CN112347559A - 一种动力总成布置可行域确定方法 - Google Patents

一种动力总成布置可行域确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力总成布置可行域确定方法，该方法包括以下步骤：整合发动机舱布置相关零部件设计方案，搭建动力总布成布置环境数据，根据动力总成布置环境零件设计方案和结构，结合总布置相关标准，确定动力总成与相关环境零部件的动态间隙、装配间隙与温场间隙要求，获得关键零部件间隙控制面集合。再对所形的间隙控制面进行相互裁剪后取最小交集，各间隙控制面围合形成空间数模，对空洞进行填充，构成动力总成布置可行域数模。本发明的有益效果为：通过整合周边环境零件布局及相关间隙要求，规划出机舱动力总成布置的可行域，直观明了的限定动力部总布置的可行边界，避免逐项进行校核的繁琐过程。

Description

一种动力总成布置可行域确定方法
技术领域
本发明涉及汽车动力设备技术，具体涉及一种动力总成布置可行域确定方法。
背景技术
汽车开发过程中，发动机舱布置工作是整车开发过程中的重要环节。动力总成(包括发动机和变速箱的组合)选型、搭载可行性分析、适配新动力总成的周边环境零件更改需求及新动力总成的开发方案校核涉及面广，对开发人员业务素质要求较高。现有技术方案主要通过开发人员经验寻求动力总成布置合理位置，校核动力总成与周围周边环境零件要求，反复调整动力总成位置及方案，测量校核动力总成布置与相关边界的相关间隙值，以识别间隙风险项和相关部件更改需求，然后通过方案反复调整、校核过程，最终确定动力总成布置位置和搭载方案来完成最终的搭载工作，造成发动机舱布置校核周期长，开发和调试成本高。
在整车开发过程中发动机舱的动力总成搭载方案需满足动态间隙、装配间隙与温场间隙等问题，确定动力总成搭载方案时校核项目繁多，传统方法主要有以下缺点：机舱布置工作复杂，对校核人员经验要求较高，否则容易出现漏校核等问题，导致机舱布置工作需反复调整，设计方案往复多次，工作效率低下，校核工作不够直观，相关问题描述及报告撰写耗时，不利用信息快速直观传递。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种简单可靠的动力总成布置可行域确定方法。
本发明采用的技术方案为：一种动力总成布置可行域确定方法，该方法包括以下步骤：
步骤A、整合发动机舱布置相关零部件设计方案，形成动力总布成布置环境零件数据。
步骤B、根据动力总成布置环境零件设计方案和结构，结合总布置相关标准，确定动力总成与相关环境零部件的动态间隙、装配间隙与温场间隙要求要求；
步骤C、分别提取发动机舱内与动力总成布置相关的环境零部件关键曲面，按照步骤B分析得出的动力总成间隙要求，将关键曲面向动力总成方向进行定向延伸或平移，获得关键零部件间隙控制面集合；
步骤D、对步骤C所形的间隙控制面进行相互裁剪后取最小交集，各间隙控制面围合形成空间数模，对空洞进行填充，构成动力总成布置可行域数模。
按上述方案，动力总成布置过程中，动力总成与周边环境零部件之间的距离满足间隙要求。
按上述方案，动力总成可行域数模分为上、下、左、右、前、后、其它部件这七个部分，分别获取其各部分间隙控制面，最后拼接成动力总成可行域数模。
按上述方案，上部间隙控制面的获取方法为：提取发动机罩板外板上表面曲面，往靠机舱内侧法向外扩；提取发动机罩板结构下表面，往靠机舱内侧法向外扩；两处曲面相交切割取整车高度方向靠下曲面集合，可得动力总成布置可行域数模上部间隙控制面。
按上述方案，底部间隙控制面的获取方法为：满载地面沿整车高度方向上移，即得动力总成离地间隙控制面。提取底部其它周边环境零件的靠近动力总成侧外表面，法向放大所得曲面为底部各周边环境零件间隙控制面；将底部各周边环境零件间隙控制面进行相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模底部间隙控制面。
按上述方案，左部间隙控制面的获取方法为：提取左纵梁内侧边缘规则边线，整车靠右方向平移后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成左侧装配间隙控制面；提取左纵梁机舱侧曲面，法向放大所得曲面可作为动力总成左部动态间隙控制面；将动力总成左侧装配间隙控制面和动力总成左侧动态间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模左部间隙控制面。
按上述方案，右部间隙控制面的获取方法为：提取右纵梁内侧边缘规则边线，整车靠左方向平移后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成右侧装配间隙控制面；提取右纵梁机舱侧曲面，法向放大所得曲面可作为动力总成右部动态间隙控制面；将动力总成右侧装配间隙控制面和动力总成右侧布置间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模右部间隙控制面。
按上述方案，前部间隙控制面的获取方法为：提取水箱下横梁靠机舱方向外缘边线，沿整车向后方向平移，将所得曲线沿整车高度方向拉伸，得到动力总成前部装配间隙控制面；提取前部风扇或其它靠近机舱周边环境零件的机舱侧主要曲面，沿机舱侧法向扩大，形成前部环境零件布置间隙控制面；将前部装配间隙控制面与布置控制面进行相互切割，取最小边界为动力总成布置可行域数模的前部间隙控制面。
按上述方案，后部间隙控制面的获取方法为：提取前围板或前围隔音垫机舱侧表面，沿机舱侧法向外扩，即得前围板间隙控制面；提取转向机、前托架、真空助力器等部件的主要外廓表面，法向外扩，所得的曲面即为对应部件的间隙控制面。将后部零件间隙控制面进行相互切割，取最小边界即为动力总成布置可行域数模的后部间隙控制面。
按上述方案，提取机舱内电池或空滤外表面，法向外扩，形成主要周边其它环境零件布置间隙控制面。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过整合动力总成布置周边环境零件的布局及相关间隙要求，规划出机舱动力总成布置的可行域，直观明了的限定动力部总布置的可行边界，避免逐项进行校核的繁琐过程。
2、本发明所述方法可直观目视筛别出布置问题项，直接明了，便于问题识别和交流。
3、本发明通过明确动力总成搭载过程中总布置可行域，在多方联合开发项目过程中，有零部件修改需求时，避免直接输出大量边界数模，导致的开发数据保密性差的问题。
附图说明
图1为传统动力总成布置方法流程示意图。
图2为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图3为本实施例中可行域数模的示意图一。
图4为本实施例中可行域数模的示意图二。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图2所示的一种动力总成布置可行域确定方法，该方法包括以下步骤：
步骤A、整合发动机舱布置相关零部件设计方案，形成动力总布成布置环境数据；
步骤B、根据动力总成布置环境零件设计方案和结构，结合总布置相关标准，确定动力总成与相关环境零部件的动态间隙、装配间隙与温场间隙要求；
步骤C、分别提取发动机舱内与动力总成布置相关的环境零部件关键曲面，按照步骤B分析得出的动力总成间隙要求，将关键曲面向动力总成方向进行定向延伸或平移，形成关键零部件间隙控制面集合；
提取动力部成装配、维修主要通道和路径，并加以扫掠形成曲面集合加以体现。参照发动机舱内总体布局对关键零部件(如空滤、蓄电池)数模(或占位数据)进行外表面提取，并向外部进行定向扩张，扩张量等于其与动力总成间隙要求，形成关键零部件间隙控制面集合；
步骤D、对步骤C所形的间隙控制面进行相互裁剪后(必要时可作裁剪辅助面)，取最小交集，各间隙控制面围合形成空间数模，对空洞进行填充，形成动力总成布置可行域数模。
在步骤A中，机舱动力总成布置的周边环境零部件包括以下几项(设计方案数模未具体明确细化前，可用相应占位数模替代)，其它形式的动力总成布置环境零件范围，依据布置要求和具体情况进行相应调整。机舱动力总成布置的环境数模包括：
(1)车身零部件：车身前纵梁、前围板、风窗盖板、水箱上横梁、水箱下横梁等；
(2)底盘零部件：转向机构、前悬架、真空助力器、真空助力器等；
(3)发动机系统零部件：冷却风扇、空滤等；
(4)其它零部件：满载地面、机舱中其它已确定位置的体积较大部件(如蓄电池)或已定义位置沿用的主要部件。
在上述零部件中，对于动力总成搭载，整车前后方向主要边界包括：前围板、风窗盖板、水箱上横梁、水箱下横梁等车身零件；转向机构、前悬架、真空助力器等底盘零件；冷却风扇、中冷器等发动机系统零件。整车左右方向主要边界包括：左、右前纵梁及悬架延伸梁等零件。整车高度方向主要边界包括：地面线、发动机罩板等零件。其它边界主要包括：空滤、蓄电池等体积较大机舱内布置零件。
动力总成布置过程中，需保证动力总成与周边主要环境零部件保持一定的间隙要求(动态间隙、装配间隙及温场间隙)，典型的动力总成与主要环境零部件之间的间隙要求如表1所示(根据具体结构不同，可进行调整)：
表1动力总成布置相关环境零部件及间隙要求
Figure BDA0002745039160000041
Figure BDA0002745039160000051
制作动力总成布置可行域数模的过程中，将动力总成可行域数模分为上、下、左、右、前、后、其它部件七个部分，分别获取其各部分间隙控制面，最后拼接成动力总成可行域数模。各部分间隙控制面的获取方法为：
1、上部间隙控制面的获取。
提取发动机罩板外板上表面曲面(或发动机罩板外板造型曲面)，往靠机舱内侧法向外扩n(参见表1)；提取发动机罩板结构下表面(一般为发动机罩板隔音棉底面为主体)，往靠机舱内侧法向外扩p(参见表1)。两处曲面相交切割取整车高度方向靠下曲面集合，可得动力总成布置可行域数模上部间隙控制面。
2、底部间隙控制面的获取。
满载地面沿整车高度方向上移q(参见表1)，即得动力总成离地间隙控制面；提取底部其它周边环境零件(如托架延伸梁等)的靠近动力总成侧外表面，法向放大t(参见表1)所得曲面为底部各周边环境零件间隙控制面；将底部各周边环境零件间隙控制面进行相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模底部间隙控制面。
3、左部间隙控制面的获取。
提取左纵梁内侧边缘规则边线，整车靠右方向平移k(参见表1)后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成左侧装配间隙控制面；提取左纵梁机舱侧曲面，法向放大j(参见表1)所得曲面可作为动力总成左部布置间隙控制面。将动力总成左侧装配间隙控制面和动力总成左侧布置间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模左部间隙控制面。
4、右部间隙控制面的获取。
提取右纵梁内侧边缘规则边线，整车靠左方向平移m(参见表1)后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成右侧装配间隙控制面；提取右纵梁机舱侧曲面，法向放大l(参见表1)所得曲面可作为动力总成右部布置间隙控制面。将动力总成右侧装配间隙控制面和动力总成右侧动态间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模右部间隙控制面。
5、前部间隙控制面的获取。
提取水箱下横梁靠机舱方向外缘边线，沿整车向后方向平移d(参见表1)，将所得曲线沿整车高度方向拉伸，可得动力总成前部装配间隙控制面；提取前部风扇或其它靠近机舱周边环境零件的机舱侧主要曲面，沿机舱侧法向扩大a(前排气车型法向扩大b，参见表1)，形成前部周边环境零件布置间隙控制面。将前部装配间隙控制面与布置控制面进行相互切割，取最小边界为动力总成布置可行域数模的前部间隙控制面。
6、后部间隙控制面的获取。
提取前围板(或前围隔音垫)机舱侧主要表面，沿机舱侧法向外扩(后进气车型外扩f，参见表1)(参见表1)，即得前围板间隙控制面；提取转向机、前托架、真空助力器等部件的主要外廓表面，法向外扩h或i(参见表1)，所得的曲面即为对应部件的间隙控制面；将后部零件间隙控制面进行相互切割，取最小边界即为动力总成布置可行域数模的后部间隙控制面。
7、机舱内零件布置间隙控制面。
提取机舱内体积较大零件(一般为电池、空滤等)外表面，法向外扩r或s(参见表1)，为主要周边环境零件布置间隙控制面。
本发明在各部分间隙控制面获取过程中，各曲面平移量或外扩量如n、p、q等)均根据动力总成的具体结构、设计要求等确定。
在步骤D中，对步骤C所形的间隙控制面进行相互裁剪后，取靠近机舱中心方向最小交集。对形成的最终数模中未封闭“空洞”提取边缘边界进行填充，形成曲面围成的封闭腔体即为动力总成布置可行域数模，如图3和图4所示(图3和图4中各附图标记分别表示为：1、可行域上部间隙控制面；2、可行域左部间隙控制面；3、可行域底部间隙控制面；4、前部间隙控制面；5、右部间隙控制面；6、后部间隙控制面；7、机舱内零件布置间隙控制面)。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力总成布置可行域确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤A、整合动力总成布置相关零部件设计方案，搭建动力总成布置周边环境零件数据；
步骤B、根据动力总成布置环境零件设计方案和结构，结合总布置相关标准，确定动力总成与相关环境零部件的动态间隙、装配间隙与温场间隙要求；
步骤C、分别提取与动力总成布置相关的环境零部件关键曲面，按照步骤B分析得出的动力总成间隙要求，将关键曲面向动力总成方向进行定向延伸或平移，获得关键零部件间隙控制面集合；
步骤D、对步骤C所形的间隙控制面进行相互裁剪后取最小交集，围合形成空间数模，对空洞进行填充，构成动力总成布置可行域数模。
2.如权利要求1所述可行域确定方法，其特征在于，动力总成布置过程中，动力总成与周边环境零部件之间的距离满足间隙要求。
3.如权利要求1所述可行域确定方法，其特征在于，动力总成可行域数模分为上、下、左、右、前、后、其它部件这七个部分，分别获取其各部分间隙控制面，最后拼接成动力总成可行域数模。
4.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，上部间隙控制面的获取方法为：提取发动机罩板外板上表面曲面， 往靠机舱内侧法向外扩；提取发动机罩板结构下表面，往靠机舱内侧法向外扩；两处曲面相交切割取整车高度方向靠下曲面集合，可得动力总成布置可行域数模上部间隙控制面。
5.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，底部间隙控制面的获取方法为：满载地面沿整车高度方向上移，即得动力总成离地间隙控制面；提取底部其它环境零件的靠近动力总成侧外表面，法向放大所得曲面为底部各周边环境零件间隙控制面；将底部各周边环境零件间隙控制面进行相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模底部间隙控制面。
6.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，左部间隙控制面的获取方法为：提取左纵梁内侧边缘规则边线，整车靠右方向平移，然后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成左侧装配间隙控制面；提取左纵梁机舱侧曲面，向靠近动力成侧法向放大，所得曲面可作为动力总成左部动态间隙控制面；将动力总成左侧装配间隙控制面和动力总成左侧动态间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模左部间隙控制面。
7.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，右部间隙控制面的获取方法为：提取右纵梁内侧边缘规则边线，整车靠左方向平移，然后进行整车高度方向拉伸，所得曲面可作为动力总成右侧装配间隙控制面；提取右纵梁机舱侧曲面向靠近动力成侧法向放大，所得曲面可作为动力总成右部布置间隙控制面；将动力总成右侧装配间隙控制面和动力总成右侧动态间隙控制面相交切割取最小交集，即得动力总成布置可行域数模右部间隙控制面。
8.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，前部间隙控制面的获取方法为：提取水箱下横梁靠机舱方向外缘边线，沿整车向后方向整车向后方向平移，将所得曲线沿整车高度方向拉伸，得到动力总成前部装配间隙控制面；提取前部风扇或其它靠近机舱环境零件的机舱侧主要曲面，沿机舱侧法向扩大，形成前部周边环境零件动态间隙控制面；将前部装配间隙控制面与动态间隙控制面进行相互切割，取最小边界为动力总成布置可行域数模的前部间隙控制面。
9.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，后部间隙控制面的获取方法为：提取前围板或前围隔音垫机舱侧表面，向机舱侧方向法向外扩，即得前围板间隙控制面；提取转向机、前托架、真空助力器等部件的主要外廓表面，法向外扩所得的曲面即为对应部件的间隙控制面；将后部零件间隙控制面进行相互切割，取最小边界即为动力总成布置可行域数模的后部间隙控制面。
10.如权利要求4所述可行域确定方法，其特征在于，提取机舱内电池或空滤外表面，法向外扩，形成周边环境零件布置间隙控制面。
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GR01 Patent grant
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