汽車線束設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)分享
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。在目前,不管是高級(jí)豪華汽車還是經(jīng)濟(jì)型普通汽車,線束編成的形式基本上是一樣的,都是由電線、聯(lián)插件和包裹膠帶組成。
了解到基本概念后啟飛汽車設(shè)計(jì)就從線束設(shè)計(jì)流程、原則及崗位要求及發(fā)展前景分析全面剖析線束設(shè)計(jì)。
汽車電線束的設(shè)計(jì)
電線束在整車中的作用是將電氣系統(tǒng)的電源信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳遞或交換,實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的功能及要求。
電線束的設(shè)計(jì)流程
由電氣布置工程師提供整車電氣系統(tǒng)的功能,電氣負(fù)荷及相關(guān)的特殊要求。電器件的狀態(tài)、安裝位置、線束與電器件對(duì)接的形式。
根據(jù)電氣功能及要求,繪制整車電氣原理圖及線路圖。
根據(jù)電氣原理圈對(duì)每個(gè)電氣子系統(tǒng)及回路進(jìn)行能源分配,其中包括電源的搭鐵線,以及接地點(diǎn)的分配。
根據(jù)各子系統(tǒng)電氣件的分布情況,確定線束的布線形式,每根線束連接的電器件及在汽車上的走向;確定線束的外保護(hù)形式及過孔的保護(hù);根據(jù)電氣負(fù)荷確定熔斷器或斷路器;再根據(jù)熔斷器或斷路器的量確定導(dǎo)線的線徑;根據(jù)電器件的功能,依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定導(dǎo)線的線色;根據(jù)電器件本身的接插件確定線束上與其對(duì)接的端子和護(hù)套的型號(hào)。
繪制二維線束圖和三維線束布置圖。
根據(jù)經(jīng)核準(zhǔn)的三維線束布置圖,校核二維線束圖,二維線束圖準(zhǔn)確無誤方可發(fā)圖,經(jīng)認(rèn)可后試制、生產(chǎn)。
1.1:二維線束圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.1.1配電盒
配電盒(保險(xiǎn)和繼電器)是整車電氣的核心,起到分配負(fù)荷、集中供電、節(jié)省空間、簡(jiǎn)化線束、降低成本和方便檢修的作用。一般根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成2~3個(gè)。
1.1.2導(dǎo)線的選取
導(dǎo)線顏色的選用依據(jù)《汽車用低壓電線的顏色》執(zhí)行。
發(fā)動(dòng)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、耐振動(dòng)、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。
(4)自動(dòng)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(hào)傳感器要用屏蔽導(dǎo)線,例如電噴系統(tǒng)中的傳感器、CAN回路、ABS中的輪速傳感器;收音機(jī)的SPEAKER回路、安全氣囊中的相關(guān)傳感器(如碰撞傳感器)等。
門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。
1.1.3插接件的選用
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。
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(dòng)機(jī)艙內(nèi)對(duì)接的護(hù)套,由于艙內(nèi)溫度、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。
為減少線束對(duì)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(duì)于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件,最好選用鍍金件以保證安全可靠性。
1.1.4線束包扎方式
線束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用,一般根據(jù)工作環(huán)境和空間大小制定以下包扎設(shè)計(jì)方案。其選擇原則如下:
發(fā)動(dòng)機(jī)線束工作環(huán)境惡劣,因此全用高阻燃性、防水、機(jī)械強(qiáng)度高的波紋管包扎。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙線工作環(huán)境也相對(duì)較差,大部分枝干也用阻燃性好、耐高溫的波紋管包扎,部分分支用PVC管包扎。
儀表線工作空間較小,環(huán)境相對(duì)較好,可用膠帶全纏或花纏。
門線和頂篷線工作空間較小,可用膠帶全纏;較細(xì)的頂篷線可直接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。
1.2:三維布線圖繪制要點(diǎn)
根據(jù)各個(gè)電器件的位置不同,確定三維布線的形式,目前國(guó)際上通用的布線形式一般為E型和H型。
模擬仿真不同區(qū)域的線束直徑。
考慮線束過孔的密封與保護(hù)。
線束的固定孔位與固定形式確定。
理論上講,一根線束連接所有的電器件是最合理的,但實(shí)際裝車時(shí)是根本做不到的,所以線束要合理分塊,在方便裝配的情況下,盡量采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。
搭鐵點(diǎn)設(shè)計(jì)在線束設(shè)計(jì)中是很重要的,否則會(huì)造成信號(hào)干擾,影響某些電器的功能實(shí)現(xiàn);
其他:線束設(shè)計(jì)過程中除要按上述流程進(jìn)行外。還有很多涉及原則必須考慮。
所有布置在運(yùn)動(dòng)件附近的線束,應(yīng)該至少有50mm間隙要求。在線束最大的裝配公差條件下,安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的線束與沒有裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的零件之間的間隙至少為19mm,在線束最大的裝配公差條件下,在其它操作條件下,這個(gè)間隙是為了保證運(yùn)動(dòng)件/總成的運(yùn)動(dòng)的整個(gè)范圍。
兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的線束必須被固定在每個(gè)部件上,并且線束的連接長(zhǎng)度應(yīng)該是比這兩個(gè)零件的最大更換距離大25mm以上。
線束與線束不關(guān)聯(lián)的相鄰件之間的間隙最小為6mm,除非線束已經(jīng)被固定在這個(gè)部件上,或者線束與附近的運(yùn)動(dòng)件之間已經(jīng)有遮擋物。
線束所產(chǎn)生的噪聲到駕駛員座椅頭枕處,不能大于50dB,頻率50~15000Hz。
為了保證線束上相關(guān)的橡膠堵塞功能正常,堵塞的安裝孔必須滿足相關(guān)要求。
橡膠堵塞應(yīng)該設(shè)計(jì)成在小于100N安裝力情況下,就能完全裝配到鈑金孔內(nèi)。
需要手工裝配,要壓入座椅的線束固定件,以及那些有線夾插入的孔及槽,應(yīng)該按照以下最大安裝力來設(shè)計(jì);對(duì)用手指壓裝的固定件,操作力為45N;對(duì)用手工壓裝的固定件,操作力為75N。
線束分支必須有足夠的松弛(在線束最小長(zhǎng)度條件下大于25mm),使他們不用給連接的傳感器或者其它增加負(fù)載。
為了阻止接地片破壞主干上的任何線束,裝車時(shí)線束主干上的接地片到線束主干的最小間隙應(yīng)維持在25mm。