劉雯,趙小洋,康思宇,何科偉
(陜西重型汽車有限公司,陜西 西安 710200)
汽車電子系統(tǒng)是汽車的重要組成部分,線束是汽車電器的主體部分,是電力和信號的傳輸通道。電子系統(tǒng)是由包裹成束的電線,連接件,固定板和膠帶的組成。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對車輛的耗油性能,排放性能,安全性以及舒適性的要求越來越高,而這些所有功能都依賴于汽車電子技術(shù)的應(yīng)用。在汽車線束的設(shè)計中,最根本的要求就是:安全可靠,拆卸方便,節(jié)約材料,節(jié)省空間和布局美觀。隨著大量電器設(shè)備的應(yīng)用以及車內(nèi)空間的局限性,車內(nèi)布線的空間越來越小,布線難度越來越大。在提高汽車性能的同時也造成了車內(nèi)線束布置復(fù)雜,車輛可靠性降低等問題。因此線束的設(shè)計以及合理布局也成為整車電器設(shè)計的重要內(nèi)容。本文以某重型汽車為例,主要介紹汽車線束走向、空間布置以及插接器的選擇。
在線束的固定上,應(yīng)盡可能貼合車身,這一點不同的國家方式各異。日本汽車多數(shù)將線束固定卡板捆扎在線束上,裝配時卡在汽車板金件的圓孔里,此方法對線束的尺寸要求較高。德國汽車普遍用扎帶進行捆扎固定,車身前及側(cè)圍板,縱梁、側(cè)圍內(nèi)板等處焊有不同形式的螺釘,裝配時用各類扎帶,線夾將線束捆扎。這種裝配方法較為靈活,容易調(diào)整。美國汽車則采取兩種方法的結(jié)合。新型重載汽車的線束根據(jù)具體情況使用專用的卡箍、扎帶和支架等,用以支撐和保護線束,保證線束走向合理,定位牢固,具體布線要求一般符合以下幾個方面:
(1)線束應(yīng)沿著車身的邊,槽,梁等部位走線,以避免線束承受壓力。
(2)為了降低線束長度,盡量選擇H型布線。
(3)在線束過銳邊或過孔處應(yīng)注意保護。
(4)布線時盡量避開或遠(yuǎn)離熱源。
(5)確保與運動件之間留有安全距離。
(6)車身外部插接件應(yīng)注意防塵防水。
(7)線束布置不應(yīng)出現(xiàn)大于300mm隔空布線。
(8)插接件盡量避免垂直布置,以防塵防水。
(9)線束布置應(yīng)避開燃油管路。
以某重型卡車產(chǎn)品為例,駕駛室線束因駕駛室類型不同,有一定的差異,但是總體布置方式基本相同。駕駛室外圍的線束有左、右頂棚線束;左、右車門線束;左、右前部線束以及天線饋線等線束。駕駛室內(nèi)部主要有駕駛室線束總成(儀表臺線束)以及駕駛室附加線束(地板線束等)。駕駛室布置線束時,應(yīng)選擇兩個固定點不大于300mm,且在拐角處增加固定點;在插接件的 120mm處增加固定點,以減少插接件內(nèi)端子承受震動和線束重量,并在主線束的分支處增加固定點;在部分位置為了保證線束的方向性,應(yīng)使用帶定位的卡扣;在部分位置為了保持線束與周邊的間隙,應(yīng)使用硬管或夾板,以保證線束不變形;線束外露與車身產(chǎn)生摩擦的部分用波紋管進行保護,距離排氣管較近的部位采用150的閉口波紋管。
插接器是線束的核心部件,插接器的性能直接決定著線束整體的性能,而且對全車電器穩(wěn)定性,安全性起著決定性作用。
插接器的作用:一是各端子間的絕緣;二是利用限位自鎖和退鎖對端子定位,保證其可靠連接,降低接觸電阻,防止對接時產(chǎn)生軸向運動;三是保證與各電氣部件護套良好對接。
插接器的選取原則:插接器選取要保證與電器件之間的良好接觸,使接觸電阻降為最低,為提高可靠性,優(yōu)先選取雙彈簧式壓緊結(jié)構(gòu)的插接件;根據(jù)導(dǎo)線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件;發(fā)動機艙內(nèi)對接的護套,由于溫度、濕度偏大且存在很多腐蝕性氣體與液體,因此一定要選擇防水性護套;基于汽車外觀整體的協(xié)調(diào)性,發(fā)動機艙內(nèi)優(yōu)先選取黑色或深色護套;同一條線束中若用同一種護套,其顏色一定要有區(qū)別;為減少線束對接護套的種類和數(shù)量,優(yōu)先選取混合型件,使裝配固定方便;對于要求性能較高的安全氣囊,ABS、ECU等用的端子插接件,優(yōu)先選取鍍金件以保證安全可靠性。
為保證裝配,維修的可靠性,同一分支處的線束中同一型號的絕緣護套不能重復(fù)使用,但如今線束總成的回路越來越多,在線束主干線上同一處開始分支的成組線束越來越多,單從型號上來保證可靠性已滿足不了需求。因此在設(shè)計選用插接器時,要廣泛應(yīng)用防錯技術(shù),不僅要考慮型號,還要考慮顏色,考慮定位槽位置,考慮公端還是母端,導(dǎo)線顏色等。通過這些插接器的選取,可以有效降低裝配時出現(xiàn)錯插的可能性。在設(shè)計過程中,如果多應(yīng)用一些防錯技術(shù)并考慮一些可靠性,不僅能提高設(shè)計可靠性,而且對提高整車電器的可靠性會十分明顯。
圖1 不同規(guī)格的插接器
圖2 車輛線束插接器實物圖
汽車線束外包扎應(yīng)起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防干擾,降低噪音,美化外觀的作用。一般根據(jù)工作環(huán)境和空間大小進行線束捆扎。對于工作環(huán)境惡劣的線束,用高阻燃、防水、機械強度高的波紋管包扎。對于環(huán)境相對較差的線束大部分枝干也可用阻燃性較好的波紋管進行包扎,部分分支用PVC管包扎。對于儀表臺來說,環(huán)境相對較好,可用膠帶全纏或花纏。門線和頂棚線工作空間較小,可用膠帶全纏,部分分支可用工業(yè)塑料布包扎,較細(xì)的頂棚線可用海綿膠帶粘在車身上。底盤線因與車體接觸部位較多,因此用波紋管包扎防止線束磨損。
車輛在運行過程中不可避免會造成線束與周邊物體的磨損,因此汽車要做好線束防護措施是很有必要的。車門線束在與車身連接處要預(yù)留夠足夠的長度,
而且還要防止關(guān)閉車門后線束的過多積聚;車身內(nèi)部布置一些車內(nèi)附加線束,應(yīng)充分考慮線束是否會與車內(nèi)其它部件產(chǎn)生摩擦(如車內(nèi)加強鈑金以及焊接螺栓等);部分線束與車身產(chǎn)生相對運動,發(fā)出聲音的部位,應(yīng)增加海綿或固定,以免產(chǎn)生噪音。
合理布置整車線束,可以說是非常復(fù)雜的,需要從設(shè)計,裝配,使用等多個方面對線束進行嚴(yán)格的要求。設(shè)計是第一環(huán)節(jié),也是提高線束最重要的一個環(huán)節(jié)。因此在設(shè)計過程中就應(yīng)對線束進行嚴(yán)格要求,保證在裝配環(huán)節(jié)達(dá)到可靠無誤。