慈龙尚，李静，黄启峰

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

某款重卡窄体4×2载货车排气系尾气后处理管线路设计优化

慈龙尚，李静，黄启峰

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

为解决4×2重卡载货车尾气后处理管路不够通畅的问题，同时避免水管折瘪风险，对离发动机近的尿素箱加热取水管接头采用卡套式成形直角接头，取水管采用成形尼龙管，与尿素箱加热回水管装接的散热器出水钢管岐管采用L形的成形钢管，合理避让了发动机缸盖取水口的周边件并保持合适距离；对过车架横梁的水管及尿素喷射管、回液管则设计专用导向支架对其固定、捆扎并装配到车架横梁上，防止管路折瘪，确保过横梁管线路通畅。对于断水电磁阀、No传感器等后处理接插件则根据其零部件的性能要求就近布置在尿素箱支架和SCR后处理大包上。此外，对后处理管线路的捆扎扎带间距等也提出了要求。

尾气后处理；管线路；成形直角接头；成形尼龙管；导向支架；传感器集成

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.012

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)11-30-03

1、重卡国V后处理管线路概述

尾气后处理对于机动车进一步减排十分重要。除二氧化碳减排外，尽可能减少有害一氧化氮排放量也是汽车行业要应对的最大挑战之一[1]。本文所阐述的MF4.8发动机应用到4×2重卡窄体载货车上也使用选择性催化还原（SCR)技术，利用车用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理，将氮氧化物转化为无害的氮和水。所用的后处理技术为选择性催化还原（SCR)技术和水性尿素喷射技术：水性尿素与为尾气中的一氧化氮发生化学反应将一氧化氮分解为氮N2和水。车用尿素溶液会在零下11度开始结冰，实际使用中在零下20度是会完全上冻。后处理的主要管线路有给尿素箱加热的从发动机取热水及回水管路。尿素喷射及回收的管线路。另根据总布置的大件布置需要，本4×2的重卡窄体尿素箱与SCR还分别布置在车架左纵梁的外侧和右纵梁的左下侧，这样部分的后处理管线路就必须沿着车架的横梁布置和走线。为保证过车架横梁的管线路走线通畅，此段管线路是后处理管线路设计的一个难点。此外，断水电磁阀和No传感器的位置及走线设计也是后处理管线路设计中的一个重点。

2、后处理管线路设计优化的具体内容

2.1尿素箱加热取水管的设计优化

原重卡窄体4×2载货车的给尿素箱加热的取水管设计为用内直径为14mm的三元乙丙橡胶的水管，与发动机接触装接的为直通接头，由于发动机上尿素加热取水口周边有制动管线路及发动机自身的燃油管路，原设计取水管耷拉，甚至接触到发动机的气缸盖等。A.优化后的取水管设计方案为将取水管的与发动机接触的接头设计为卡套式成形直角接头，这样即使与发动机接头的水管距离远些，也有效避让了取水口周边的管路。

图1　尿素箱加热取水管的走线设计实例

B.绕过发动机的与发动机较近的管路设计为尼龙成形管，既让尼龙管水管与发动机保持了安全距离，也合理绕过制动钢管并与制动钢管并行走线一段距离；C.使用2个橡胶管夹将取水管固定在制动钢管上，由于制动钢管是刚性固定在发动机上的，这样确保了过发动的尿素加热取水管在发动机高频振动下的与其间距的稳定，避免了耷拉及与缸盖的接触烫破等。尿素箱加热取水管的走线设计如图1所示。

2.2尿素箱加热回水管路的设计优化

原尿素箱加热回水管路是通过内直径14mm的水管与散热器出水钢管岐管相连并形成回水管路，通过此回路尿素箱的水并入散热器的回水一起回到发动机。原散热器的出水钢管岐管是水平的，尿素箱加热回水管与出水钢管岐管连接后，后处理的管线路与一桥板簧距离较近，并且此段的水管与车架上支架连接后打折风险较大。优化改进的此段后处理管线路设计如图2所示。将图2的件2散热器的出水钢管岐管设计为成形的“L”形，这样尿素箱加热回水管竖直向下与出水钢管连接，另一头竖直向上再与车架固连的支架管夹连接等，如此设计，尿素箱加热回水管走线就比较顺畅，且其与一桥板簧的间距也符合安全距离要求，也不存在动态干涉的风险等。

图2　尿素箱加热回水管及散热器出水钢管歧管设计实例

2.3过车架横梁管线路的设计优化

对于过横梁的后处理管线路（尿素水管、尿素喷射管、尿素回液管以及底盘电气线束等），原就用2～3个橡胶管夹固定，如图3所示，由于水管是软管，且橡胶管夹的宽度仅30mm左右，如果走线稍有不顺畅，用橡胶管夹固定的后处理管线路就回打折甚至折瘪，影响后处理的功能等。

图3　用管夹捆扎后处理管线路实例

经过研究，我们设计了一种固连在车架横梁上的导向支架，如图4所示，先将导向支架用螺栓螺母固连到车架横梁上，再用线束扎带将后处理的管线路捆扎到导向支架内侧面。这样设计，不仅捆扎接触面多，其次捆扎的后处理线束也不受限制，极大降低了后处理管线路打折及折瘪的风险。改进后的采用导向支架的后处理管线路及线束捆扎及走线设计实例如图5所示。

图4　一种固定后处理管线路的导向支架实例

图5　过车架横梁用导向支架捆扎固定后处理线束实例

2.4断水电磁阀等后处理接插件安装位置的设计优化

国V后处理的接插件主要有断水电磁阀，排辅电磁阀和No传感器等，因发动机的不同，其后处理所匹配的接插件的数量和品种也不一致。如某些国V发动机的自带的尿素箱的传感器上集成了断水电磁阀，此种设计，至少减少后处理的水管有1根。排辅电磁阀，对于一些国V发动机的制动性能提升需要，其中的排辅电磁阀也集成在制动系统的轮间差速锁电磁阀上，直接用尼龙软管配接头接到排辅制动器上即可。不管匹配何种的接插件，都应控制管线路的距离，其走线方向也要与零部件要求的一致，如断手电磁阀的进、出水方向不能接反。其次，No传感器，不同的厂家，自带的本接插件的线束长度也不一样（其长度从0.7m～1.2m)。根据实际的No传感器线束长度，优选在SCR临近的SCR支架上找孔装配安装，保证No传感器的出线端与SCR上的No传感器的接入口距离最短，走线顺畅不瘪劲等。最后，接插件与周边件(如制动钢瓶)也要保持至少有25mm的安全距离，避免动态干涉等。

3、后处理的管线路固定、捆扎及热防护的相关设计要求

对于后处理的管线路除上述的其他部分建议每间隔500mm用支架加管夹对管线路及线束进行固定，如前面段落所说明的用尿素箱加热进水管用橡胶管夹与制动钢管固定在一起（制动钢管通过支架固定在发动机上），在管夹固定之间的管线路，每200mm用扎带将同一类型的管线束捆扎固定在一起，以减少车辆运行中管线路的振幅过大，甚至脱落等。

其次，对于后处理的管线路，一定要有热防护处理措施，如发动机排气口周边的后处理管线路，当后处理的管线路与发动机的排气管及岐管的间距≤50mm时，需要在两者之间设置隔热板或隔热垫，如将隔热板用螺栓装配到车架纵梁上等，当然，后处理管线路与排气管或发动机距离越小时，其防护要求越严格等，否则，后处理管线路被烫破等断裂，排气后处理系统功能完全失效等。

4、结束语

重卡载货车排气系后处理管线路设计是车辆底盘设计的一项重要内容，后处理管线路设计不好，将影响到发动机性能的发挥等。后处理管线路最常见的故障表现为仪表上尿素溶液不消耗，发动机故障报警等。其次，排气系后处理管线路设计得不好，也会影响到后处理的排气背压。大家知道，排气背压是排气系统的重要性能指标参数之一，排气背压过大，将造成尾气流通阻力的增加，排气所消耗的发动机功率增多，并降低发动机燃烧效率等，从而在一定程度上影响发动机的动力性和燃油经济性，排气背压过小则会造成排气系统设计成本增加，导致噪声水平变差[2]。总之，我们不断改进完善汽车排气系统的后处理的管线路设计，减少汽车尾气排放，提升发动机的性能等，不断满足国家法规对汽车排放的要求及降低燃油消耗的要求等。

[1]大陆集团资讯，大陆尿素传感器让柴油机更洁净[J].汽车零部件.2016.02：P37.

[2]李鹏鹏，窦红印，籁泽隆，汪记伟，王瑞平.背压对发动机性能的影响分析及试验研究[J].农业装备与车辆工程.2015.08:P61.

A section of narrow-body heavy truck 4×2 truck exhaust system exhaust pipes processing circuit design optimization

Ci Longshang, Li Jing, Huang Qifeng
( Anhui jianghuai Automobile Co., Ltd.,Technical Center, Auhui Hefei 230601 )

To solve the 4 x 2 heavy truck exhaust aftertreatment line is not unobstructed problem, at the same time avoid the risk from the water pipes to fold flat, the urea box near the engine of the heating water pipe joint by forming rectangular connector of cutting sleeve type, water pipe using forming nylon tube, and urea box return pipe assembling radiator heating water pipe manifold USES the L shape steel tube, reasonable avoid the intake of the engine cylinder head surrounding pieces and maintain proper distance; Right frame beams of the pipes and the liquid pipe of urea injection pipe, the design is special guide bracket to its fixed, strapping and assembly to the frame beam, to prevent the pipeline to fold flat, ensure smooth beam route of pipelines. Electromagnetic valve for water, No sensor post-processing connectors according to its components such as performance requirements to the nearest layout in urea tank bracket and SCR post-processing on the bag. In addition, the post-processing of the route of pipelines strapping tie spacing, etc. Also put forward the request.

Exhaust aftertreatment; route of pipelines; forming Angle joint; forming the nylon tube; guide bracket; sensor integration

U462.1

A

1671-7988(2016)11-30-03

慈龙尚，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心重型商用车研究院。