汽車線束設(shè)計(jì)

1、汽車線束設(shè)計(jì) 汽車線束設(shè)計(jì)及線束用原材料 汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車線束變得越來越復(fù)雜，但車身給予線束的空間卻越來越小。因此，如何提高汽車線束的綜合性能設(shè)計(jì)便成為關(guān)注的焦點(diǎn)，而且汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設(shè)計(jì)和制造，和汽車主機(jī)廠家聯(lián)合進(jìn)行前期開發(fā)成為必然的趨勢。根據(jù)幾年來從事線束設(shè)計(jì)和制造的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)劸€束的一般設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原則。 一、整車電路設(shè)計(jì) （一）電源分配設(shè)計(jì)汽車的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，直接關(guān)系到汽車電器件的正常工作與否和全車的安全性，因此世界各國的汽車線束設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)基本都是以安全為

2、主。整車電氣系統(tǒng)基本上由3個(gè)部分組成。1、 蓄電池直接供電系統(tǒng)（一般稱常電或30電）。這部分的電源所接負(fù)載一般都是汽車的安全件或重要件，主要目的是在為這些件提供電能時(shí)盡量少的加以控制，確保這些件即使汽車發(fā)動不起來也能短暫正常工作，以方便到站點(diǎn)維修等。如：發(fā)動機(jī)ECU及發(fā)動機(jī)傳感器的工作電源、燃油泵的工作電源、ABS控制器的電源、診斷接口電源等。 2、 點(diǎn)火開關(guān)控制的供電系統(tǒng)（一般稱為IG檔或巧電）。這部分電器件基本上是在發(fā)動機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下才使用，取自發(fā)電機(jī)的電源，避免了為蓄電池充電時(shí)爭電源的可能性。如：儀表電源、制動燈電源、安全氣囊電源等。3、 發(fā)動機(jī)起動時(shí)卸掉負(fù)載的電源（一般稱為ACC電

3、源）。這部分電器件一般所帶的負(fù)載較大，且在汽車起動時(shí)不必工作。一般有點(diǎn)煙器電源、空調(diào)電源、收放機(jī)電源、刮水器電源等。 （二）線路保護(hù)設(shè)計(jì)線路保護(hù)就是要對導(dǎo)線加以保護(hù)，兼顧對回路電器件的保護(hù)。保護(hù)裝置主要有熔斷器、斷路順和易熔線。1 熔斷器的選取原則發(fā)動機(jī)ECU、ABS等對整車性能及安全影響大，另外，易受其他用電設(shè)備千擾的電器件必須單設(shè)熔斷器。發(fā)動機(jī)傳感器、各類報(bào)警信號燈和外部照明燈、喇叭等電器件對整車性能及安全影響也較大，但該類電負(fù)荷對相互間的干擾并不敏感。因此，這類電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個(gè)熔斷器。對于為增加舒適性而設(shè)置的普通電器件類的電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個(gè)熔

4、斷器。熔斷器分快熔式和慢熔式。快熔式熔斷器的主要部件是細(xì)錫線，其中片式熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性和耐振好、易檢測，所以被廣泛采用；慢熔式熔斷器實(shí)際上是錫合金片，這種結(jié)構(gòu)的熔斷器一般串接到感性負(fù)載的電路中，如電機(jī)電路。電阻型的負(fù)載與電感型的負(fù)載盡量避開使用同一個(gè)熔斷器。一般根據(jù)電器件的最大連續(xù)工作電流計(jì)算并確定熔斷器容量，可按經(jīng)驗(yàn)公式：熔斷器額定容量電路最大工作電流÷80%（或70%）。2 斷路器斷路器最大的特點(diǎn)是可恢復(fù)性，但其成本較高，使用較少。斷路器一般都是熱敏機(jī)械裝置，它利用兩種金屬的不同熱變形，使觸點(diǎn)開閉或自行接通。新型的斷路器，使用PTC固體材料作為過流保護(hù)元件，它是一種正溫度系

5、數(shù)的電阻，根據(jù)電流或溫度的高低斷開或接通。這種保護(hù)元件的最大優(yōu)勢是當(dāng)故障排除后能自動接通，不需人工調(diào)節(jié)和拆換。3 易熔線易熔線的特點(diǎn)是當(dāng)線路通過極大的過載電流時(shí)，易熔線能在一定的時(shí)間內(nèi)（一般5s）熔斷，從而切斷電源，防止產(chǎn)生惡性事故。易熔線也是由導(dǎo)體和絕緣層構(gòu)成，絕緣層一般為氯磺化聚乙烯材料，因?yàn)榻^緣層較厚，所以看。起來比同規(guī)格的導(dǎo)線粗。易熔線一般接在蓄電池直接引出的電路中。易熔線的常用的公稱截面有0.3mm2、0.5mm2、0.75mm2、1.0mm2、1.5mm2，甚至還有8mm2等更大截面的易熔線。易熔線的導(dǎo)線線段長度分為（50±5）mm、（100汽車線束設(shè)計(jì)2±10

6、）mm、（150±15）mm3種。易熔線應(yīng)有明顯的標(biāo)志，當(dāng)其熔斷后，其標(biāo)志仍應(yīng)存在以便于更換。易熔線的熔斷特性如表1所示。 （三）繼電器的選取設(shè)計(jì)繼電器分為電流式和電壓式2種。一般根據(jù)用電器的功率和開關(guān)的承載能力來決定是否選用繼電器。常用繼電器的設(shè)備一般有刮水器、喇叭、除霜、前照燈、霧燈、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)向燈（閃光器）等。繼電器分6V、12V、24V3種，常用的繼電器額定電壓為12V。選用繼電器要參考的技術(shù)要求：可靠性好；性能穩(wěn)定；質(zhì)量輕、體積小、壽命長，對周圍元器件影響??；結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、成本低。（四）搭鐵分配設(shè)計(jì)原則發(fā)動機(jī)ECU、ABS等對整車性能及安全影響大，且易受其他用電

7、設(shè)備干擾，所以這些件的搭鐵點(diǎn)一定要單設(shè)。對于安全氣囊系統(tǒng)，它的搭鐵點(diǎn)不僅應(yīng)單設(shè)，而且為了確保其安全可靠，最好采用復(fù)式搭鐵。其目的是其中一處搭鐵失效，系統(tǒng)可以通過另一搭鐵點(diǎn)搭鐵，確保系統(tǒng)安全工作。無線電系統(tǒng)為避免千擾，也要單獨(dú)搭鐵。弱信號傳感器的搭鐵最好獨(dú)立，搭鐵點(diǎn)最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號的真實(shí)傳遞。其他電器件可根據(jù)具體布置情況相互組合共用搭鐵點(diǎn)。原則是就近搭鐵，避免搭鐵線過長，造成不必要的電壓降。 蓄電池負(fù)極線、發(fā)動機(jī)搭鐵線等因?qū)Ь€截面較大，因此一定要控制好線長和走向，減小電壓降；為增加安全性，發(fā)動機(jī)、車身一般要單獨(dú)連到蓄電池負(fù)極搭鐵；一、搭鐵方式：A、通過孔式接頭搭鐵，此法一定

8、要在接頭的尾部烤上熱縮管絕緣；B、是通過內(nèi)部短接的護(hù)套直接搭鐵。二、線束三維布局走向設(shè)計(jì)此流程主要是模擬仿真不同區(qū)域的線束走向、直徑，考慮線束過孔的密封和保護(hù)，模擬線束的固定孔位和固定方式等，如圖1所示。三維布線用的主要軟件有PRO-E、UG和CATIA等。三、插接件的選取設(shè)計(jì)插接件是線束的核心部件，插接件的性能直接決定著線束整體的性能，而且對全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。（一） 插接件的選取設(shè)計(jì)原則插接件選取要保證與電器件的良好接觸，使接觸電阻降為最低，提高可靠性，優(yōu)先選用雙彈簧式壓緊結(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(jī)艙內(nèi)對接的護(hù)套，由于艙內(nèi)溫度

9、、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇防水性護(hù)套。在同一條線束中若用同一種護(hù)套，其顏色一定要有區(qū)別。基于汽車外觀的整體協(xié)調(diào)性，在發(fā)動機(jī)艙中應(yīng)優(yōu)先選用黑色或深色的護(hù)套。汽車線束設(shè)計(jì)為減少線束對接用護(hù)套的種類和數(shù)量，優(yōu)先選用混合型件，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，應(yīng)優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性。蓄電池接頭（電瓶夾）內(nèi)部為錐體，錐度為1:9；電瓶夾的材料為鍍錫銅、鍍鋅銅或鉛銻合金。不同規(guī)格的插接件可承載的電流一般如下：1系列，10A左右；2.2或3系列，20A左右；4.8系列，30A左右；6.3系列，45A左右；7.8或9.5系列，60

10、A左右。（二）插接件原材料（材質(zhì)）性能分析1護(hù)套材質(zhì)（塑料件）常用的材質(zhì)主要有PA6、PA66、ABS、PBT、pp等，筆者總結(jié)了它們的具體性能差異，見表2。設(shè)計(jì)插件時(shí)可根據(jù)不同的需求選擇不同的材質(zhì)，還可根據(jù)實(shí)際情況在塑料中添加阻燃或增強(qiáng)材料，以達(dá)到增強(qiáng)或阻燃的目的，如添加玻璃纖維增強(qiáng)等。 2端子材質(zhì)（銅件）插接件用的銅主要是黃銅和青銅（黃銅的硬度比青銅的硬度稍低），其中黃銅占的比重較大。另外，可根據(jù)不同的需求選擇不同的鍍層。四、導(dǎo)線的選取設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)線類型的選擇線束設(shè)計(jì)選用導(dǎo)線類型重點(diǎn)考慮線束所處的環(huán)境和功能。例如：發(fā)動機(jī)周圍環(huán)境溫度高，腐蝕性氣體和液體也很多。因此，一定要使用耐高溫、耐油、

11、耐振動、耐摩擦導(dǎo)線；行李廂蓋上的導(dǎo)線要在低溫下保持其彈性，所以要選用冷彈性導(dǎo)線保證其正常工作；自動變速器上的導(dǎo)線一定要耐高溫、耐液壓油，其溫度穩(wěn)定性要好；弱信號傳感器要用屏蔽導(dǎo)線，例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等；門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。汽車線束常用的導(dǎo)線通常使用多股絞合銅導(dǎo)線，絕緣皮為PVC絕緣材料。線束用導(dǎo)線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。汽車線束常用的導(dǎo)線種類有日標(biāo)（AVSS等）、國標(biāo)（QVR）、德標(biāo)（FLRY）、美標(biāo)等幾大系列。AVSS（AVS）導(dǎo)線的特點(diǎn)是薄皮絕緣，柔韌性較好；QVR的特點(diǎn)是絕緣皮厚，比較柔軟，延展性好；德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮更薄，柔韌性好；美標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體，還有經(jīng)過輻照工藝加工的?？筛鶕?jù)用戶的需求和不同的工作環(huán)境選取適當(dāng)類型的導(dǎo)線。（二） 計(jì)算選取導(dǎo)線截面積