与轮鼓包不得干涉。
如果无法满足，应对目标销售地域类似的同级同类车型进行对标分析，以对标结果确定可接受的冲突量。
驱动轮包络必须考虑防滑链。
4.4.4.4最小转弯直径≯11m，通常≤10.8m。
4.4.5规则外形零部件布置：
蓄电池、制动模块、主配电盒、空滤器、电喷ECU、雨刮电机、碳罐、EHPS模块
4.4.5.1制动总泵和离合器泵的布置应与踏板系统协调。
4.4.5.2空滤器布置位置（见图10）
图10空滤器推荐布置位置
4.4.5.3空滤器NVH设计要求：
空滤器内容积推荐≥发动机排量*5。
空滤器进出管按外直径70mm计算（内直径50-60mm），波纹管段按外直径90mm计算。
空滤器进气管进气口推荐布置位置：
散热器上支架上方、前轮护轮板与前轮鼓包之间。
为防止涉水时进气系统进水，空滤器进气管离地高度应≥500mm。
4.4.5.4蓄电池布置位置（见图11）
蓄电池推荐布置位置。
如果蓄电池、空滤器和制动总泵布置于左侧，则蓄电池与空滤器纵向间距≥15mm，蓄电池与制动总泵间距≥15mm。
图11蓄电池推荐布置位置
不应将蓄电池与主配电盒纵向重叠布置。
4.4.5.5制动模块布置位置（见图12）
制动模块常见布置位置见下图，其中实线为推荐位置。
虚线位置必须注意不得布置于轮系的正后方。
图12制动模块推荐布置位置
为改善前碰性能，制动模块的布置应避免与距离较近的硬物如变速器、空滤器、蓄电池等纵向重叠布置。
对于ESP模块，要求其顶面低于制动油壶底面，ESP与制动总泵间的制动管长不得超过2m，应尽可能≤1m，超过1m时需采用变截面管，主要管径φ8mm（根据具体产品而定）。
制动模块与变速器选换档机构的运动空间的间距≥50mm。
4.4.5.6主配电盒布置位置（见图13）
主配电盒常见布置位置见下图，其中实线为推荐位置。
一般盒高≮100mm，由于保险和继电器的外形规则，主配电器应尽可能外形规则，比如俯视矩形，但是必要时可以异形。
图13主配电盒推荐布置位置
4.4.5.7电喷ECU布置位置（见图14）
电喷ECU常见布置位置见下图，其中实线为推荐布置位置。
如果采用顶置空滤器，可以考虑将ECU布置在空滤器内。
图14电喷ECU推荐布置位置
4.4.5.8雨刮电机布置位置：
雨刮电机通常布置于压力室中，但根据布局也可使电机布置在压力室外。
图15雨刮电机推荐布置位置
雨刮的布置位置应可能低，使得雨刮臂盖尽可能藏于前罩板以下，以便雨刮臂及雨刮片对驾驶员前视野、雨刮风噪和外流场的影响尽可能低。
4.4.5.9碳罐布置位置（见图16）：
除了布置于燃油箱附近外，可在下图位置寻找布置点。
碳罐上的吸附管口（进气管口）位置应尽可能高，在任何行驶条件下都必须至少高于油箱最高液面20mm，以防止燃油进入碳罐影响电喷系统的排放控制。
碳罐的气压平衡口位置应避免高温和多灰尘的区域布置。
碳罐布置在前大灯附近时应将碳罐气压平衡口位置远离前大灯，以避免前大灯起雾。
碳罐气压平衡口位置应布置在易于接近操作的地方，以便于排放认证测试。
图16碳罐推荐布置位置
4.4.5.10EHPS模块布置位置（见图17）：
图15EHPS模块推荐布置位置
4.4.5.11消声器：
消声器周边布置间距见表7
表7消声器周边间距
间距
推荐值
备注
与发动机油底壳的间距
≥35mm
与右驱动轴杆包络的间距
≥25mm
与右驱动轴球笼热间距
≥50mm
与右驱动轴中间支撑热间距
≥50mm
两段式右驱动轴
与副车架间距
≥25mm
4.4.6外形可异形化的零部件：
储水瓶、洗涤液壶、HPS油壶、制动液壶、进气谐振器
4.4.6.1储水瓶布置
储水瓶常见布置位置见图16。
虚线仅在右置空滤器时采用。
图16储水瓶推荐布置位置
储水瓶容积应≥2L，如果散热器带有冷却液加注口，则储水瓶加注口可以低于发动机冷却系统顶点，否则储水瓶最低液面必须高于冷却系统其它任何位置的水道液面高度，即高于散热器水室、发动机缸盖水室、HVAC水室等。
4.4.6.2HPS油壶布置
HPS油壶常见布置位置见图17。
其中虚线及点划线者为HPS油壶与油泵集成时的状况。
图17HPS油壶推荐布置位置
HPS油壶容积应≥1L。
4.4.6.3制动液壶布置（见图18）
制动液壶应≥1L。
制动总泵布置在压力室板下，制动液壶可异形与制动总泵集成，也可与制动总泵分离布置以保证制动液的加注。
图18制动液壶推荐布置位置
4.4.6.4洗涤液壶布置
洗涤液壶常见布置位置见图19，隐藏于车体下方或翼子板内。
洗涤液壶容积见表8
图19洗涤液壶推荐布置位置
表8清洗器容积
配置
容积要求
备注
仅前挡风玻璃的清洗
≥3L
GB15085-1994规定≥1L，但通常按用户使用需求计算不低于3L。
前后挡风玻璃的清洗
≥3L
前后挡风玻璃+前大灯的清洗
≥5L
4.4.6.5进气谐振器布置
进气谐振器布置于空滤器附近，可以采用独立悬于进气管上、独立悬挂于车身上（如悬挂于纵梁外侧或与进气管集成布置于前上构件上）或与空滤器箱体集成。
4.4.7其它零部件：
前大灯、前雾灯
4.4.7.1前大灯侧面基本间距应≥10mm。
大灯后端基本间距应≥30mm。
4.4.7.2前大灯后方应有保证灯泡能在不拆下大灯总成的情况下更换的操作空间。
如果这一空间要求无法满足，则应将前大灯后方的部分部件设计成整体或局部易拆卸，且拆卸后能使戴手套的手顺利进入并完成灯泡的更换操作。
推荐前大灯后方间距≥70mm
4.4.7.3为保证满足GB/T24550-2009（行人保护）和GB17354-1998（低速碰撞）法规的要求，可将前大灯布置成内陷型式或使前大灯固定结构设计成在遭到撞击时易于使前大灯后退。
4.4.7.4前雾灯布置应尽可能避免进入GB17354-1998规定的车角碰撞试验区。
除与其安装结构外，其周边间距应≥20mm，其后方不能有在低速碰撞时难于退让的结构件。
4.5主要装配性和维修性要求
4.5.1装配性要求：
4.5.1.1机舱内所有部件能至少有一种装配顺序全部安装到位，部件的装配能满足生产线常用工具（包括风扳机、扭力扳手、机械手）的操作要求。
各种液体的加注应能满足工厂现有加注设备的特殊空间要求。
4.5.1.2发动机举升通道间距应≥20mm。
如果不能满足，应进行总装工艺评价以确定可行性。
4.5.2维修性：
对于日常保养和维修的项目，机舱布置必须解决维修性问题。
下列项目为日常保养和维修的项目：
A.制动液壶开闭盖及制动液加注。
B.HPS油壶/EHPS油壶开闭盖及制动液加注。
C.洗涤液壶开闭盖及洗涤液加注。
D.主配电盒开闭盖及保险/继电器拆装。
E.机油滤清器更换：
工具可操作转动角度≥40°，最好＞65°，工具指滤清器专用套筒、通用带式扳手。
F.机油更换：
放油螺塞拆装空间，机油加注口盖及螺塞的拆装空间，机油加注口的可伸及操作性（加注管进入加注口的通道保证）。
G.发动机皮带更换：
轮系与纵梁间距≥20mm，必须考虑自动张紧轮松弛操作空间，手动调节张紧轮的调节螺栓操作空间。
H.空滤器开闭盖及滤芯更换。
I.空调管拆装：
不拆除空调系统部件以外的其它部件条件下能拆装，且不拆冷凝器的调节下也能拆装。
J.空调冷媒加注：
须保证手持冷媒加注头接近空调管加注接头的通道和操作空间。
K.灯：
前大灯应能在不拆卸总成的条件下更换灯泡；后组合灯应能在不拆总成的条件下更换灯泡或后组合灯能以简单的方式快速拆装。
L.蓄电池拆装和电解液加注：
除蓄电池固定支架、夹板和装饰板外，蓄电池拆装时不得拆其它部件。
对于需要维护的蓄电池，电解液加注点应易于接近且加注点附近不得布置未经遮蔽的重要部件，比如ECU。
应考虑针对蓄电池漏夜腐蚀的清洗对周边重要部件的影响。
M.冷却液更换：
保证散热器放水螺栓的拆装空间。
N.火花塞更换：
火花塞套筒的进入空间和旋转操作空间。
O.火花线圈及分电器拆装、缸线拆装。
P.油门拉索拆装及调节。
Q.离合器拉索拆装及调节。
R.ECU拆装
S.喷油器拆装。
部分重要部件（依照维修频率统计确定）的维修拆装应尽可能保证拆装方便性，如。
压缩机及支架、制动模块、HPS油泵及支架、电动机及支架、起动机、张紧轮、制动总泵等。
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