汽車線束是將汽車上各個用電設(shè)備連接起來的電線捆扎成束,它是汽車電路的主體。跟著人們對汽車安全、舒適、排放等要求的提高,汽車線束所包含的功用越來越多,也越來越復(fù)雜。線束是由導(dǎo)線、插接件、包裹膠帶、波紋管、卡扣、橡膠件等構(gòu)成的。汽車線束是汽車電氣系統(tǒng)的重要組成部分,在汽車線束電路的規(guī)劃過程中,需要同步考慮導(dǎo)線的選取。作者依據(jù)多年工作經(jīng)驗,將導(dǎo)線從類型、零件要求特性、線號、線色、線徑、輕量化、與熔斷絲的匹配7個方面進(jìn)行論述。
1導(dǎo)線類型
導(dǎo)線類型又稱為導(dǎo)線線種。在線束安置規(guī)劃過程中,工程師會依據(jù)效果不同挑選不同的導(dǎo)線類型。因為汽車選取12V蓄電池進(jìn)行供電,汽車電線也稱為低壓電線。
1)按規(guī)范分類 汽車線束依據(jù)導(dǎo)線規(guī)范分為國標(biāo)、日標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等。德標(biāo)是德國工業(yè)規(guī)范的簡稱,首要包含: DIN72550、 DIN72551、 DIN76772。德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮薄,柔韌性好。因為我國汽車行業(yè)的特殊性,我國各汽車公司首要參考的仍是德標(biāo)。
2)按用途分類 從用途上分,汽車導(dǎo)線可分為一般導(dǎo)線、雙絞線和屏蔽線,如圖1所示。
圖1汽車導(dǎo)線
普通導(dǎo)線運(yùn)用最廣泛,不再贅述。雙絞線原理是:若外界電磁信號在2條導(dǎo)線上產(chǎn)生的攪擾大小相等且相位相反,這個攪擾信號就會相互抵消。雙絞是消除攪擾最簡單的一種方式,在一些要求不是很嚴(yán)格的情況下可以運(yùn)用雙絞線,但在重要的當(dāng)?shù)?,比如安全氣囊傳感器回路等需求用到屏蔽線。屏蔽是防止電磁攪擾的最有效辦法,由于外界的攪擾電磁波在傳播過程中,若遇到金屬材料不會穿過,而是被迫改變方向沿著金屬行進(jìn)。若將金屬材料包覆在所要屏蔽的設(shè)備或?qū)Ь€外邊進(jìn)行屏蔽,并經(jīng)過接地線與大地連接,攪擾電磁波會經(jīng)過接地線流向大地,被屏蔽導(dǎo)線中的信號就能被正常傳輸。屏蔽線一般要求屏蔽層一端搭鐵一端懸空。屏蔽線分為鋁箔屏蔽線和織造網(wǎng)屏蔽線,鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線,織造網(wǎng)屏蔽線中的織造網(wǎng)是搭鐵線,現(xiàn)在一般用的都是鋁箔屏蔽線,由于其線束加工過程操作相對簡單。
雙絞線和屏蔽線從定義、成本、加工、功能和運(yùn)用5個方面的異同點(diǎn)比照見表1。
表1雙絞線和屏蔽線的異同點(diǎn)比照
2特性
1)耐熱性 依據(jù)線束導(dǎo)線的工作環(huán)境溫度, 選用不同耐溫等級的電線。乘客艙的電線可選用耐溫等級為90℃的導(dǎo)線; 發(fā)動機(jī)艙線束可選擇耐溫等級為180℃的導(dǎo)線; 橫穿上述2個區(qū)域的導(dǎo)線應(yīng)選用耐溫等級同時滿足2個區(qū)域溫度要求的導(dǎo)線, 可以通過溫度場獲得該區(qū)域的耐溫要求,再從各導(dǎo)線耐溫等級確認(rèn)選用的導(dǎo)線類型。線束導(dǎo)線工作溫度分布見圖2。
圖2線束導(dǎo)線工作溫度分布
2)耐磨性 導(dǎo)線本身就應(yīng)該具有避免配線部位因為磨損而引起的絕緣體損壞、漏電。 在設(shè)計時,導(dǎo)線應(yīng)盡量避免與容易產(chǎn)生轟動的零件觸摸,以避免線束產(chǎn)生磨損、 開裂。如不可避免,可采用包裹膠帶或許外加波紋管。
3)阻燃性 阻燃性是指零件在著火后將焚燒時刻(速度)、范圍控制在一定范圍內(nèi)的規(guī)則。
4)彎折性 規(guī)則設(shè)計中要求具有曲折性的零件的反復(fù)曲折性。 零件的曲折程度、 允許曲折次數(shù)、 環(huán)境溫度要根據(jù)使用情況來設(shè)定。 如車門用的膠套要求到達(dá)180°/10萬次/-30~80℃。
3線號
線號即導(dǎo)線在線束圖紙中的編號,它是線束圖紙中導(dǎo)線之間互相區(qū)別的一個姓名特性。線束圖紙中導(dǎo)線的編號一般與整車線路電氣原理圖中的電氣回路編號相對應(yīng),現(xiàn)在關(guān)于線束中導(dǎo)線編號還沒有一致的標(biāo)準(zhǔn),以某車廠線束舉例,其線束導(dǎo)線代號為31,YS,0.35,600,ETC。31是該導(dǎo)線的代號;
YS代表導(dǎo)線的顏色為黃灰色,主色為黃色,灰色為輔色;0.35表明導(dǎo)線的線徑為0.35mm2;600表明該導(dǎo)線長度為600mm;ETC則表明該導(dǎo)線銜接的是自動空調(diào)。
圖3插接件端面示意圖
圖3為插接件端面的正視圖, 數(shù)字1、 2表示的是插接件孔位號, BLACK表示該插接件色彩為黑色。插接件中導(dǎo)線的詳細(xì)信息見表2。CoyID表示的是插接件中的孔位號,Wire ID為導(dǎo)線在線束圖一切導(dǎo)線中的代號,Color為導(dǎo)線的色彩,Size為尺度,Option為導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通的功能,Terminal為插接件端導(dǎo)線所用的端子型號,Seal為導(dǎo)線所用的密封堵,一字線表示該處不用密封。
表2插接件中導(dǎo)線詳細(xì)信息
4線色
隨著汽車用電設(shè)備的增加,線束中的導(dǎo)線數(shù)量也越來越多,為了便于識別和檢測汽車電器設(shè)備,通常將電線束中的低壓線采用不同的線色。目前在選擇配線時一般采用兩種方式:單色線和雙色線。
1)單色線 以單色線為基礎(chǔ)選用時,可參考表3的單色線線色。 各用電系統(tǒng)的電源線為單色。
表線束3導(dǎo)線線色
2)雙色線 由于整車回路越來越多,目前線束中大部分導(dǎo)線選用的是雙色線,既將上述單色組合得到雙色線。關(guān)于雙色線是有要求的,以上文中的導(dǎo)線為例, YS代表該導(dǎo)線的主色為黃色,占有導(dǎo)線的絕大部分面積,輔色為灰色,只占有導(dǎo)線的一小部分面積。
線色是線束中導(dǎo)線的最直觀要素之一,導(dǎo)線色彩選取妥當(dāng),關(guān)于工程師后期處理線束問題起到很好的作用。同一根線束規(guī)劃中,不能出現(xiàn)相同的線色,且在選用色彩時,也盡量挑選具有明顯對比度、肉眼簡單分辯的色彩組合。
5線徑
線徑是指導(dǎo)線的標(biāo)稱截面。 德標(biāo)中導(dǎo)線線徑主要有0.35、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0等。 導(dǎo)線的線徑在線束圖紙中都有明確的界說,線束圖紙標(biāo)明線徑有兩種方法:通過列表注明和在插接件的視圖孔位中注明,如上文所述。導(dǎo)線線徑選取是否合理,不但關(guān)系到線束的安全,還能有用降低本錢。導(dǎo)線的截面積是依據(jù)用電設(shè)備的作業(yè)電流來挑選的。依據(jù)電器件功率的巨細(xì),計算流轉(zhuǎn)導(dǎo)線的電流,長時刻作業(yè)的電器設(shè)備可挑選實(shí)踐載流量60%的導(dǎo)線,短時刻作業(yè)的用電設(shè)備可選用實(shí)踐載流量60%~100%之間的導(dǎo)線。由于導(dǎo)線的允許載流量隨著溫度的升高而下降,故要依據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境和溫度巨細(xì)以及導(dǎo)線的走向、插接件的數(shù)量(電壓降的巨細(xì))適當(dāng)改動導(dǎo)線的截面積。
6導(dǎo)線的輕量化選取
1)導(dǎo)線截面積挑選時考慮輕量化 線束導(dǎo)線的外層絕緣皮也在不斷進(jìn)行革新, 以使導(dǎo)線在質(zhì)量減輕的一起性能也得以進(jìn)步。 在眾多的規(guī)范中, 德標(biāo) (FLRY) 導(dǎo)線的絕緣皮更薄些,柔韌性好, 相同線徑的導(dǎo)線質(zhì)量也是最輕的。 這也是眾多汽車廠商選用德標(biāo)導(dǎo)線的原因之一。
2)線束安置時考慮輕量化 整車線束安置根本可分為整體式、 功用分段式、 區(qū)域分段式這3種。從安置輕量化的視點(diǎn)來講, 整體式的線束規(guī)劃比較有優(yōu)勢。 可是隨著汽車的尺寸增加, 整體式安置給安裝和維修帶來不方便, 為此就需要考慮其它2種安置方法。 比方日系車在區(qū)域分段安置上就做得比較老練, 車身的規(guī)劃趨于模塊化, 線束的固定、 連接等也都選用了輕量化的規(guī)劃思路。
線束的安置在形狀上還可分為H型安置、h型安置和E型安置等。每種安置對線束的輕量化也有一定的影響,其間H型安置是較好的一種安置方法,由于H型的線束能最大范圍照顧到整車的用電器。
線束輕量化的發(fā)展趨勢為廣泛選用CAN總線,簡化線束接線使其更緊湊,在減輕質(zhì)量的一起也降低了本錢。
7導(dǎo)線與熔斷絲的匹配
熔斷絲是一個熱能呼應(yīng)元件,是為了保護(hù)線束而有意規(guī)劃和制造成線路中最弱的一部分。當(dāng)選定電路的熔斷絲元件后,應(yīng)承認(rèn)與熔斷絲相連電路的導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn),選用原則為導(dǎo)線的電流-時刻特性必須高于串接在其內(nèi)的熔斷絲電流-時刻特性曲線。熔斷絲在通過過載電流熔斷后,外形要保持完好,能正常從固定座上取下。熔斷絲按可承受電流分類可分為mini、midi、Jcase、mega等,熔斷絲的每一個電流值都對應(yīng)一定范圍的電阻,并由此界說其過載的特性。熔斷絲的時刻-電流特性曲線如圖4所示。
主張繼續(xù)作業(yè)負(fù)載為熔斷絲額定電流的75%,實(shí)踐熔斷絲額定值的選用可參閱公式
圖4熔斷絲時間-電流特性曲線
式中:If—— 理想的熔斷絲額外值;In—— 額外作業(yè)電流;RR—— 環(huán)境溫度批改系數(shù)。
在導(dǎo)線線路規(guī)劃過程中,第一選擇是不共用熔斷絲。但是隨著汽車線路添加的一起,留給線束的空間越來越小,不共用熔斷絲需求付出成本和空間的代價。綜合各種因素考慮,在電路規(guī)劃中整合熔斷絲是一個不錯的選擇?,F(xiàn)簡略介紹一些熔斷絲的整合原則。
1)安全件最好運(yùn)用獨(dú)立熔斷絲。 安全件既包含國標(biāo)界說的, 還有各主機(jī)廠自行界說的, 如位置燈、 示寬燈、 近光燈等。 需求為這樣的零件獨(dú)自配置熔斷絲。
2)安全件、非安全件不行共用熔斷絲。這是為了防止因非安全件回路短路導(dǎo)致熔斷絲熔斷,形成安全件不行作業(yè)的不良后果。
3)功率不大的非安全件能夠共用熔斷絲。 這在規(guī)劃中非常常見,例如將2個遠(yuǎn)光燈共用一個熔斷絲等。
4)不一起作業(yè)的負(fù)載能夠共用熔斷絲。 車輛上有些設(shè)備不會一起作業(yè), 這時共用熔斷絲能夠進(jìn)步熔斷絲的利用率。
8總結(jié)
導(dǎo)線的類型、零件要求特性、線號、線色、線徑、導(dǎo)線的輕量化與熔斷絲的匹配是汽車線束導(dǎo)線選取需求要點(diǎn)考慮的7個方面。工程師需掌握這7個方面的相關(guān)常識,才能夠規(guī)劃出高品質(zhì)、低成本的線束,并對線束做出一定的改善。