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汽车线束设计基础知识
作者:西安三星空调系统工程有限公司 发布日期:2019-07-24

  汽车线束是汽车电路的网络主体,没有线束也就不存在汽车电路。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高,汽车线束变得越来越复杂,但车身给予线束的空间却越来越小。因此,如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注的焦点,而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造,和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。下面就谈谈线束的一般设计流程和设计原则。

  蓄电池直接供电系统(一般称常电或30电)。这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重要件,主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的加以控制,确保这些件即使汽车发动不起来也能短暂正常工作,以方便到站点维修等。如:发动机ECU及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作电源、ABS控制器的电源、诊断接口电源等。

  断路器最大的特点是可恢复性,但其成本较高,使用较少。断路器一般都是热敏机械装置,它利用两种金属的不同热变形,使触点开闭或自行接通。新型的断路器,使用PTC固体材料作为过流保护元件,它是一种正温度系数的电阻,根据电流或温度的高低断开或接通。这种保护元件的最大优势是当故障排除后能自动接通,不需人工调节和拆换。

  

  发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大,且易受其他用电设备干扰,所以这些件的搭铁点一定要单设。

  对于安全气囊系统,它的搭铁点不仅应单设,而且为了确保其安全可靠,最好采用复式搭铁。其目的是其中一处搭铁失效,系统可以通过另一搭铁点搭铁,确保系统安全工作。

  弱信号传感器的搭铁最好独立,搭铁点最好是在离传感器较近的位置,以保证信号的真实传递。

  其他电器件可根据具体布置情况相互组合共用搭铁点。原则是就近搭铁,避免搭铁线过长,造成不必要的电压降。

  此流程主要是模拟仿真不同区域的线束走向、直径,考虑线束过孔的密封和保护,模拟线束的固定孔位和固定方式等,如图1所示。三维布线用的主要软件有PRO-E、UG和CATIA等。

  插接件是线束的核心部件,插接件的性能直接决定着线束整体的性能,而且对全车的电器稳定性、安全性起着决定性的作用。1

  插接件选取要保证与电器件的良好接触,使接触电阻降为最低,提高可靠性,优先选用双弹簧式压紧结构的插接件。根据导线的截面积和通过电流的大小合理选择插接件。

  发动机舱内对接的护套,由于舱内温度、湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体,因此一定要选择防水性护套。

  在同一条线束中若用同一种护套,其颜色一定要有区别。基于汽车外观的整体协调性,在发动机舱中应优先选用黑色或深色的护套。

  对于要求性能较高的安全气囊、ABS、ECU等用的端子插接件,应优先选用镀金件以保证安全可靠性。

  插接件用的铜主要是黄铜和青铜(黄铜的硬度比青铜的硬度稍低),其中黄铜占的比重较大。另外,可根据不同的需求选择不同的镀层。

  线束设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能。例如:发动机周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也很多。因此,一定要使用耐高温、耐油、耐振动、耐摩擦导线;行李厢盖上的导线要在低温下保持其弹性,所以要选用冷弹性导线保证其正常工作;自动变速器上的导线一定要耐高温、耐液压油,其温度稳定性要好;弱信号传感器要用屏蔽导线,例如爆震传感器和曲轴位置传感器、ABS轮速传感器等;门内线耐弯曲性要求高等。

  汽车线束常用的导线种类有日标(AVSS等)、国标(QVR)、德标(FLRY)、美标等几大系列。AVSS(AVS)导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;QVR的特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;德标导线绝缘皮更薄,柔韧性好;美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线

  汽车线束过孔时一般运用橡胶件进行过渡,以起到耐磨、防水、密封等作用。主要分布在以下部位:发动机与驾驶室接口处、前舱与驾驶室接口处(左右共2处)、四门(或有后背门)与车厢接口处、油箱进口处。

  常用的材质一般为天然橡胶、氯丁胶、硅橡胶、三元乙丙等。天然橡胶的特性:具有良好的弹性和机械强度,有优异的耐曲挠性,有较高的撕裂强度和良好的耐寒性。缺点:耐老化性不大好,不耐油和臭氧,易燃。

  氯丁胶的特性:耐臭氧、耐热老化、耐油等性能较好,具有难燃性和自熄性;但耐低温性不好。

  硅橡胶的特性:耐热性、耐寒性和耐侯性较好;缺点是不耐油。三元乙丙特性:耐侯性、耐臭氧、耐热、耐腐蚀性、耐酸碱等性能都较好,而且拥有高强度和高伸缩率;缺点:粘接性较差,且弹性没天然橡胶好,耐油性差。

  门线和顶篷线工作空间较小,可用胶带全缠,部分枝干可用工业塑料布包扎;较细的顶篷线可直接用海绵胶带粘在车身上。

  胶带在线束中起到捆扎、耐磨、绝缘、阻燃、降噪、作标记等作用,在包扎材料中一般占到30%左右。线束用胶带一般分PVC胶带、气绒布胶带和布基胶带3种。PVC胶带耐磨性、阻燃性较好;耐温在80℃左右,降噪性不好,价格较便宜。绒布胶带和布基胶带材料为PET。绒布胶带的包扎性和降噪性最好,耐温在105℃左右;布基胶带的耐磨性最好,耐温最高150℃左右。绒布胶带和布基胶带共有的缺点是阻燃性不好,价格昂贵。

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