汽車線束是將汽車上各個用電設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,也越來越復雜。線束是由導線、插接件、包裹膠帶、波紋管、卡扣、橡膠件等構成的。汽車線束是汽車電氣系統的重要組成部分,在汽車線束電路的規劃過程中,需要同步考慮導線的選取。作者依據多年工作經驗,將導線從類型、零件要求特性、線號、線色、線徑、輕量化、與熔斷絲的匹配7個方面進行論述。
1導線類型
導線類型又稱為導線線種。在線束安置規劃過程中,工程師會依據效果不同挑選不同的導線類型。因為汽車選取12V蓄電池進行供電,汽車電線也稱為低壓電線。
1)按規范分類 汽車線束依據導線規范分為國標、日標、德標、美標等。德標是德國工業規范的簡稱,首要包含: DIN72550、 DIN72551、 DIN76772。德標導線絕緣皮薄,柔韌性好。因為我國汽車行業的特殊性,我國各汽車公司首要參考的仍是德標。
2)按用途分類 從用途上分,汽車導線可分為一般導線、雙絞線和屏蔽線,如圖1所示。
圖1汽車導線
普通導線運用最廣泛,不再贅述。雙絞線原理是:若外界電磁信號在2條導線上產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格的情況下可以運用雙絞線,但在重要的當地,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。若將金屬材料包覆在所要屏蔽的設備或導線外邊進行屏蔽,并經過接地線與大地連接,攪擾電磁波會經過接地線流向大地,被屏蔽導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屏蔽線,鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線,織造網屏蔽線中的織造網是搭鐵線,現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、功能和運用5個方面的異同點比照見表1。
表1雙絞線和屏蔽線的異同點比照
2特性
1)耐熱性 依據線束導線的工作環境溫度, 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℃的導線; 發動機艙線束可選擇耐溫等級為180℃的導線; 橫穿上述2個區域的導線應選用耐溫等級同時滿足2個區域溫度要求的導線, 可以通過溫度場獲得該區域的耐溫要求,再從各導線耐溫等級確認選用的導線類型。線束導線工作溫度分布見圖2。
圖2線束導線工作溫度分布
2)耐磨性 導線本身就應該具有避免配線部位因為磨損而引起的絕緣體損壞、漏電。 在設計時,導線應盡量避免與容易產生轟動的零件觸摸,以避免線束產生磨損、 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的規則。
4)彎折性 規則設計中要求具有曲折性的零件的反復曲折性。 零件的曲折程度、 允許曲折次數、 環境溫度要根據使用情況來設定。 如車門用的膠套要求到達180°/10萬次/-30~80℃。
3線號
線號即導線在線束圖紙中的編號,它是線束圖紙中導線之間互相區別的一個姓名特性。線束圖紙中導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,現在關于線束中導線編號還沒有一致的標準,以某車廠線束舉例,其線束導線代號為31,YS,0.35,600,ETC。31是該導線的代號;
YS代表導線的顏色為黃灰色,主色為黃色,灰色為輔色;0.35表明導線的線徑為0.35mm2;600表明該導線長度為600mm;ETC則表明該導線銜接的是自動空調。
圖3插接件端面示意圖
圖3為插接件端面的正視圖, 數字1、 2表示的是插接件孔位號, BLACK表示該插接件色彩為黑色。插接件中導線的詳細信息見表2。CoyID表示的是插接件中的孔位號,Wire ID為導線在線束圖一切導線中的代號,Color為導線的色彩,Size為尺度,Option為導線實現導通的功能,Terminal為插接件端導線所用的端子型號,Seal為導線所用的密封堵,一字線表示該處不用密封。
表2插接件中導線詳細信息
4線色
隨著汽車用電設備的增加,線束中的導線數量也越來越多,為了便于識別和檢測汽車電器設備,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 以單色線為基礎選用時,可參考表3的單色線線色。 各用電系統的電源線為單色。
表線束3導線線色
2)雙色線 由于整車回路越來越多,目前線束中大部分導線選用的是雙色線,既將上述單色組合得到雙色線。關于雙色線是有要求的,以上文中的導線為例, YS代表該導線的主色為黃色,占有導線的絕大部分面積,輔色為灰色,只占有導線的一小部分面積。
線色是線束中導線的最直觀要素之一,導線色彩選取妥當,關于工程師后期處理線束問題起到很好的作用。同一根線束規劃中,不能出現相同的線色,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
線徑是指導線的標稱截面。 德標中導線線徑主要有0.35、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0等。 導線的線徑在線束圖紙中都有明確的界說,線束圖紙標明線徑有兩種方法:通過列表注明和在插接件的視圖孔位中注明,如上文所述。導線線徑選取是否合理,不但關系到線束的安全,還能有用降低本錢。導線的截面積是依據用電設備的作業電流來挑選的。依據電器件功率的巨細,計算流轉導線的電流,長時刻作業的電器設備可挑選實踐載流量60%的導線,短時刻作業的用電設備可選用實踐載流量60%~100%之間的導線。由于導線的允許載流量隨著溫度的升高而下降,故要依據不同的作業環境和溫度巨細以及導線的走向、插接件的數量(電壓降的巨細)適當改動導線的截面積。
6導線的輕量化選取
1)導線截面積挑選時考慮輕量化 線束導線的外層絕緣皮也在不斷進行革新, 以使導線在質量減輕的一起性能也得以進步。 在眾多的規范中, 德標 (FLRY) 導線的絕緣皮更薄些,柔韌性好, 相同線徑的導線質量也是最輕的。 這也是眾多汽車廠商選用德標導線的原因之一。
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、 區域分段式這3種。從安置輕量化的視點來講, 整體式的線束規劃比較有優勢。 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。 比方日系車在區域分段安置上就做得比較老練, 車身的規劃趨于模塊化, 線束的固定、 連接等也都選用了輕量化的規劃思路。
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,在減輕質量的一起也降低了本錢。
7導線與熔斷絲的匹配
熔斷絲是一個熱能呼應元件,是為了保護線束而有意規劃和制造成線路中最弱的一部分。當選定電路的熔斷絲元件后,應承認與熔斷絲相連電路的導線標準,選用原則為導線的電流-時刻特性必須高于串接在其內的熔斷絲電流-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。
主張繼續作業負載為熔斷絲額定電流的75%,實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—— 額外作業電流;RR—— 環境溫度批改系數。
在導線線路規劃過程中,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,在電路規劃中整合熔斷絲是一個不錯的選擇?,F簡略介紹一些熔斷絲的整合原則。
1)安全件最好運用獨立熔斷絲。 安全件既包含國標界說的, 還有各主機廠自行界說的, 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致熔斷絲熔斷,形成安全件不行作業的不良后果。
3)功率不大的非安全件能夠共用熔斷絲。 這在規劃中非常常見,例如將2個遠光燈共用一個熔斷絲等。
4)不一起作業的負載能夠共用熔斷絲。 車輛上有些設備不會一起作業, 這時共用熔斷絲能夠進步熔斷絲的利用率。
8總結
導線的類型、零件要求特性、線號、線色、線徑、導線的輕量化與熔斷絲的匹配是汽車線束導線選取需求要點考慮的7個方面。工程師需掌握這7個方面的相關常識,才能夠規劃出高品質、低成本的線束,并對線束做出一定的改善。