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[摘 要]现如今，无论整车厂还是汽车管路供应商内部都对汽车管路设计的需求越来越高。要求管路设计快速高效地完成。整车厂设计人员也面临的巨大的工作负荷和设计任务。如今越来越多的整车厂设计人员希望管路供应商可以为他们提供汽车管路的整车布置及设计工作。故高效快速地为客户完成管路设计也成为汽车管路供应商的重要竞争力。本文探讨了尼龙管在汽车管路中的重要作用及优点，并分析了管路设计的方法，为更加快捷、安全、可靠地设计汽车尼龙管路提供了参考。
[关键词]汽车尼龙管；管路设计；分析
中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0251-01
1 尼龙管在汽车管路中的重要作用
目前，人们对汽车发动机、变速箱、前后桥等关注较多，但是作为不可或缺的“神经动脉”――管路系统却少有人触及，很多厂家认为管路产品技术含量不高，事实上，作为汽车底盘系统的关键部件，管路部分承载着很大的功效。汽车管路是底盘中不可缺少的一部分，按其功能可分为制动管路、发动机管路、离合器管路、动力转向管路、燃油管路等。它们在底盘技术中扮演着不同的角色，同时它们也影响着底盘的性能。制动管路的好与坏直接影响汽车的输气与刹车制动性能，与驾驶员和乘客的生命息息相关。制动管路技术的优劣是汽车安全行驶的先决条件。动力转向部分，动力转向器使用的是专用的液压油，这种液压油要求在高压时不能自燃，动力转向器管路有进油管路与回油管路，回油管路可以采用普通尼龍管，但进油管路中的油压比较高，因此必须采用高压尼龙管、或将金属管和高压尼龙管二者相互连接，形成动力转向油管。燃油管路，目前常用的燃料为汽油、柴油，LPG等，要求燃油管路具有一定的耐压性能，同时还要求具有一定的耐油性和耐渗透性，目前常选用尼龙管或多层管，多层管专为防渗透设计，能够满足环保法规和欧Ⅳ环保标准要求。
2 尼龙管的种类
2.1 成型尼龙管
指在尼龙管上装上联管螺母后分别放入卡箍和衬芯，然后用专用设备进行挤压，将卡箍和衬芯进行固定后定长度的尼龙管总成。
2.2 非成型尼龙管
指尼龙管、联管螺母、卡箍以及衬芯均为散件。安装时，先在尼龙管上装上联管螺母，然后放入卡箍和衬芯，即可直接联接在接头上。连接完成后，卡箍将会受挤压发生变形，将衬芯、尼龙管与卡箍固定在一起，与成型尼龙管的效果相同。由于尼龙管的包装长度一般为每盘200米，所以在制作非成型尼龙管总成时，只需按所需长度进行截取即可。尼龙管的外径一般4～18mm，壁厚0.75～2mm不等。
3 采用尼龙管的优点
3.1 提高了制动系统的封闭性
采用尼龙管能使汽车少用一半管子的中间链接环节，而且尼龙管本身也具有很高的密封性，从而降低了漏气的可能性。
3.2 提高制动系统的可靠性和安全性
沿海地区空气潮湿，很容易使钢管生锈，而尼龙管有良好的抗腐蚀性，有效的避免卡阀等零件出现问题，钢管腐蚀很容易对汽车造成威胁，尼龙管则完全不必担心，从而保证了制动系统的可靠性和安全型。
3.3 缩短进、排气时间，提高效率
尼龙管内部光滑，弯曲口径也大，空气流动顺畅，在相同的环境下尼龙管能够比钢管运行的更快，更节省时间。
3.4 耐压值较高
一般的尼龙管耐压值都在1500kPa以上，足以达到各种汽车管路压力的要求。
3.5 由于中间过渡少，可减少接头数量，便于检测、装配、整车布置。
4 汽车尼龙管路设计具体方式
4.1 管路布置设计
管路布置主要是根据管路的工作原理及车身周边空间，合理地选择管路的走向。汽车管路布置不同于一般功能件的布置，一般的功能件通常可以理解为刚体，而管路则相对有一定的不可控性，固定点位置、管路长度和内部压力等因素的变化经常引起管路与周边零件间隙的较大波动。如果布置不当，可能与周边环境进行干涉摩擦，长期会导致管路磨损或早期失效，甚至造成重大安全隐患，引发召回。管路按照与车身的相对运动状态可以分为静态管路和动态管路。
4.1.1 静态管路布置
静态管路指与车身没有相对运动的管路，例如：天窗排水管、底盘燃油管和燃油箱管。这些管路一般都与车身有大量固定点或管槽与车身不会发生相对运动。静态管路布置时一般按车身预先规划或预留的路径布置管路走向，与周边环境保持10mm左右的间隙，保持安全距离。管路布置时应尽量直，尽量减小弯角数量及弯角度数。这样不仅可以减小管道阻力，并且可以减少生产复杂性，利于保证产品质量，降低生产成本。
4.1.2 动态管路布置
动态管路指与汽车发动机相连或者整体布置在发动机上的管路。例如：曲轴箱通风管、碳罐电磁阀通气管、冷却水管、真空制动管及燃油管发动机段。这些管路会随发动机振动不停地发生振动。振动过程中极易与周边环境发生干涉摩擦。自身随振动也会发生异响。动态管路布置时应注意增加固定点，一般发动机上管路每150mm建议增加一个固定点。以减少管路振动与周边环境干涉。布置走向过程中需与周边环境保持15mm左右间隙。为减少振动对管路自身造成的应力及影响，动态管路在设计时需根据情况增加一些缓冲弯以便减小、减弱振动，使管子柔性增加。管路应尽量远离发动机高温热源，因为尼龙管普遍无法耐受较高温度（高温120°以上），虽然近几年不断有耐高温尼龙材料出现，以应对涡轮发动机的高温环境，但是材料成本也大幅度提升。
4.2 管道结构设计
4.2.1 管道尺寸设计
在汽车尼龙管路设计中，管道是管路总成的本体也是介质通过的渠道。故介质流通需求及工作环境、工作压力决定了管道尺寸规格。管道规格指管道的内径及壁厚尺寸。管道内径选取主要依照工作状态下对介质流量需求决定。实际应用中可以依照需求的流量要求利用伯努利方程计算出所需管径。由于实际汽车管路受到的影响因素较多，如想比较精确确定所需管径还需使用CAE软件分析确认。管道壁厚尺寸主要依照工作状态下管路需达到的承压能力决定。
4.2.2 管道弯角设计
汽车管路不可避免地会遇到很多弯角，管路弯角的设计要灵活合理。既要保证产品的可制造性也要尽可能满足管路布置的需求。汽车尼龙管的设计由于工艺限制，需使用直线加弯角的形式呈现，不可以使用样条曲线制作数据。
4.3 管路总成装配设计
汽车管路总成除包含尼龙管道外还包括各种快插接速接头、三通接头、橡胶接头、管卡和护套等连接件组成完整的管路总成。为便于连接及密封性要求，与尼龙管道连接接头一般设计为竹节形状。由于现如今越来越严格的排放法规要求，为降低燃油系统排放量，燃油系统管路竹节上需增加密封圈。
为避免管路总成在装配过程中竹节压坏管道弯角，管道弯角与竹节末端需保有10mm的直线段。管路总成在与三通四通装配时需时刻注意管路自身是否干涉，如有需增加隔离管卡固定。管路总成设计除满足产品性能要求外还需满足装配可行性、拆卸维修方便性及设计美观等。设计完成后要反复在实车上试装验证及改进。
结束语
汽车尼龙管路设计是一项重要的工程，在对汽车进行设计、生产中具有重要的意义。对汽车后期的组装、装配有很大影响。汽车尼龙管管路设计时必须保证科学可行。根据上文汽车尼龙管设计方法，可以使管路设计更加快捷、安全、可靠，对尼龙管管路的设计开发工作有一定的指导意义。
参考文献
[1] 尼龙在汽车领域的应用发展[J].钱伯章.国外塑料.2013（02）.
[2] 尼龙在汽车上的应用[J].樊晓东.化工时刊.2014（08）.
[3] 汽车用尼龙国内外发展现状及其应用[J].韩小梅.科技创新与应用.2015（24）.
[关键词]汽车尼龙管；管路设计；分析
中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0251-01
1 尼龙管在汽车管路中的重要作用
目前，人们对汽车发动机、变速箱、前后桥等关注较多，但是作为不可或缺的“神经动脉”――管路系统却少有人触及，很多厂家认为管路产品技术含量不高，事实上，作为汽车底盘系统的关键部件，管路部分承载着很大的功效。汽车管路是底盘中不可缺少的一部分，按其功能可分为制动管路、发动机管路、离合器管路、动力转向管路、燃油管路等。它们在底盘技术中扮演着不同的角色，同时它们也影响着底盘的性能。制动管路的好与坏直接影响汽车的输气与刹车制动性能，与驾驶员和乘客的生命息息相关。制动管路技术的优劣是汽车安全行驶的先决条件。动力转向部分，动力转向器使用的是专用的液压油，这种液压油要求在高压时不能自燃，动力转向器管路有进油管路与回油管路，回油管路可以采用普通尼龍管，但进油管路中的油压比较高，因此必须采用高压尼龙管、或将金属管和高压尼龙管二者相互连接，形成动力转向油管。燃油管路，目前常用的燃料为汽油、柴油，LPG等，要求燃油管路具有一定的耐压性能，同时还要求具有一定的耐油性和耐渗透性，目前常选用尼龙管或多层管，多层管专为防渗透设计，能够满足环保法规和欧Ⅳ环保标准要求。
2 尼龙管的种类
2.1 成型尼龙管
指在尼龙管上装上联管螺母后分别放入卡箍和衬芯，然后用专用设备进行挤压，将卡箍和衬芯进行固定后定长度的尼龙管总成。
2.2 非成型尼龙管
指尼龙管、联管螺母、卡箍以及衬芯均为散件。安装时，先在尼龙管上装上联管螺母，然后放入卡箍和衬芯，即可直接联接在接头上。连接完成后，卡箍将会受挤压发生变形，将衬芯、尼龙管与卡箍固定在一起，与成型尼龙管的效果相同。由于尼龙管的包装长度一般为每盘200米，所以在制作非成型尼龙管总成时，只需按所需长度进行截取即可。尼龙管的外径一般4～18mm，壁厚0.75～2mm不等。
3 采用尼龙管的优点
3.1 提高了制动系统的封闭性
采用尼龙管能使汽车少用一半管子的中间链接环节，而且尼龙管本身也具有很高的密封性，从而降低了漏气的可能性。
3.2 提高制动系统的可靠性和安全性
沿海地区空气潮湿，很容易使钢管生锈，而尼龙管有良好的抗腐蚀性，有效的避免卡阀等零件出现问题，钢管腐蚀很容易对汽车造成威胁，尼龙管则完全不必担心，从而保证了制动系统的可靠性和安全型。
3.3 缩短进、排气时间，提高效率
尼龙管内部光滑，弯曲口径也大，空气流动顺畅，在相同的环境下尼龙管能够比钢管运行的更快，更节省时间。
3.4 耐压值较高
一般的尼龙管耐压值都在1500kPa以上，足以达到各种汽车管路压力的要求。
3.5 由于中间过渡少，可减少接头数量，便于检测、装配、整车布置。
4 汽车尼龙管路设计具体方式
4.1 管路布置设计
管路布置主要是根据管路的工作原理及车身周边空间，合理地选择管路的走向。汽车管路布置不同于一般功能件的布置，一般的功能件通常可以理解为刚体，而管路则相对有一定的不可控性，固定点位置、管路长度和内部压力等因素的变化经常引起管路与周边零件间隙的较大波动。如果布置不当，可能与周边环境进行干涉摩擦，长期会导致管路磨损或早期失效，甚至造成重大安全隐患，引发召回。管路按照与车身的相对运动状态可以分为静态管路和动态管路。
4.1.1 静态管路布置
静态管路指与车身没有相对运动的管路，例如：天窗排水管、底盘燃油管和燃油箱管。这些管路一般都与车身有大量固定点或管槽与车身不会发生相对运动。静态管路布置时一般按车身预先规划或预留的路径布置管路走向，与周边环境保持10mm左右的间隙，保持安全距离。管路布置时应尽量直，尽量减小弯角数量及弯角度数。这样不仅可以减小管道阻力，并且可以减少生产复杂性，利于保证产品质量，降低生产成本。
4.1.2 动态管路布置
动态管路指与汽车发动机相连或者整体布置在发动机上的管路。例如：曲轴箱通风管、碳罐电磁阀通气管、冷却水管、真空制动管及燃油管发动机段。这些管路会随发动机振动不停地发生振动。振动过程中极易与周边环境发生干涉摩擦。自身随振动也会发生异响。动态管路布置时应注意增加固定点，一般发动机上管路每150mm建议增加一个固定点。以减少管路振动与周边环境干涉。布置走向过程中需与周边环境保持15mm左右间隙。为减少振动对管路自身造成的应力及影响，动态管路在设计时需根据情况增加一些缓冲弯以便减小、减弱振动，使管子柔性增加。管路应尽量远离发动机高温热源，因为尼龙管普遍无法耐受较高温度（高温120°以上），虽然近几年不断有耐高温尼龙材料出现，以应对涡轮发动机的高温环境，但是材料成本也大幅度提升。
4.2 管道结构设计
4.2.1 管道尺寸设计
在汽车尼龙管路设计中，管道是管路总成的本体也是介质通过的渠道。故介质流通需求及工作环境、工作压力决定了管道尺寸规格。管道规格指管道的内径及壁厚尺寸。管道内径选取主要依照工作状态下对介质流量需求决定。实际应用中可以依照需求的流量要求利用伯努利方程计算出所需管径。由于实际汽车管路受到的影响因素较多，如想比较精确确定所需管径还需使用CAE软件分析确认。管道壁厚尺寸主要依照工作状态下管路需达到的承压能力决定。
4.2.2 管道弯角设计
汽车管路不可避免地会遇到很多弯角，管路弯角的设计要灵活合理。既要保证产品的可制造性也要尽可能满足管路布置的需求。汽车尼龙管的设计由于工艺限制，需使用直线加弯角的形式呈现，不可以使用样条曲线制作数据。
4.3 管路总成装配设计
汽车管路总成除包含尼龙管道外还包括各种快插接速接头、三通接头、橡胶接头、管卡和护套等连接件组成完整的管路总成。为便于连接及密封性要求，与尼龙管道连接接头一般设计为竹节形状。由于现如今越来越严格的排放法规要求，为降低燃油系统排放量，燃油系统管路竹节上需增加密封圈。
为避免管路总成在装配过程中竹节压坏管道弯角，管道弯角与竹节末端需保有10mm的直线段。管路总成在与三通四通装配时需时刻注意管路自身是否干涉，如有需增加隔离管卡固定。管路总成设计除满足产品性能要求外还需满足装配可行性、拆卸维修方便性及设计美观等。设计完成后要反复在实车上试装验证及改进。
结束语
汽车尼龙管路设计是一项重要的工程，在对汽车进行设计、生产中具有重要的意义。对汽车后期的组装、装配有很大影响。汽车尼龙管管路设计时必须保证科学可行。根据上文汽车尼龙管设计方法，可以使管路设计更加快捷、安全、可靠，对尼龙管管路的设计开发工作有一定的指导意义。
参考文献
[1] 尼龙在汽车领域的应用发展[J].钱伯章.国外塑料.2013（02）.
[2] 尼龙在汽车上的应用[J].樊晓东.化工时刊.2014（08）.
[3] 汽车用尼龙国内外发展现状及其应用[J].韩小梅.科技创新与应用.2015（24）.