干貨 | 汽車線束導(dǎo)線的選用方法
作者: 來源: 日期:2020/9/7 9:43:54 人氣:4722
汽車線束是將汽車上各個(gè)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。隨著人們對(duì)汽車安全、舒適、排放等要求的提高,汽車線束所包含的功能越來越多,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,在汽車線束電路的設(shè)計(jì)過程中,需要同步考慮導(dǎo)線的選取。作者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn),將導(dǎo)線從類型、零件要求特性、線號(hào)、線色、線徑、輕量化、與熔斷絲的匹配7個(gè)方面進(jìn)行闡述。
1導(dǎo)線類型
導(dǎo)線類型又稱為導(dǎo)線線種。在線束布置設(shè)計(jì)過程中,工程師會(huì)根據(jù)作用不同選擇不同的導(dǎo)線類型。由于汽車選取12V蓄電池進(jìn)行供電,汽車電線也稱為低壓電線。
1)按標(biāo)準(zhǔn)分類 汽車線束根據(jù)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)分為國標(biāo)、日標(biāo)、德標(biāo)、美標(biāo)等。德標(biāo)是德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的簡稱,主要包括: DIN72550、 DIN72551、 DIN76772。德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮薄,柔韌性好。由于我國汽車行業(yè)的特殊性,我國各汽車公司主要參考的還是德標(biāo)。
2)按用途分類從用途上分,汽車導(dǎo)線可分為普通導(dǎo)線、雙絞線和屏蔽線。
普通導(dǎo)線應(yīng)用廣泛,不再贅述。雙絞線原理是:若外界電磁信號(hào)在2條導(dǎo)線上產(chǎn)生的干擾大小相等且相位相反,這個(gè)干擾信號(hào)就會(huì)相互抵消。雙絞是消除干擾簡單的一種方式,在一些要求不是很嚴(yán)格的情況下可以使用雙絞線, 但在重要的地方,比如安全氣囊傳感器回路等需要用到屏蔽線。屏蔽是避免電磁干擾的有效措施, 因?yàn)橥饨绲母蓴_電磁波在傳播過程中, 若遇到金屬材料不會(huì)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, 并通過接地線與大地連接, 干擾電磁波會(huì)通過接地線流向大地, 被屏蔽導(dǎo)線中的信號(hào)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編織網(wǎng)屏蔽線, 鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線, 編織網(wǎng)屏蔽線中的編織網(wǎng)是搭鐵線, 現(xiàn)在一般用的都是鋁箔屏蔽線, 因?yàn)槠渚€束加工過程操作相對(duì)簡單。
2特性
1)耐熱性根據(jù)線束導(dǎo)線的工作環(huán)境溫度, 選用不同耐溫等級(jí)的電線。乘客艙的電線可選用耐溫等級(jí)為90℃的導(dǎo)線; 發(fā)動(dòng)機(jī)艙線束可選擇耐溫等級(jí)為180℃的導(dǎo)線; 橫穿上述2個(gè)區(qū)域的導(dǎo)線應(yīng)選用耐溫等級(jí)同時(shí)滿足2個(gè)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(jí)確定選用的導(dǎo)線類型。
2)耐磨性 導(dǎo)線本身就應(yīng)該具備防止配線部位由于磨損而引起的絕緣體損壞、 漏電。 在設(shè)計(jì)時(shí),導(dǎo)線應(yīng)盡量避免與容易發(fā)生震動(dòng)的零件接觸,以防止線束發(fā)生磨損、 斷裂。如不可避免,可采用包裹膠帶或者外加波紋管。
3)阻燃性 阻燃性是指零件在著火后將燃燒時(shí)間 (速度)、 范圍控制在一定范圍內(nèi)的規(guī)定。
4)彎折性規(guī)定設(shè)計(jì)中要求具有彎曲性的零件的反復(fù)彎曲性。 零件的彎曲程度、 允許彎曲次數(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達(dá)到180°/10萬次/-30~80℃。
3線號(hào)
線號(hào)即導(dǎo)線在線束圖紙中的編號(hào), 它是線束圖紙中導(dǎo)線之間互相區(qū)分的一個(gè)名字特性。線束圖紙中導(dǎo)線的編號(hào)一般與整車線路電氣原理圖中的電氣回路編號(hào)相對(duì)應(yīng), 目前對(duì)于線束中導(dǎo)線編號(hào)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 以某車廠線束舉例, 其線束導(dǎo)線代號(hào)為31, YS,0.35, 600, ETC。31是該導(dǎo)線的代號(hào);
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表示導(dǎo)線的線徑為0.35 mm2;600表示該導(dǎo)線長度為600 mm;ETC則表示該導(dǎo)線連接的是自動(dòng)空調(diào)。
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(shí)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(shí)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(shí),可參考表3的單色線線色。 各用電系統(tǒng)的電源線為單色。
2)雙色線 由于整車回路越來越多,目前線束中大部分導(dǎo)線采用的是雙色線,既將上述單色組合得到雙色線。對(duì)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,占據(jù)導(dǎo)線的絕大部分面積,輔色為灰色,只占據(jù)導(dǎo)線的一小部分面積。
線色是線束中導(dǎo)線的直觀要素之一,導(dǎo)線顏色選取得當(dāng),對(duì)于工程師后期處理線束問題起到很好的作用。同一根線束設(shè)計(jì)中,不能出現(xiàn)相同的線色, 且在選用顏色時(shí), 也盡量選擇具有明顯對(duì)比度、 肉眼容易分辨的顏色組合。
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定義,線束圖紙標(biāo)明線徑有兩種方式: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,還能有效降低成本。導(dǎo)線的截面積是根據(jù)用電設(shè)備的工作電流來選擇的。根據(jù)電器件功率的大小,計(jì)算流通導(dǎo)線的電流, 長時(shí)間工作的電器設(shè)備可選擇實(shí)際載流量60%的導(dǎo)線, 短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60%~99%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, 故要根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小以及導(dǎo)線的走向、 插接件的數(shù)量 (電壓降的大?。?適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。
6導(dǎo)線的輕量化選取
1)導(dǎo)線截面積選擇時(shí)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)量減輕的同時(shí)性能也得以提高。 在眾多的標(biāo)準(zhǔn)中, 德標(biāo) (FLRY) 導(dǎo)線的絕緣皮更薄些,柔韌性好, 同樣線徑的導(dǎo)線質(zhì)量也是輕的。 這也是眾多汽車廠商選用德標(biāo)導(dǎo)線的原因之一。
2)線束布置時(shí)考慮輕量化 整車線束布置基本可分為整體式、 功能分段式、 區(qū)域分段式這3種。從布置輕量化的角度來講, 整體式的線束設(shè)計(jì)比較有優(yōu)勢。 但是隨著汽車的尺寸增加, 整體式布置給裝配和維修帶來不便, 為此就需要考慮其它2種布置方式。 比如日系車在區(qū)域分段布置上就做得比較成熟, 車身的設(shè)計(jì)趨于模塊化, 線束的固定、 連接等也都采用了輕量化的設(shè)計(jì)思路。
線束的布置在形狀上還可分為H型布置、 h型布置和E型布置等。每種布置對(duì)線束的輕量化也有一定的影響, 其中H型布置是較好的一種布置方式, 因?yàn)镠型的線束能大范圍照顧到整車的用電器。
線束輕量化的發(fā)展趨勢為廣泛采用CAN總線, 簡化線束接線使其更緊湊, 在減輕質(zhì)量的同時(shí)也降低了成本。
7導(dǎo)線與熔斷絲的匹配
熔斷絲是一個(gè)熱能響應(yīng)元件, 是為了保護(hù)線束而有意設(shè)計(jì)和制造成線路中弱的一部分。當(dāng)選定電路的熔斷絲元件后, 應(yīng)確認(rèn)與熔斷絲相連電路的導(dǎo)線規(guī)格, 選用原則為導(dǎo)線的電流-時(shí)間特性必須高于串接在其內(nèi)的熔斷絲電流-時(shí)間特性曲線。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(gè)電流值都對(duì)應(yīng)一定范圍的電阻, 并由此定義其過載的特性。
在導(dǎo)線線路設(shè)計(jì)過程中, 選擇是不共用熔斷絲。但是隨著汽車線路增加的同時(shí), 留給線束的空間越來越小, 不共用熔斷絲需要付出成本和空間的代價(jià)。綜合各種因素考慮, 在電路設(shè)計(jì)中整合熔斷絲是一個(gè)不錯(cuò)的選擇?,F(xiàn)簡單介紹一些熔斷絲的整合原則。
1)安全件好使用獨(dú)立熔斷絲。安全件既包含國標(biāo)定義的, 還有各主機(jī)廠自行定義的, 如位置燈、 示寬燈、 近光燈等。 需要為這樣的零件單獨(dú)配置熔斷絲。
2)安全件、非安全件不可共用熔斷絲。這是為了防止因非安全件回路短路導(dǎo)致熔斷絲熔斷,造成安全件不可工作的不良后果。
3)功率不大的非安全件可以共用熔斷絲。 這在設(shè)計(jì)中非常常見,例如將2個(gè)遠(yuǎn)光燈共用一個(gè)熔斷絲等。
4)不同時(shí)工作的負(fù)載可以共用熔斷絲。車輛上有些設(shè)備不會(huì)同時(shí)工作, 這時(shí)共用熔斷絲可以提高熔斷絲的利用率。
8總結(jié)
導(dǎo)線的類型、 零件要求特性、 線號(hào)、 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)線選取需要重點(diǎn)考慮的7個(gè)方面。工程師需掌握這7個(gè)方面的相關(guān)知識(shí), 才能夠設(shè)計(jì)出高品質(zhì)、 低成本的線束, 并對(duì)線束做出一定的改進(jìn)。