汽車線束是汽車電路的網絡主體,線束的設計裝配很重要,本文詳細介紹瞭重卡汽車線束的設計要求和規範,以及在裝配過程中的常見問題和改進方案。
01 線束設計規範
1.1 線束設計流程
汽車線束設計原則應是以最短的電線距離、最少的電線根數、最合适的電線截面並(bìng)選擇合适的連接器及端子加以正確(què)可靠的連接,從而提高工作的可靠性。完整的六級項目線束設計應包括:電器功能表設計、熔斷器和繼電器配置、原理圖設計、三維線束及配電裝置布置、線束二維圖生成、線束及配電裝置安裝圖生成、線束系統明細生成、線束裝配驗證、電氣系統功能驗證。
圖1 線束設計流程
1.2 設計規(guī)範(fàn)包含的子系統和零部件
設計規範包含的系統有:370電器原理圖、374車(chē)身線束、362底盤線束;底盤線束包括車(chē)架線束1、車(chē)架線束2、發動機線束、變(biàn)速器線束、翻轉機構線束、起動機電源線、蓄電池線、搭鐵線等;車(chē)身線束包括車(chē)身主線束、頂棚線束、左門線束、右門線束等。
1.3 設計要求
GB 7258-2012《機動車運行安全技術條件》條例8.6.2針對電器線束規定以下内容:電器導線應具有阻燃性,客車發動機艙内和其他熱源附近的線束應採用耐溫不低於(yú)125℃的阻燃電線,其他部位電線應採用耐溫不低於(yú)105 ℃的阻燃電線,波紋管阻燃性能應達到GB/T 2408-2008表1中的V-0級要求,所有電器導線應捆紮成束、布置整齊、固定卡緊、接頭牢固並(bìng)在接頭處裝設絕緣套,在導線穿越孔洞時應裝設阻燃耐磨絕緣套管,電器原件應連接可靠,乘員艙外部的接插件應具有防水要求。
02整車線束分類
2.1 ETX整車(chē)線束分類(lèi)
車(chē)身部分包括車(chē)身主線束總成、駕駛室頂棚線束總成和左/右門線束總成(帶(dài)電動門窗)。其中,車(chē)身主線束總成連接的主要功能件包括儀表、繼電器及保險、部分開關及前部燈具等;駕駛室頂棚線束總成連接的主要功能件包括收錄機、行駛記錄儀、示高燈、部分開關等;左/右門線束總成連接的主要功能件包括電機、後視鏡加熱等。
底盤部分包括前車(chē)架線束總成、後車(chē)架線束總成、發動機預裝線束(非國Ⅳ車(chē)型)、翻轉機構線束、變(biàn)速器線束和電源線(蓄電池-至車(chē)架)。
底盤線束分類包括以下幾(jǐ)個(gè)部分。
a)前車(chē)架線束總成:發動機ECU、發電(diàn)機、起動機、電(diàn)磁閥等。
b)發動(dòng)機預裝線束:發電(diàn)機、起動(dòng)機(有預裝線束)等。
c)後車(chē)架線束總成:差速鎖開關、第二油門、尾燈(dēng)等。
d)翻轉機構(gòu)線束:翻轉開關(guān),蜂鳴器等。
e)變(biàn)速器線束:空擋(dǎng)開關、倒擋(dǎng)開關、高低擋(dǎng)開關、取力器開關。
f)電(diàn)源線:連接蓄電(diàn)池到啓動(dòng)機。
2.2 選裝部分
車(chē)輛還有部分選裝總成,這包括制動線束總成、 ABS線束(駕駛室内)和盤橋線束總成。其中,制動線束總成包含電磁閥和輪速傳(chuán)感器;ABS線束包含ECU、ABS開關;盤橋線束總成則包括摩擦片開關。
03線束輔料及布置的技術要求
3.1線束輔料
3.1.1 導線的外保護
線束外包紮起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止幹擾、降低噪聲、美化外觀的作用,包裹物的種類一般有膠帶、波紋管、PVC軟管、編(biān)織套管等,需根據線束所處(chù)不同環境選擇不同的包裹物。一般情況下,按以下原則考慮。
a)在幹區、固定良好、不受外界影響的地方,使用PVC膠帶、布基膠帶全纏(chán)或花纏(chán)或浸膠尼龍布包裹即可,這種結構具有柔性,便於(yú)布線,一般在儀表闆的地方使用。PVC膠帶應滿足QB/T 2423-1998《聚氯乙稀(PVC)電氣絕緣壓敏粘帶》要求。
b)在有可能與其他部件接觸(chù)、摩擦、撞擊時,採(cǎi)用波紋管保護。
c)在通過孔時,孔應該用橡膠護套保護,線束用波紋管或PVC軟管。要在很狹窄的地方折彎,或者需跨過銳邊(biān)時,還要使用護線闆加以保護。如果是在排氣管附近,還要採(cǎi)取隔熱處理。不論用波紋管或PVC軟管,在端頭處,均應用PVC膠帶封頭。
d)對有特殊防水要求的電(diàn)纜必須使用帶(dài)密封膠的熱縮管。
3.1.2 包紮(zhā)用原材料的性能分析
a)波紋管在線束包紮中一般占比約60%,甚至更多。該産品主要特點是耐磨性較好,在高溫區耐高溫性、阻燃性、耐熱性都很好。波紋管的耐溫在-40 ℃~150 ℃間。它的材質一般分PP和PA2種。PA材質在阻燃、耐磨方面優於(yú)PP材質;但PP材質在抗彎曲疲勞性方面強於(yú)PA材質。波紋管又分爲:開口波紋管、閉(bì)口波紋管、拉鏈式波紋管。
b)PVC管的功用和波紋管差不多。PVC管柔軟性和抗彎曲變形性較好,而且PVC管一般爲閉(bì)口,所以PVC管主要用於(yú)線束拐彎的分支處,以便使導線圓滑過渡。PVC管的耐熱溫度不高,一般在80 ℃以下。
c)膠帶(dài)在線束中起到捆紮、耐磨、絕緣、阻燃、降噪、作标記等作用,在包紮材料中一般占比30%左右。線束用膠帶(dài)一般分PVC膠帶(dài)、絨布膠帶(dài)和布基膠帶(dài)3種。PVC膠帶(dài)耐磨性、阻燃性較好;耐溫在80 ℃左右,降噪性不好,價格較便宜。絨布膠帶(dài)和布基膠帶(dài)材料爲PET (聚酯纖維)。絨布膠帶(dài)的包紮性和降噪性更好,耐溫在105 ℃左右;布基膠帶(dài)的耐磨性更好,耐溫更高150 ℃左右。絨布膠帶(dài)和布基膠帶(dài)共有的缺點(diǎn)是阻燃性不好,價格昂貴。
d)編(biān)織套管在線束包紮中應用在高磨損環境中。主要特點是耐磨性較好,可适應電纜壓縮時産生的膨脹和拉伸時的收縮,並(bìng)可快速簡便的對電纜進行包裹。編(biān)織套管柔軟性和抗彎曲變形性很好,材質一般爲PET,耐溫在-40-150 ℃間。缺點是價格昂貴。
3.2 線束布置
線束布置是一個正向設計的過程,在設計早期就要嚴謹考慮實行並(bìng)行工程,在整個車型開發過程中要充分考慮到線束布置空間的預留。這樣可以提高線束布置的可靠性,避免産(chǎn)生問題,改進裝配工藝,減少支架數量,降低材料成本,提高整車和系統的可靠性。
3.2.1 線(xiàn)束布置的基本要求
a)根據GB 7258-2012第8.6.2的要求:所有電器導線均應捆紮成束、布置整齊、固定卡緊、接頭牢固,並(bìng)在接頭處(chù)裝設絕緣套,在導線穿越孔洞時應裝設阻燃耐磨絕緣套管或橡膠套。
b)各線束應按産品圖樣及技術文件的要求合理布置,連接正確(què),固定可靠,不得有線路松動、脫落和幹涉現象,合理採(cǎi)用線束支架。
c)線束安裝時,應遠離熱源,其中包括發動機排氣管、空壓機、發動機缸體高溫部分等,距離不得小於(yú)120 mm,無法回避的地方,必須採(cǎi)用隔熱保護措施,如圖2所示,線束安裝不得靠近風扇、傳動軸等運動部件,距離不得小於(yú)80 mm。
3.2.2 線束實(shí)物安裝捋順操作規(guī)程
由於(yú)線束總成的柔性結構,不可能像剛性零部件一樣,在圖紙上完全確(què)定其走向和固定節點。所以,線束的合理布置設計需經過3個階段。
a)設計階段:根據電器零部件固定位置,確(què)定線束走向,完成線束總成設計;b)試裝改進階段:通過線束總成在樣車試裝,調整線束長(zhǎng)度尺寸。
c)線束走向實物捋順階段:確(què)定線束固定支架結構及固定位置、線束紮帶的固定位置、車架上需要增加或移動的孔位等,使線束走向合理避讓車架左、右縱梁内側(cè)其他零部件。
04現場(chǎng)常見(jiàn)線束布置問題解析及優化改進
4.1車(chē)架線束布置需遠離(lí)熱源
線束設計走向必須遠離熱源。在布置空間緊張的重卡汽車中,可以設計隔熱闆或者給線束增加防熱護套避免熱源。除瞭設計時避免熱源,在裝配時有熱源的地方捆紮要合理緊湊。
4.2線束與油管電源線
線束可以與制動管路同時捆紮,具有較大電流的(大於(yú)1A)的線束不與油箱或油管直接接觸,應避免與油管捆紮在一起。設計時線束走車(chē)架第二排或者排孔捆紮,油管走最下面一排孔捆紮,油管過孔與線束過孔必須分開
4.3 線束固定
預留功能接頭應設計帶(dài)密封防護,其分支線束就近固定於(yú)幹線上,不得堆積和散落
線束在支架上的固定應防止支架棱邊的磨損以及穿過孔洞時注意磨損,線束應該嚴格捆紮在支架裏面不得與棱邊幹涉,在孔洞處增加防磨護套,線束拉帶捆紮時不能捆紮太近,防止線束擠壓變形,影響線束性能。
4.4 電源線布置問題
電(diàn)源線必須用管夾固定,同時電(diàn)源線接頭必須有絕緣防護罩。另外,電(diàn)源線不得與金屬油管、空調制冷用金屬管、燃油管和燃油箱接觸(chù)。
線束懸空部位, 如有其他可依附物( 如氣(qì)管等) 每200~250 mm與依附物固定一次,每400 mm與車(chē)架使用支架固定一次;如無依附物時每300 mm使用支架固定一次
05總 結
汽車(chē)線束是汽車(chē)電路的網絡主體,沒有線束也就不存在汽車(chē)電路,汽車(chē)就成爲一個沒有血液的空殼,針對管線路在裝配、檢驗過程中需控制的要素,如管線路走向不一緻、管線亂、缺固定、管路相互幹涉、交叉、漏氣、外觀等,目前技術文件所具有的裝置圖、原理圖、照片圖等僅表達瞭(le)零部件之間的裝配關系,在以後設計中圖紙應該完全清楚的标示線束走向以及裝配過程中應該注意的特性要求,設計圖紙還需要進一步完善。

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