劉 朋, 張同生, 李國(guó)偉
(鄭州宇通重工有限公司控制研究所, 河南 鄭州450051)
電線束是車輛信號(hào)與能量傳遞的重要通道, 是車輛的 “神經(jīng)線”。 工程機(jī)械車輛電線束系統(tǒng)因工程機(jī)械車輛自身特點(diǎn)及工作環(huán)境特殊性決定了其設(shè)計(jì)與安裝不同于其它普通車輛。
設(shè)計(jì)與安裝工程機(jī)械車輛線束首先考慮工程機(jī)械車輛自身特點(diǎn)及工況。 工程機(jī)械車輛工作環(huán)境大多很惡劣, 譬如煤廠、 礦山、 建設(shè)工地等, 其工作有以下共同特點(diǎn): ①路況差, 粉塵大, 車輛運(yùn)行過程中振動(dòng)強(qiáng)烈; ②車輛運(yùn)行時(shí)間不固定, 部分車輛工作時(shí)間超長(zhǎng), 如寬體礦用自卸車每天運(yùn)行時(shí)間大多超過20個(gè)小時(shí); ③車輛運(yùn)距短, 工程機(jī)械車輛運(yùn)輸距離一般不超過15 km; ④工程機(jī)械車輛保養(yǎng)及維修頻次與普通車輛相比更高。
上述特點(diǎn)決定工程機(jī)械車輛線束的特殊性。 與普通車輛相比, 設(shè)計(jì)與安裝工程機(jī)械車輛線束應(yīng)具備以下特點(diǎn): ①更高可靠性, 更好密封性, 具體就是防水、 防油、 防塵、 防振、 防熱、 防摩、 防落物; ②應(yīng)保證線束有足夠的裕量, 特別在安全線規(guī)選擇上要充分考慮工程機(jī)械車輛運(yùn)行的時(shí)間特性,如運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、 起動(dòng)頻繁; ③應(yīng)根據(jù)整機(jī)功能與特點(diǎn)做到模塊化, 方便拆裝, 便于維修, 節(jié)省車輛保養(yǎng)與維修時(shí)間。
電氣系統(tǒng)導(dǎo)線可選用汽車、 拖拉機(jī)用低壓導(dǎo)線QVR、 QFR及QB汽車用薄壁絕緣低壓電線。 導(dǎo)線顏色可參照J(rèn)B/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜(電線)》 執(zhí)行。 相關(guān)引用標(biāo)準(zhǔn)QC/T 730—2005 《汽車用薄壁絕緣低壓電線》、 JB/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜 (電線)》、 QC/T 414—1999 《汽車用低壓電線的顏色》。
礦用車供電方式及多數(shù)用電設(shè)備與載貨汽車相同。 一般線路允許電壓降6 V的不大于0.5 V, 12 V的不大于1 V, 24 V的不大于2 V。 據(jù)此, 我們可以計(jì)算導(dǎo)線截面積S
式中: ρ——導(dǎo)線電阻率, Ω·mm2/m; I——流過導(dǎo)線的電流, A; L——導(dǎo)線長(zhǎng)度, m; △U——導(dǎo)線的電壓損失, V。
應(yīng)當(dāng)指出, 圓整后的導(dǎo)線截面積大小應(yīng)該考慮導(dǎo)線扎束后發(fā)熱和機(jī)械強(qiáng)度, 一般導(dǎo)線截面積不應(yīng)小于0.5 mm2。
工程機(jī)械各電器設(shè)備可根據(jù)負(fù)載電流的大小選擇所用電線的截面積。 長(zhǎng)時(shí)間工作電器設(shè)備可選用電線實(shí)際載流量的60%; 短時(shí)間工作的電器設(shè)備可用電線實(shí)際載流量的60%~100%之間。 具體參照表1與表2。
表1 汽車拖拉機(jī)用低壓導(dǎo)線允許載流量
表2 工程機(jī)械用電系統(tǒng)電線截面積選擇參考值
1) 線束插接件選擇首先要滿足標(biāo)準(zhǔn)QC/T 29106—2004 《汽車低壓電線束技術(shù)條件》 的規(guī)定。
2) 盡量使用最少量車輛系統(tǒng)連接接口。 中間連接件的數(shù)量越多, 產(chǎn)生誤連接或端頭與插接件之間出毛病的可能性就越大。 選擇車輛接口插接件時(shí), 應(yīng)考慮其四周密封性能, 是否具備良好的鎖定機(jī)制以保證插接件之間的完全配合。
3) 由于不同連接點(diǎn)導(dǎo)線數(shù)目各不相同, 以及考慮到環(huán)境因素等, 要求用多種不同的插接件來實(shí)現(xiàn)線束與控制系統(tǒng)中其它部件的連接。 設(shè)計(jì)過程中要求做到: 各插接件尺寸不同, 插口形狀也不相同, 以避免誤將某個(gè)線束單元與控制系統(tǒng)中不相干部件相連; 少數(shù)情況下, 不同的連接點(diǎn)也可以采用同一種通用插接件, 但線束的長(zhǎng)度各不相同, 以避免插接件連接錯(cuò)誤的情況發(fā)生。
4) 所有未用的插接件端頭都必須將其堵住。部分接合的端頭會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生間歇性回路或斷路。 如果插接件之間難以接合, 不要強(qiáng)制將它們接上, 否則會(huì)擰彎或擰斷針腳。 在接合之前, 應(yīng)檢查插接件之間是否未對(duì)準(zhǔn)。 所有插接件都應(yīng)安裝在易于接觸的地方, 并具有適當(dāng)?shù)纳鞆埢貜?fù)性, 以有利將來的車輛維護(hù)。
5) 插接件防護(hù)措施: ①插接件應(yīng)盡可能放置于駕駛室、 電器艙內(nèi); ②安裝插接件時(shí), 一定要將暴露于外的密封端朝5下; ③插接件兩端約40 mm處用扎帶固定, 這樣做可以防止路面泥漿飛濺與石頭撞擊產(chǎn)生的損害, 可避免插接件內(nèi)積存污物和濕氣, 以阻止振動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電路斷斷續(xù)續(xù)。
1) 不能讓導(dǎo)線與尖銳、 摩擦性的表面接觸或有可能接觸。 尖銳面包括螺紋、 螺栓頭、 支架、 尼龍電纜切口及鈑金棱邊等。 線束通過金屬板邊緣的時(shí)候必須使用橡膠護(hù)邊或使用一段導(dǎo)管。 導(dǎo)線保護(hù)得不好就有可能被擦破, 導(dǎo)致短路或斷路。 避免線束與尖銳、 摩擦性的表面接觸, 或被放置于可能受到擠壓的位置。
2) 布線時(shí)應(yīng)繞開銳邊、 絞纏、 擠壓、 切割或摩擦, 每隔200~400 mm就應(yīng)該用尼龍電纜束縛帶或表面覆設(shè)橡膠或塑料的金屬夾固定好。 由于導(dǎo)線捆綁在一起后直徑減小, 其固定點(diǎn)就要近一些。 在所有控制部件和速度傳感器附近的線束的固定都應(yīng)提供適當(dāng)?shù)纳鞆埢貜?fù)性、 足夠松開度, 以避免連擠處被拉得太緊。
3) 線束布置應(yīng)以約300 mm間隔沿車身骨架或底盤大梁固定好, 避免線束固定在油路、 水管等處。考慮到運(yùn)動(dòng)部件可能會(huì)將接頭拉離造成連接斷斷續(xù)續(xù), 盡量避免將線束放置于接近運(yùn)動(dòng)部件的地方,如皮帶、 風(fēng)扇、 滑輪、 PTO軸承、 輸出軸、 轉(zhuǎn)向盤軸桿、 活動(dòng)座椅機(jī)構(gòu)、 油門踏板、 車門、 搖桿等。
4) 線束的安放位置應(yīng)與熱源保持不小于100 mm的距離。 熱源包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)和支管、 電器散熱槽、 油冷卻器和水箱等。 要保護(hù)線束不遭受高溫侵襲, 可采取的保護(hù)措施包括: 防熱罩、 熱反射帶、 高溫導(dǎo)管等。 例如, 如果線束距離排氣管支路小于200 mm或與排氣管端部距離小于100 mm, 就需要采取防熱措施。
5) 在高頻導(dǎo)線和高能元件 (電流量大于5 A的電磁閥和繼電器, 例如電源總開關(guān)、 起動(dòng)繼電器等) 與控制系統(tǒng)的速度傳感器和低電流模擬信號(hào)線(油面?zhèn)鞲衅鳎?溫度傳感器, 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器等) 之間距離不能低于0.5 m, 以避免信號(hào)傳遞受到干擾和影響。
6) 特殊情況處理: 允許將線束安放在變速器外殼上, 但需保證不存在拉伸。 考慮到傳動(dòng)系會(huì)在車架內(nèi)運(yùn)動(dòng), 兩固定點(diǎn)之間的線束不能處于繃緊狀態(tài)。 “繃緊” 是指超過了線束本身所具有的張力,“固定點(diǎn)” 為線夾、 插接件、 纏結(jié)帶等。 不要拉緊插接件線排處導(dǎo)線, 以免使導(dǎo)線與線排總是處于繃緊狀態(tài)。 “線排” 是插接件背面的塑料片段, 用于彎曲導(dǎo)線, 不使它們拉壞密封。 不要拉緊插接件導(dǎo)線, 以免使密封脫開或撕裂。
[1] JB/T 8139—1999, 公路車輛用低壓電纜 (電線)[S].
[2] QC/T 730—2005, 汽車用薄壁絕緣低壓電線[S].
[3] QC/T 414—1999, 汽車用低壓電線的顏色[S].
[4] QC/T 29106—2004, 汽車低壓電線束技術(shù)條件[S].