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        汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

        2016-08-20 18:55:16李仁強
        大科技 2016年18期
        關(guān)鍵詞:線徑保險絲柳州

        李仁強

        (柳州悠進電裝有限公司 廣西柳州 545616)

        汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

        李仁強

        (柳州悠進電裝有限公司 廣西柳州 545616)

        汽車的線束系統(tǒng)也被稱為汽車神經(jīng),作為汽車中央控制的核心部件,它擔(dān)任著汽車各種用電器主要連接點,所以如何保證線束系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量,是保證汽車安全的基本條件。而線束系統(tǒng)中的線徑選擇則關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全性,如果選擇的線徑過小,則可能會引發(fā)其斷裂,導(dǎo)致汽車燃燒等不良后果?;诖?,本文主要從線束系統(tǒng)中的導(dǎo)線傳熱模式,還有保險絲的選取等方面進行探討,并對汽車線束與保險絲的計算及匹配實行分析,以供參考。

        汽車線束;線徑;保險絲;計算及匹配

        引言

        汽車線束是汽車安全設(shè)計中的保安零件之一,同時也是保證汽車安全運行的基本條件,但是隨著科學(xué)技術(shù)的進步,汽車也逐漸實現(xiàn)電氣化,汽車安全設(shè)計中的線束回路數(shù)量也需要隨之改變,基于綠色環(huán)保、經(jīng)濟適用性還有裝配空間要求的設(shè)計理念上,應(yīng)該主動將線束往輕量化方向設(shè)計[1]。在線束輕量化的設(shè)計中,需要在保證汽車安全和使用性能的基礎(chǔ)上,對導(dǎo)線實行合理的分析和計算,并注重線徑與保險絲的計算和匹配,以充分完善汽車線束設(shè)計的安全性和可靠性。

        1 線束線徑與保險絲的設(shè)計要素

        ①結(jié)合線徑需要承載的電流特性,還有保險絲所處的工作環(huán)境進行分析,以設(shè)計出合理的保險絲容量;接著,再以承載的特點還有線束的環(huán)境,準(zhǔn)確計算出線束的線徑;如果需要在回路上安置保險絲加以保護,則需要實行線束與保險絲之間的匹配度進行校核,以準(zhǔn)確計算線徑。②計算保險絲就是對額定的工作電流實行合理的計算,但是電流工作中保護存在沖擊電流,還需要在計算中增加沖擊電流的參數(shù);計算出電流容量后,還需要對沖擊電流實行保險絲壽命校核,才能獲得最終的容量結(jié)果。③做好線徑的計算,首要完成的是額定電流的計算,即綜合線徑的承載特性、線束所處的環(huán)境溫度還有同一分支線束中,總的電源回路的數(shù)量等方面進行全面計算。如果存在特殊的回路,則需要增加線束溫升部位內(nèi)容的計算;如果該線束回路需要采用保險絲來保護,則在實行匹配計算過程中,需要保證導(dǎo)線發(fā)煙的整體時間超過保險絲熔斷的時間;最后,做好短路電流的校核工作,以充分保證線束發(fā)生故障時,短路的電流能夠盡量熔斷保險絲,保護整條線徑的安全[2]。

        2 汽車線束與保險絲的計算內(nèi)容

        2.1 導(dǎo)線的傳熱模型

        圖1 工作溫度和發(fā)煙溫度參照標(biāo)準(zhǔn)

        2.2 保險絲的選取

        選擇保險絲時需要綜合考慮各方面的條件,具體包括所負載的電流類型、流經(jīng)電流的范圍,以及保險絲所處的環(huán)境溫度等;其次,確定所要選擇的保險絲的屬于快熔型還是慢熔型,并根據(jù)實際情況進行計算;最后的計算需要結(jié)合以下方面進行,包括連續(xù)額定工作、堵轉(zhuǎn)電流的實際情況等,并結(jié)合負載類型,確定是否需要校核瞬時脈沖還有過渡的電流[3]。

        2.2.1 連續(xù)額定工作的情況

        2.2.2 堵轉(zhuǎn)電流

        以電機類負載為例,在啟動過程中會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況。①需要在堵轉(zhuǎn)電流的位置上安置保險絲;②確定額定電流,常規(guī)下限定在110~135%之間的系數(shù);③最終的結(jié)果即過渡電流的校核為準(zhǔn)。

        2.2.3 瞬時脈沖和過渡電流的校核

        ①瞬時脈沖校核,則是以電路中的脈沖電流波形為主,并準(zhǔn)確計算出脈沖的電流,即I2t,與保險絲的I2t相除后,即可計算出相對的I2t,且確保計算結(jié)果小于30%。②過渡電流的校核。由于風(fēng)扇電機的啟動電流中的沖擊電流時間與瞬時脈沖不同,正常情況下會超過0.1s,因此,計算I2t時需要考慮到,該計算結(jié)果會與熔斷時間變化產(chǎn)生必然聯(lián)系。①需要做出I2t在不同時間變化的曲線,即選擇特定的時間點,結(jié)合熔斷特性計算出改點的I2t,并各個點相互連接起來就可以得出保險絲I2t曲線圖;②根據(jù)沖擊電流的特點做出電流平方與時間變化的積分曲線圖;③將二者做出成相對I2t曲線圖,即可保證其計算結(jié)果小于30%,從而準(zhǔn)確計算出保險絲的額定容量最小值。

        3 汽車線束與保險絲的計算及匹配分析

        將保險絲的容量準(zhǔn)確計算出來后,接下來的工作就是實現(xiàn)線徑的計算和選擇,根據(jù)線束所處的環(huán)境溫度來選擇適宜的導(dǎo)線材質(zhì),并準(zhǔn)確計算出線徑的相關(guān)參數(shù)[4]。此次研究從兩個方面進行分析:①無保險絲保護回路;②有保險絲保護回路。

        3.1 無保險絲保護的回路

        表1 成捆電源回路的折減系數(shù)

        3.2 有保險絲保護的回路

        有保險絲保護的回路中,不僅需要完成以上計算過程,而且有必要完成線束與保險絲之間的匹配和校核;還有短路電流的校核。

        3.2.1 線束與保險絲的匹配校核

        3.2.2 短路電流的校核

        計算導(dǎo)線的阻抗時,需要綜合其長度以及節(jié)點的阻抗進行計算,同時也被稱為回路總阻抗;為了保證保險絲遇到短路情況時能夠及時斷開,設(shè)置保險絲的額定流量值時,需小于短路電流值,如果必須實行試驗驗證則需要選擇新的導(dǎo)線,以確保導(dǎo)線線路的安全性。

        4 結(jié)語

        綜上所述,實行汽車線束與保險絲的計算及匹配分析時,有必要充分掌握二者相匹配時的設(shè)計要素;其次,了解二者的計算內(nèi)容,即導(dǎo)線的傳熱模型等;最后則是汽車線束與保險絲的計算及匹配分析,在實例設(shè)計中需要綜合以上條件,以實現(xiàn)電源回路線徑的最優(yōu)設(shè)計。

        [1]何永利,張中宇.淺談汽車線束設(shè)計方法應(yīng)用[J].大眾科技,2015(06):70~80.

        [2]楊三軍,周峰,張震華,等.汽車電線束插接器標(biāo)準(zhǔn)化的必要性與可行性[J].汽車電器,2016(03):55~59.

        [3]章劍兵.商用車線束系統(tǒng)設(shè)計研究[J].汽車實用技術(shù),2013(11):8~13.

        [4]張斌.汽車線束設(shè)計策略及原材料選用方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2015(23):132~134.

        U463.62

        A

        1004-7344(2016)18-0307-02

        2016-6-10

        李仁強(1979-),男,廣西柳州人,助理工程師,本科,主要從事汽車線束開發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)制作方面的工作。

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