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    汽车线束加工选线的重要性以及线束设计●!

    • 时间:2020-05-06 08:31
    • 信息来源:欧世达汽车线束厂
    • 点击: 次
    不同规范的轿车线,有不同的资料加工,运用电气功能,耐温,耐磨等有必定的要求,保证轿车的稳定性才是轿车厂商的第一要示,不管是发动机仍是方向操控、刹车等线束有必要严厉按照规范来收买线材,否则会呈现严峻的安全隐患。
    欧世达线束是作为老牌的线束品牌是多年的车企协作阅历,为您总结了以下,选线要求:
    1、轿车起动机、发电机、电池等部分要求导线能随大电流,绝缘层也能快速散热。
    2、发动机变速箱周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也较多,因此,发动机线束的导线必定要运用耐高温、耐油、耐振荡、耐冲突导线。
    3、后备箱所运用的线束要常常弯,一般要带些护套保护,内部用线选用冷弹性导线保证其正常工作。
    4、弱信号传感器要用屏蔽导线,例如爆震传感器和曲轴方位传感器、ABS轮速传感器等。
    5、ABS线束总成运用的耐150-200℃高温、外保护绝缘层硬、耐磨、但线芯要大于133根的绞合导线。
    汽车线束设计原则:   
    汽车线束是连接汽车各个电器与电子设备的重要部件,在电源、开关、电器和电子设备之间传递电信号,素有汽车神经之称,是对汽车进行电信号控制的载体。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。随着汽车技术的不断发展和汽车性能的进一步提高,汽车上的用电设备也在不断增加,导线线束越来越复杂,继电器、连接器、接点及导线带来的故障已占整车故 障的70% 左右。
     
       汽车线束的设计很大程度上依赖于整车电器和电子设备,根据电器和电子设备终端的连接器结构型式、安装位置和使用环境选择线束的电线、护套、连接器和附件等,根据整车电路原理图或总布线图确定线束的走向布置、分组,根据汽车车身和仪表板确定线束的安装和固定方及对线束的防护材料,从设计上保证线束满足汽车的环境性能、电气性能和机械性能要求,实现可靠连接和正确传递电信号,确保汽车电器、电子设备和 开关的正常工作。
     
    汽车线束可靠性设计的原则
    1、在线束结构设计中应尽量避免重复布线,使整车线束在满足功能条件下,电线根数最少,每根电线的长度最短。
    2、为了保证线束质量,尽可能减少焊接点及接头,这将有利于减少线束生产加工工时,降低成本,并提高可靠性。
    3、应根据线束在整车中所处的不同的工作环境,选择不同性质的电线及不同的防护措施。还要根据负荷的大小,合理地选择电线的截面。
    4、线束的设计应充分考虑整车装配工艺的合理性,同时还要考虑线束批量生产加工工艺的合理性,尽可能使线束生产自动化。
    5、根据电线的功能,按国标规定选择电线颜色,这将为整车装配及维修提供方便条件。
    线束设计的主要依据是整车电路原理图。因此,在线束设计之前,必须将电路原理图设计好。电器组件的安装位置,决定着线束的路径走向。连接电器组件的导线采取单线制。将局部的电器组件的连接导线结合成一组,便形成线束。线束设计过程中除要按上述流程进行外,还有很多因素必须考虑:
    1、线束的安全性、可靠性要好,具有可修复性,不可造成热聚积。
    2、电气性能要好,走向尽可能短,只要满足机械强度可使用更细的导线,以降低线束质量。
    3、尽量远离热源,要防水、防腐蚀,避免摩擦,易发生碰撞的线段采用软保护?缮砸茫热纾杭臃浪骸⑻捉汗芤菀住
    4、尽量采用?榛杓疲热纾阂桓鲎酉低尘×恳杓频揭桓呤稀
    汽车导线的设计
    1、导线类型选择
    根据环境选取导线的类型,汽车线束中的导线通常使用多股绞合铜电线,绝缘皮为PVC 绝缘塑料,汽车上一般都选用这种薄壁绝缘层多股绞合铜导线作为低电压信号的传输。线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐 蚀、抗氧化、阻燃等特性。汽车线束常用的导线种类有日标( AVSS )、国标(QVR )、德标(FLRY)、美标等几大系列。AVSS 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。
    线束设计时选用的导线必须考虑其所处环境及功能,例如:发动机周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也很多,此时,一定要使用高于 150℃耐高温导线,行李箱盖上的导线要在低温下保持其弹性,要选用冷弹性导线保证其低温下正常工作。转向柱上使用的导 线一定要耐液压油,耐高温,其温度稳定性要好?稍-55℃~150℃环境温度下正常工作。甚至有的还要在导线线心内充满硅材料,防止毛细现象。增压发动机上的传感器一定要使用耐200℃高温导线。ABS 总成线要使用耐150~200℃温,外保护绝缘层硬,耐磨。制动蹄片线由于处在车轮附近,经常遭到泥水,沙石的飞溅,必须使用外部有较厚,耐磨的橡胶材料的导线。还有一些特殊的导线。如:动力线即起动机线,交流发动机输 出线,蓄电池线,由于其功能的特殊要求,必须承受大电流,所以要求其绝缘层的散热性好。
    汽车上的电控产品增加,微弱信号增多,为保证数据传递的可靠性,一般是采用屏蔽线加以保护。传统的屏蔽方法是在导线外加一层编织线,但也只能防止100MHZ以下频率的干扰源。现在已有新的防干扰屏蔽线诞生,新型屏蔽导线在铜胶合外层多加了一 层高分子滤波线层,再外层才是编织层。其原理是靠分子相互运动将高频干扰波作为能 量吸收,再变成热量散发出去。一般的干扰由外层的屏蔽线起作用,高频段的干扰由滤波线层起作用。要防止电磁干扰对微弱信号的影响,在设计过程中有2种因素必须加以考虑:一是对屏蔽线路要做到整体屏蔽,即屏蔽要连续。二是要对整个回路加以屏蔽,即信号的正、负端都要屏蔽,而且正、负信号线还要作在一个屏蔽层中,所以一般都采用两心或更多心线的屏蔽线。目前国外汽车导线的发展趋势是减少主机厂的供货厂商,减少采购部门,一些配套厂变成了主机厂的研究开发单位,这会缩短开发周期,更主要的是对汽车线束的质量具有可控性,从而保证了汽车线束的整体质量提高。
     
    2、导线横截面积的选择
    线束的设计是一项较为重要工作的;汽车电器的工作可靠性,在很大程度上是靠线 束质量来保证。用不同颜色的导线,合理的导线横截面积,寻找电器之间联接的最短的距离,使用最短的导线。并在导线的两头装上连接器。将导线包扎成束,根据导线走向的位置,用不同的材料作保护层。同时,充分考虑电器设备可靠接地。此外,线束应具 备装拆方便,维修方便的特点。线束的设计要做到节省材料、降低成本,又保证导线工 作起来安全可靠,选择合理的导线横截面积尤为关键。
     
    选择的原则:
    1、根据电器件功率的大小计算流通导线的电流,长时间工作的电气设备可选择实际载流量 60﹪-100﹪之间的导线。
    2、根据不同的工作环境和温度大小适当改变导线的截面积。
    3、根据导线的走向、连接器的数量(即电压降的大小)适当改变导线的截面积。
     
    导线的横截面积主要依据以下几个方面:
    1导线的许用电流
    由于汽车电路的电压U 是较稳定的(常见的 12V 或 24V两种),在计算许用电流时,设备的功率 P 是已知。根据P=IU,通过用电设备的额定电流I ,但作为主干线或 分支线,应该保证导线的电流容许值略大于计算得到电流I 。
    在整个汽车电器中,电源电路最重要,因此,在选择电源导线横截面积时,当发电机额定输出总电流大于整车所有用电设备所需的电流总值时,可把发电机额定输出电流值作为导线的容许值考虑。但当整车用电设备运行所需电流总值,大于发电机输出的额定电流时,应以最大运行电流总值作为允许电流来确定电源电路导线的横截面积。
     
    2容许压降
    应按照加载后产生的电流进行选择。这就要求在小的电压降和轻的线束质量之间作出最佳选择。国外一些厂家经过大量试验总结出了各种电路的电压损失,在线束设计时作为确定导线截面积的参考,甚至是计算的依据。通常传送到零部件的电能应该不小于系统提供能量的90﹪(即电压降损失小于10﹪)。
     
       假设汽车前照灯近光灯丝的功率为 55W ,系统电压为 12V ,计算出电流值为4.6A。 前照灯的供电端到灯丝的距离为5 m ,根据表2-2给出的线路允许最大电压损失为0.3V ,计算出导线截面积为1.4 mm2 。如按表< 给出的端子及线路允许最大电压损失为0.6V , 计算出导线截面积为 0.7  mm2 。为了避免温升对线路的影响,计算导线截面积后,还要 根据该器件所处工作环境温度下连续工作时的电流密度并经校核后,才能最后确定导线的截面积。因为随温度的升高,导线的载荷能力在下降,下表是不同规格的铜导线承受 电流的相关数据。
     
    按表的规定对计算出的2 种截面积进行校核:其公式为 I =P /A  ,截面积为1.44mm2 的导 线的电流密度为: 3.3A/ mm2 ;截面积为  0.7mm2 的导线的电流密度为:6.6A /mm2 ?杉庵纸孛婊牡枷撸涞缌髅芏榷荚谠市淼姆段凇W酆隙喾揭蛩兀⒄壑锌悸墙舛蔚枷呓 面积圆整为  1.0mm 2。
     
    3线束的保护及固定
    良好的固定达到了一定的耐老化耐磨作用,如果固定不好汽车时由于振动再加上线束自身的重量,容易使线束老化使电线接头与用电设备连接处脱落造成线路断路或短路 也容易与车体其它的活动部件相互干涉提高整车的故障率。线束固定设计是线束布置走向设计中很重要的一项,其主要形式主要有扎带、卡扣、支架这几种。
     
    1 扎带
    扎带是线束固定防护材料中使用最多的,以PA66材质为主,线束中大部分的固定都是用扎带来完成的。扎带的作用是紧固线束,并使其牢固可靠地固定在车身钣金孔、螺栓、钢板等部位,防止线束震动、移位或与其它部件干涉而损坏线束。
    卡圆孔型扎带多用在钣金比较平整且布线空间较大线束走线平缓的地方, 如驾驶室内, 圆孔直径一般在5~8 mm
    卡腰圆孔型扎带多用在线束较粗的主干或分支,这种扎带安装后不能随意转动, 具有较强的固定稳定性,多用在前舱, 孔径一般为12×6 mm、12×7 mm)
    卡螺栓型扎带多用在钣金较厚或不平线束走向不规则的地方, 如防火墙处, 孔径一般为5mm、6 mm
    卡钢板型扎带主要用在钢板钣金的边缘用于卡住钣金, 使线束平滑过渡, 同时避免钣金边缘划破线束, 多用在位于驾驶室内的线束和后保险杠处, 钣金厚度一般为0.8~2.0mm。

    2 卡扣
    卡扣的功能和扎带一样, 都是为了固定保护线束。材质有PP、PA6、PA66、POM等多种。常用的卡扣类型有T型卡扣、L型卡扣、管夹类卡扣、插接件卡扣等。
    T型卡扣和L型卡扣 主要用在因安装外饰而使线束布线空间狭小或线束本身走线处不宜打孔的地方, 如驾驶室顶棚边缘, 一般为圆孔或腰圆孔
    管夹类卡扣主要用在不适宜打孔或无法打孔的地方, 如发动机机体, 一般为舌型钣金;
    插接件卡扣主要是与插接件配合,用于在车体上固定插接件,一般为圆孔、腰圆孔或钥匙孔,此种卡扣针对性比较强,一般某一种卡扣只针对相应某一系列的插接件才能使用。

    3 支架护板
    线束支架护板通用性差, 不同车型所设计的支架护板都不相同,材质有PP、PA6、PA66、POM、ABS 等多种, 一般开发费用较高。
    线束支架一般用来固定插接件, 多用在不同线束间对接的地方;
    线束护板一般用来固定保护线束,多用在位于发动机机体的线束上
    汽车线束应具有耐高低温性能, 耐温度、湿度循环变化性能, 耐振动性能, 耐烟雾性能和耐工业溶剂性能。因此, 线束的外保护起着至关重要的作用, 合理的线束外保护材料和包扎方式不但可以保证线束品质, 而且可以降低成本, 提高经济效益。

    1 波纹管
    波纹管在线束包扎中占用的份量较大。主要的特点是耐磨性较好, 在高温区耐高温性、阻燃性、耐热性都很好, 耐温一般在-40~150℃间。根据包扎要求, 一般分为闭口波纹管和开口波纹管两种。闭口波纹管配合线束管夹可以起到良好的防水效果, 但比较难于装配?诓ㄎ乒苁瞧胀ㄏ呤谐S玫模 比较容易装配。根据不同的包扎要求,一般波纹管外采用PVC胶带全缠和点缠两种方式。根据材质, 汽车线束常用波纹管分为聚丙烯(PP)、尼龙(PA6)、聚丙烯改良(PPmod) 和磷酸三苯酯(TPE)4种。常用内径规格从4.5~40不等。PP波纹管耐温达到100℃, 是线束中用量最多的一种PA6波纹管耐温达到120℃, 其在阻燃性和耐磨性方面较突出, 但抗弯曲性低于PP材质PPmod为聚丙烯改良型, 耐温等级达到130℃TPE耐温等级较高, 达到175℃。波纹管基本颜色为黑色, 一些阻燃材质允许略呈灰黑色, 有特殊要求或警示目的可以用黄色(如安全气囊线束波纹管)。
     
    2 PVC管
    PVC管其材质为软聚氯乙烯, 内径规格从3.5~40不等, 管内外壁光滑,色泽均匀,能够起到很好的外观效果, 常用颜色为黑色, 其功用和波纹管差不多。PVC管柔软性和抗弯曲变形性较好, 而且PVC管一般为闭口, 所以PVC管主要用于线束拐弯的分支处, 以便使导线圆滑过渡。PVC管的耐热温度不高, 一般在80℃以下, 特殊的耐高温管为105℃。
     
    3 玻璃纤维套管
    以玻璃纱为基材, 编织成管后, 用硅树脂浸渍, 再加以烘干而成, 适用于易产生高温高压的电器之间的导线保护, 耐温达到200℃以上, 耐压达到千伏以上。常用颜色为白色,根据客户的不同要求, 可以染成其它颜色(如红色、黑色等), 直径规格从2~20不等。一般线束中的易熔线用到此管。
     
    4 胶带
    胶带在线束中起到捆扎、耐磨、耐温、绝缘、阻燃、降噪、作标记等作用, 是线束包扎材料中应用最多的一类, 线束常用胶带一般分PVC胶带、绒布胶带、布基胶和海绵胶带4种。PVC胶带是一种以绝缘的聚氯乙烯薄膜为基材, 单面均匀涂布压敏胶粘剂制成的卷状胶粘带,具有良好的粘接性、耐久性和电绝缘性能。胶带解卷后膜面平整, 色泽均匀, 两侧面平整, 耐温在80℃左右。在线束中主要起到捆扎的作用。常用绒布胶带以聚酯无纺布为基材, 涂布高剥离强度无溶剂橡胶型压敏胶制成,无溶剂残留,耐腐蚀,具有降噪性能, 手可撕, 操作方便, 耐温105℃。由于其材质柔软并耐腐蚀, 非常适用于汽车内部降噪部位线束使用, 如仪表盘线束等。高品质的丙烯酸型绒布胶带可以提供良好的耐温、耐油性能及耐老化性能。高品质聚酰胺绒布构成, 高粘度、无危险物质、耐腐蚀、均衡的解卷力、外观稳定(不冒卷)。纤维布基胶带用于汽车线束的耐高温缠绕, 通过重叠搭接及螺旋的缠绕可以得到光滑而耐久的具有柔韧性的汽车线束。高品质的棉纤维布与强力橡胶型压敏胶构成, 高粘度、无危险物质、可手撕、良好的柔韧性、适合机用和手工使用。涤纶布基胶带是为汽车发动机区域线束的耐高温缠绕而特殊设计的。由于基材具有较高的强度及耐油和耐温性能, 是用于发动机区域的理想产品, 具有高耐油性的高品质聚酯布基与强力的丙烯酸型压敏胶构成。海绵胶带以低密度PE泡棉为基材, 单面或者双面涂布高性能压敏胶, 复合硅离型材料复合而成。有各种厚度、密度和颜色选择, 可以成卷或冲型模切成各种形状, 胶带具有优异的耐候性能、服帖性、缓冲性、密封性和优越的粘接性, 应用极其广泛。绒布海绵胶带是一种性能良好的线束保护材料, 其基层是一层绒布复合一层海绵, 涂以专门配方的压敏胶制成。它起到降噪、减震、耐磨保护的作用, 广泛应用于日系、韩系汽车的仪表线束、顶棚线束、车门线束上。其性能优于普通绒布胶带和海绵胶带, 但价格也比较昂贵。
     
    5 橡胶件
    橡胶件主要分布在发动机与驾驶室接口处、机舱与驾驶室接口处、4门与车厢接口处、油箱进口处, 根据材质的不同, 常用为天然橡胶、氯丁胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶等。
    其中天然橡胶具有良好的弹性和机械强度, 有优异耐曲挠性, 有较高的撕裂强度和良好的耐寒性;缺点是耐老化性不好, 不耐油和臭氧, 并且易燃。氯丁胶具有良好的耐臭氧、耐热老化、耐油性, 具有极强的阻燃性和自熄性;但耐低温性不太好, 且不易加工。硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧性和耐大气老化性等, 并且具有较宽的应用温度范围;缺点是抗张强度、抗撕裂强度较差。三元乙丙橡胶具有较好的耐候性、耐臭氧、耐热性、耐腐蚀性、耐酸碱性、高强度和高伸缩率等;缺点是粘接性较差, 弹性不如天然橡胶。由于三元乙丙的综合性能较好, 是目前汽车橡胶件的首选。

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