對某研發車型膨脹罐支架的優化設計

徐開碩，張利君

北京汽車研究總院有限公司 北京 101300

汽車市場日新月異，一款車型在上市一段時間后就會迎來改款升級，對于熱銷車型大多采用小改款方式進行，通常是提升一些配置及車身外觀做一些變化，保持該車型對消費者的吸引力。本款車型在前機艙內重新布局，膨脹罐設計變更，膨脹罐支架同時改變設計，安裝位置更改。當改制進入裝配環節時，發現膨脹罐支架與空調管干涉。

干涉原因分析

膨脹罐支架與空調管干涉（見圖1），出現裝配困難，如果勉強裝配，則必然導致該車型在后續試驗過程中出現問題，引起異響或不必要的磨損，給試驗工作增加額外負擔，從而影響整體項目進度。

圖1 膨脹罐支架與空調管干涉

參照該車改制前設計，膨脹罐采用兩點固定，即膨脹罐上支架和膨脹罐下支架。膨脹罐上支架焊接在減振器座加強板上，下支架焊接在輪罩擋泥板上，上支架起到掛的作用，下支架起到托的作用。空調管從空氣室板出來，在膨脹罐上支架下方穿過，X向位置在膨脹罐與減振器座加強板之間并保持一定空間距離，沿著膨脹罐位置90°拐彎貼著翼子板邊梁通向車頭位置，在翼子板邊梁上有一植焊螺栓，上設固定卡扣，把空調管牢牢固定在翼子板邊梁上，空調管與膨脹罐Y向有足夠空間距離，不會產生干涉現象。

改制后的車型因為發動機右懸置上方增加電子真空泵，電子真空泵位置與膨脹罐下支架存在部分干涉，所以需更改膨脹罐本體及膨脹罐支架。更改方案是對膨脹罐重新設計造型，膨脹罐上支架更改造型后位置下移；取消下支架，增設右側支架。該支架焊接在翼子板邊梁上，正是此處新增的膨脹罐右側支架與該處空調管發生干涉現象。

查看三維數模發現，在數據上新增設的膨脹罐右側支架與原空調管存在干涉（空調管為原車狀態未更改），說明問題不是在生產制造的過程中發生，而是在設計階段就產生了問題，導致后續工作中出現零件與零件之間本不應該發生的干涉現象。出現此問題的主要原因是各設計部門之間信息不對稱，跨部門溝通不順暢所致。具體情況是膨脹罐主管工程師提交設計變更給車身工程師，車身工程師根據新膨脹罐狀態設計安裝支架，總布置對整車數據校核時出現疏漏，導致此類問題發生。

制定優化方案

了解問題發生的原因就能制定相應改制方案，因空調管是原車狀態未發生變更，出現干涉的主要原因是改制后的膨脹罐右側支架占用了空調管的位置，本著動少不動多的原則，必須對右側支架進行優化設計，消除目前出現的干涉現象。

初步優化方案包含三種：第一種方案是不改變右側支架的造型，只改變支架位置，從而避開空調管干涉部位，這種方案的好處是無需重新設計支架，不用考慮支架結構問題，是最簡單最便捷的解決問題方式；第二種方案是不改變右側支架的位置，更改支架造型，在滿足支架強度的基礎上避開空調管干涉；第三種方案是在前兩種方案不能滿足的情況下實施，既改變支架的造型又改變支架的位置。

設計時膨脹罐右側支架焊接在翼子板邊梁上，支架下方有加強結構保障支架的穩定性。按第一種優化方案思路，在不改變右側支架造型的情況下調整支架位置，因為空調管是X向布置，所以支架X向調整改變不了干涉問題。如果Y向調整，因為車身結構原因Y向只能負方向調整，算上空調管直徑加上到翼子板邊梁的距離，在不改變支架造型尺寸的情況下無法進行Y向調整，那么只有Z向可以調整。如果Z向調整為向上移動，支架可有效避開空調管，但支架下方的加強結構依然會和空調管干涉，把干涉部位加強結構縮小，則無法保障支架強度，會出現膨脹罐本體安裝不穩定的情況，如果Z向調整為向下移動，則無法有效支撐膨脹罐本體，第一種方案失敗。

第二種優化方案是在不改變支架位置的情況下更改支架造型，這種想法在實際應用中很難實現，支架造型更改后可消除干涉問題，但勢必會移動支架的初始位置。

經過多種方案構思設想，最終確定使用第三種方案，既改變支架的造型又改變支架的位置。膨脹罐支架優先如圖2所示，首先把膨脹罐右側支架從翼子板邊梁上剔除，把原支架立體造型取消，改為單獨片體，保留支架上方安裝點不變；然后將新增鈑金加強件與片體支架焊接組合成總成結構，保證足夠的支架強度；最后把新總成支架的位置從翼子板邊梁上更改到輪罩擋泥板上，采用焊接方式固定。

圖2 膨脹罐支架優化改制完成

優化效果驗證

經現場驗證，新膨脹罐總成支架在成功固定住膨脹罐本體的同時，其位置與空調管保持了足夠的空間距離，解決了支架與空調管的干涉問題，如圖3和圖4所示。

圖3 膨脹罐支架與空調管保持距離

圖4 膨脹罐與空調管裝配效果

結語

汽車研發是一項極其復雜的工程，工程師們要把成千上萬的各種零件設計、驗證、生產出來，并將其一件件有序組合起來，使之能各自發揮自身作用的同時做到相輔相成，最終成就一輛完美的汽車產品。在汽車研發過程中會出現很多問題，有明顯的問題，有隱藏的問題，還有忽略的問題。發生問題并不可怕，能在研發階段發現問題是值得高興的事，我們要做的是解決問題，把所有產品問題都扼殺在研發驗證階段，確保量產車型的順利生產。