一、線束設計要求
線束圖是根據電氣設備在汽車上的實際安裝部位繪製的全車電路圖,因此線束的設計必須具備優質的數據傳遞能力,還要考慮加工、安裝和維修的方便性,應符合國家標準和企業標準。
二、線束的分段
線束在整車中的布置有H型、E型等多種方案,無論哪一種布置都要優先考慮整車線束的分段問題,根據線束的安裝、生產及維修更換的需要將整車線束人為的分成若干分線束總成,大致可分為:
發動機艙線束
發動機線束
電源線束(起動線束)
儀表線束
空調線束
門線束
底盤線束
頂棚線束
後線束
配置高點的車還有ABS線束、氣囊線束等等,是具體情況而定。
三、插接件
插接件是關係到整車電氣系統的穩定與否的關鍵。
31插接件的作用
A、將端子進行絕緣;
B、利用插接件的限位自鎖對端子定位,防止端子產生軸向運動;
C、保護端子不被破壞、鏽蝕,保證端子之間的良好接觸。
插接件大致可分為普通型和防水型兩種,密封型分為整體密封和單孔密封;採用的密封材料可為:橡膠密封塞和注膠密封,前者較為常用;
3.2 插接件的選擇
普通型插接件大多用在駕駛室內或封閉型的貨艙內,防水插接件多用在發動機艙、底盤等非密封的位置。
3.2.1線束之間接口插接件的選擇
作為線束接口的插接件最好選用雙端子鎖、帶固定卡子(或可安裝插接件卡子)、多孔位、混合型的插接件,雙端子鎖對端子的固定效果好,端子不容易脫落,帶固定卡子(或可安裝插接件卡子)可以使插接件卡在附近鈑金件上,良好固定,並減小噪音,多孔位、混合型的插接件可以減小接口插接件的數量,並適應不同的電流的電線,利於在有限的空間內布置及減少故障率。(如圖Ⅰ所示)
車門線束與車身線束(或車架線束)接口處,最好選擇車門專用插接件,它可以直接卡在車門線束過孔上(車門側或車身側),且能良好的密封。
註:此種插接件使用前須提前確定孔的位置及尺寸、形狀
3.2.2 發動機艙及發動機用插接件
發動機艙及發動機用插接件必須考慮到其的惡劣的工作環境:溫度高、顫動性大、傳感器及執行器的要求高、需防水、防塵,因此插接件必須防水,最好採用帶卡鎖機構的插接件,使線與線間或線與電氣件間的連接更為牢固,不易鬆動。(如圖Ⅱ所示)
3.2.3 儀表臺插接件選擇
儀表臺上的插接件多集中在儀表線束上,插接件相對比較密集,
相似的功能多,尤其是現在隨著汽車電子的發展,各種功能不斷增加,大多控制開關都集中在儀表臺上,空間小,開關插接件相近,在插接件的選擇上特別注意防錯、防混,原則是:
1) 相似、相近功能可以選擇同一系列定位不同的插接件;
2) 如果以上原則還不能解決,還可選擇相同顏色不一致原則;
3.2.4 各種控制器插接件的選擇
各種控制器在汽車上運用越來越多,他們是整車或某個系統的「大腦」,接插的良好極為重要,因此對插接件的要求也很高,需要防水首先考慮,其次良好的對附近線束及端子的保護,如帶壓線蓋的插接件,它可保證插接件插入的端子尾部壓接的導線不在插接件根部時出現不必要的晃動,減少插接件震動對導線的剪切力,提高線束的品質,(如圖Ⅲ所示)
對於功能強大,要求孔位較多的控制器,單個或兩、三個插接件仍不能滿足要求的,可採用3.2.3的選件原則。
插接件的選擇處以上要求外還要根據實際的插接件位置、環境、功能、車型的檔次、插接件的性價比以及與整車的顏色、布置相協調作具體確定,
四、 端子的匹配
端子的形式基本隨插接件的確定已經確定,但要注意,對於有特殊要求的傳感器類、執行器類等功能,要選用不同鍍層的端子,如鍍金、鍍鋅等。
五、中央配電盒
中央控制盒的作用是把繼電器和保險都集中到一起,以方便安裝和檢修
1)本著滿足功能要求和可靠性的前提,選用現有成熟產品;
2)大小不要超過總布置給出的空間,尺寸在滿足安裝條件下追求小型化,但也要注意與整車外觀的協調;
3)保險和繼電器備用位置的預留原則。
六、導線規格
6.1導線顏色
1)名詞術語
單色導線:絕緣表面為一種顏色的導線。
雙色導線:絕緣表面為兩種顏色的導線。
主色:雙色導線中面積比例大的顏色。
輔助色:雙色導線中面積比例小的顏色。
2)導線的顏色和代號
導線的顏色和代號應符號表1的規定。
表1 導線的顏色(日標標準)
導線顏色的組成:
單色導線的顏色由表1規定的一種顏色組成。
雙色導線的顏色由表1規定的兩種顏色配合組成。
導線顏色的選用應優先選用單色,再選用雙色。
3)導線的選擇一般按照德標、日標選用,根據車身使用位置的不同導線的型號選擇也不同:對於前艙內使用的導線應該是耐高溫、耐油、耐震動、耐摩擦性能更好的;對於室內則耐溫的要求可以相對低一些;對於門內線束對耐彎曲性能要求需要高一些(如日標的AVSS)。
線徑的選擇可以根據經驗公式:
其中:I——導線中通過的電流,S——導線截面積;
導線耐電流的情況和導線所在環境溫度很有關係,所以導線線徑的選擇應根據導線所裝配的區域及導線的長度來做調整。
有關導線的電阻與導線長度和溫度的關係可用下面的公式進行計算:
式中:R20:20℃下的電阻 mΩ/m
Rt:測量的導體電阻 mΩ/m
t:電阻測量時刻導體溫度 ℃
(備註:該公式參考德國工業標準DIN72551-5/1991的3.5.1.3,其中R20的電阻值參考德國工業標準DIN72551-6/1996的3.1和3.2條)
由公式可知在溫度升高是電阻值是隨之增加的,又由I=U/R知導線耐電流值是隨溫度的升高是降低的,所以在設計電路線徑時要考慮周邊溫度的影響。
公式2:R20=Rt×αt/L
式中:R20相當於20℃時,導線長度為1m的電阻值(mΩ/m)
Rt:溫度t℃時的電阻測量值(mΩ)
αt:從t℃換算到標準溫度20℃的電阻溫度換算係數
L:導線長度(m)
(備註:該公式參考日本工業標準JASO D 607的附錄(汽車用耐熱低壓電纜實驗方法)中第3條導體電阻測量,其中αt的該附錄表1)
由公式1、2可知在確定電路導線線徑的過程中,一定要考慮導線周圍的環境溫度及所用導線的長度等因素。
表2、3是兩個有關不同導線線徑的電氣參數受周圍環境溫度影響的經驗值表,在電路設計過程中該表可以作為導線線徑選擇時的參考表:
表2:
表3:
還要注意屏蔽線、雙絞線等特殊相中的應用。
七、保護和固定
線束保護和固定的問題絕對不容需忽視,保護不好可能會在造成及其嚴重的後果。良好保護和固定不但可以保證線束不被破壞,還可以起到減噪、密封的作用。
一般來講,駕駛艙外裸露的線束多採用波紋管及塑料管保護,發動機線束還要使用耐熱波紋管和耐熱塑料管,門線束和儀表線束分枝採用絨麵包布包纏,起到減震、減噪的作用。另外保護用的材料還有硬皮塑料管、皮子、保護殼、熱縮管、玻璃纖維管、過孔膠套等等,視具體情況而定
線束的固定卡有很多種,需參照線束的保護、位置、粗細、走向確定固定的方式,線束卡子可參照浙江今朝、河南鶴壁、浙江餘姚電器二廠、日本住友、日本YZK等的固定卡庫。