趙 龍

（山東臨工工程機(jī)械有限公司，山東 臨沂 276023）

1 引言

隨著非道路用的工程用車大噸位和新能源趨勢(shì)的發(fā)展，電氣系統(tǒng)在整車方面所占比重越來(lái)越高。以挖掘機(jī)為例，電氣部件通常包括電池、電控、顯示單元、GPS、腳踏、收音機(jī)、K-PAD、空調(diào)控制單元、攝像頭、LED燈、傳感器、電磁閥等。這些元件有些是通過(guò)傳遞電信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)值的測(cè)量，比如溫度、壓力、液位等，通過(guò)給傳感器一個(gè)高電位/低電位，把內(nèi)部電阻值的變化轉(zhuǎn)化成電流，根據(jù)電流與這些待測(cè)參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的數(shù)值大小。另外一些需要CAN通信連接，比如整車ECU、顯示器、收音機(jī)等，除了供電，還有圖像、聲音等信號(hào)的關(guān)聯(lián)和傳輸。

不管是電信號(hào)還是通信傳輸，所有功能都是以線束為媒介實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)?，因此，電氣連接的可靠性決定了信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、電氣系統(tǒng)的安全性以及整車電氣的耐久性。本文從工藝和設(shè)計(jì)兩個(gè)角度出發(fā)，列舉并驗(yàn)證了提高線束品質(zhì)和可操作性的方法和措施，為線束廠家和主機(jī)廠線束設(shè)計(jì)人員做線束方面的改善提供了思路和借鑒點(diǎn)。

2 線束設(shè)計(jì)及工藝優(yōu)化

2.1 波紋管改成自卷管

除了車架線束，為了方便實(shí)際裝車，簡(jiǎn)化裝配流程，減小裝配難度，整車線束還包括很多過(guò)渡線束，以實(shí)現(xiàn)電器終端與主線束的連接。由于過(guò)渡線束和小線束的長(zhǎng)度較短，分支較少，使用波紋管往往不能靈活地布置線束的走向。波紋管和自卷管對(duì)比如圖1 所示，波紋管改成自卷管，可以完美解決上述的問(wèn)題。自卷式紡織套管（SCS）采用聚酯單絲及聚酯復(fù)絲紡織而成，具有柔軟、質(zhì)輕的特點(diǎn)，得益于其開口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，自卷管方便安裝，容易維護(hù)。正是由于自卷管的上述特點(diǎn)，使其可以在小線束的外包裹材料中廣泛應(yīng)用。

圖1 波紋管和自卷管對(duì)比圖

2.2 波紋管末端包扎工藝改進(jìn)（圖2）

圖2 波紋管末端包扎工藝改進(jìn)前后對(duì)比

如圖2a所示，在線束分支的末端，波紋管與線束結(jié)合處，通常的做法是使用絕緣膠帶纏繞，以使波紋管與線束緊密配合，牢固固定在一起，防止外部的水、雜物等通過(guò)波紋管與線束間的縫隙進(jìn)入線束內(nèi)部，造成線束的絕緣可靠性降低。由于波紋管一般處于線束保護(hù)的最外層，主要作用是抵御外部的碰撞和摩擦，因此硬度較高。在波紋管與線束的結(jié)合處，波紋管的橫切面比較鋒利，容易在與線束的碰撞和反復(fù)摩擦過(guò)程中對(duì)線束外部絕緣皮造成損毀，造成電線之間或者電線與車架連接，引起線路短路或線路連接邏輯錯(cuò)誤。

在插接器尾部線束預(yù)留一定長(zhǎng)度的裸線，使用PVC管或者帶膠熱縮管連接波紋管與線束（圖2b），可以避免線束與波紋管的直接接觸，大大降低線束磨損的風(fēng)險(xiǎn)。為了提高插接器的防水性能，可以使用PVC管一端套住波紋管，另一端延伸到插接器根部。套在波紋管的PVC管應(yīng)用絕緣膠帶纏繞固定，另一端靠近插件尾部的位置，使用小扎帶鎖緊PVC管與線束。其中，小扎帶的固定位置與插件的孔位數(shù)有關(guān)，扎帶固定位置與插件尾部的距離，2芯以下插件預(yù)留15mm，3～8芯預(yù)留30mm，8芯以上預(yù)留30～50mm。這樣做的目的是防止扎帶固定位置離插件尾部過(guò)近，造成電線的拉拖力加大，引起線束退針。同時(shí)，從成本角度考慮，PVC管相較帶膠熱縮管有優(yōu)勢(shì)，在制作車架線束或者批量產(chǎn)品的情況下，可以降低成本。

2.3 線束分支防錯(cuò)設(shè)計(jì)

整車的電氣電控單元有很多接口是一致的，而且間隔較近，比如控制油路走向的電磁閥，普遍采用的是德馳兩芯插接器對(duì)接口。雖然通過(guò)選配不同規(guī)格的兩芯插件可以做到防錯(cuò)的目的，但是在兩芯插件對(duì)接口較多的情況下，此種防錯(cuò)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)。從線束制作的角度，一般可以從3個(gè)方面出發(fā)，在設(shè)計(jì)階段做改進(jìn)優(yōu)化，以避免線束實(shí)際裝車插接器插錯(cuò)，造成功能故障的問(wèn)題。

一方面是顏色標(biāo)記，也就是在線束分支的末端，采用不同顏色的膠帶纏繞，以此做標(biāo)記區(qū)分不同的功能分支。該方法直觀簡(jiǎn)單，可有效提高現(xiàn)場(chǎng)裝配人員對(duì)不同分支功能的識(shí)別和區(qū)分。另一方面是線束分支長(zhǎng)度區(qū)分，根據(jù)插接器對(duì)接的具體位置和線束走向，線束分支長(zhǎng)度結(jié)合三維數(shù)模和實(shí)際裝車做對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，避免線束長(zhǎng)度一致，造成現(xiàn)場(chǎng)裝配的識(shí)別困難。最后是插接器噴碼標(biāo)識(shí)，插接器根據(jù)功能不同，通常采用字母和數(shù)字的組合命名，以此給每個(gè)插接器身份認(rèn)證，區(qū)分不同的插接器。線束防錯(cuò)設(shè)計(jì)示意如圖3所示。

圖3 線束防錯(cuò)設(shè)計(jì)示意

3 結(jié)論

線束的工藝制作和設(shè)計(jì)水平，直接決定了現(xiàn)場(chǎng)裝配的難易程度、線束使用壽命以及電氣系統(tǒng)的安全性。通過(guò)以上3個(gè)方面的改善，可以為總裝人員的現(xiàn)場(chǎng)裝配提供便利，減少相近分支插接器插錯(cuò)的可能，提高了線束的耐磨損、絕緣防護(hù)以及防塵防水等的性能。