汽車線束設(shè)計(jì)綜述(精)

1、6汽車線束設(shè)計(jì)綜述汽車上的電源和各種電氣零件通過(guò)線束來(lái)實(shí)現(xiàn)電路物理連接， 線束分布遍布全車。 如果把發(fā) 動(dòng)機(jī)比作汽車心臟的話， 那么線束就是汽車的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)它負(fù)責(zé)整車各個(gè)電器零件之間的信息 傳遞工作。 隨著人們對(duì)舒適性、 經(jīng)濟(jì)性、安全性要求的不斷提高， 汽車上的電子產(chǎn)品種類也在不 斷增加，汽車線束越來(lái)越復(fù)雜線束的故障率也相應(yīng)增加。 這就要求提高線束的可靠性和耐久性等 性能，在這里筆者就汽車線束設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)及檢驗(yàn)方面的知識(shí)同各位同仁探討一下。1、電氣原理圖的設(shè)計(jì)、計(jì)算汽車線束是全車汽車電氣原理的物理表現(xiàn)形式，因此應(yīng)先有電氣原理圖再有線束圖進(jìn)而根 據(jù)線束圖生產(chǎn)線束，在設(shè)計(jì)電氣原理圖前應(yīng)具備以

2、下條件：1.1 掌握電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的技術(shù)要求和全車電氣配置情況；1.2 根據(jù)電氣負(fù)載功率消耗確定熔斷器容量大小、 計(jì)算導(dǎo)線線徑并根據(jù)負(fù)載工作原理和功能要求 進(jìn)行載荷分配，確定電路的保護(hù)方式及確定總保險(xiǎn)的容量。電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 的技術(shù)要求和全車電氣配置情況是由各個(gè)汽車制造廠自己制定的， 不再多說(shuō)。 下面重點(diǎn)介紹一下 1.2 的相關(guān)內(nèi)容：1.2.1 如何確定熔斷器容量大小熔斷器按保護(hù)形式分， 可分為： 過(guò)電流保護(hù)與過(guò)熱保護(hù)。 用于過(guò)電流保護(hù)的熔斷器就是平常 所說(shuō)的保險(xiǎn)絲。采用熔斷器保護(hù)電路時(shí)，用電設(shè)備的最大持續(xù)電流應(yīng)小于熔斷器額定電流的 80。根據(jù)每一路的最大工作電流來(lái)選定熔斷器的額定電流，其關(guān)系式

3、為：熔斷器的額定電流=每一路的最大工作電流÷ 0.8 。例如：眾泰 2008右前照燈遠(yuǎn)光燈功率 60w，穩(wěn)態(tài)最大工作電流 5A， 按此關(guān)系式得出熔斷器的額定容量為 6.25A，考慮到安全系數(shù)熔斷器容量確定為 10A。對(duì)于一些 感性原件比如點(diǎn)火線圈、 怠速步進(jìn)電機(jī)其瞬時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的峰值電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常工作時(shí)的 最大電流，熔斷器可以在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)很大的峰值電流， 因此對(duì)于帶有感性原件的電路一般不考 慮自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流。1.2.2 導(dǎo)線線徑的確定在確定導(dǎo)線截面積時(shí)要考慮電壓降和導(dǎo)線的發(fā)熱（1）用電設(shè)備的電流強(qiáng)度為：I=P/U （P負(fù)載功率 ; U額定電壓）（2）導(dǎo)線截面積計(jì)算公式為

4、：A=IL/U （I- 電流，安培； P- 功率，瓦； A導(dǎo)線截面積，平方毫米 ; 銅 導(dǎo)線電阻率，一般取值 0.0185 .mm2/m；L-導(dǎo)線長(zhǎng)度，米； U- 導(dǎo)線允許的電壓降，伏特）（3）為避免導(dǎo)線過(guò)渡發(fā)熱，應(yīng)該檢查電流密度其公式為：S=I/A各種電路允許的電壓降 U及導(dǎo)線的電流密度如表 1、表 2 所示 表 1（額定電壓 12V）電路導(dǎo)線電壓降U（ V）整個(gè)電路 電壓降（ V）備注發(fā)電機(jī) B+至蓄電池0.4-在額定電壓和額定功率 時(shí)的電流起動(dòng)機(jī)主電纜0.5-在+20時(shí)的起動(dòng)機(jī)短路 電流照明電路0.10.1功率小于 15W照明電路0.30.3功率大于 15W吸引線圈和保持線圈1.51.9

5、其他電路0.51.5表 2（額定電壓 12V）導(dǎo)線截面積（ mm2）30允許連續(xù)電流（A）50允許連續(xù)電流（A）允許電流密度（ A）0.3586.5100.5117.8107.51510.6101.01913.5101.52417102.53222.7104.04229.81065438.36107351.86169869.662512991.643515811245019814047024517431.2.3 進(jìn)行完上述工作以后， 根據(jù)電路的性質(zhì)進(jìn)行載荷分配同一個(gè)負(fù)載的不同電路最好共用一路保險(xiǎn)，比如：喇叭、喇叭開(kāi)關(guān)、 喇叭繼電器電源線要用同一路保險(xiǎn)； 電路性質(zhì)相似的也可以共用 同一路保險(xiǎn)，比

6、如：雨刮電機(jī)和噴水電機(jī)可以共用同一路保險(xiǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器單元、ABS電子控制器單元的電源不可與其他電路共用同一路保險(xiǎn)。1.2.4 在設(shè)計(jì)電路保護(hù)方式時(shí)應(yīng)根據(jù)負(fù)載功率大小和負(fù)載工作特性確定電路采用的保護(hù)方式， 可 以用來(lái)保護(hù)電路的裝置有： 熔斷器、斷電器、易熔線等。 對(duì)于在平常工作時(shí)容易過(guò)載的電路不用 熔斷器，比如窗縫處易結(jié)冰， 玻璃升降受阻造成電路過(guò)載出現(xiàn)大電流， 這種電路宜采用斷電器保 護(hù)。斷電器有手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位兩種，下圖 1 所示為自動(dòng)復(fù)位斷電器的主視圖：此種電路斷電器利用雙金屬片對(duì)過(guò)電流起反應(yīng)的特性，當(dāng)出雙金屬臂觸點(diǎn)現(xiàn)過(guò)載或電路故障引起過(guò)電流時(shí)，雙金屬片被過(guò)大的電流加 熱而彎曲，觸

7、點(diǎn)副隨之張開(kāi)。此時(shí)，電路斷開(kāi)電流不再流經(jīng) 斷電器，當(dāng)雙金屬片自然冷卻后再次將觸點(diǎn)副閉合，如果電 路仍然引起過(guò)電流，電路斷電器再次張開(kāi)觸點(diǎn)直到不再過(guò)載 為止。雙金屬帶由兩種不同的金屬帶制成，一種對(duì)熱反應(yīng)比 另一種迅速，這便引起雙金屬帶具有與流過(guò)電流成比例地彎 曲的特性。有些國(guó)家在設(shè)計(jì)電路保護(hù)時(shí)采用易熔線， 用來(lái)保護(hù)主電源線路一般設(shè)置在電瓶處。 但是由于現(xiàn)在 全車的用電設(shè)備越來(lái)越多， 一條易熔線只能保護(hù)一條電路因?yàn)榭臻g的問(wèn)題也不宜設(shè)置過(guò)多的易熔 線，所以就要用到大容量的熔斷器。 這種大容量熔斷器可以有 60A、100A、150A等規(guī)格將這些熔 斷器設(shè)置在一個(gè)熔斷器盒內(nèi)，既節(jié)省空間、簡(jiǎn)化電路又可以同

8、時(shí)保護(hù)多條電路。2、設(shè)計(jì)三維布線圖和二維線束圖在完成了電氣原理圖的繪制后，接下來(lái)要設(shè)計(jì)三維布線圖和二維線束圖2.1 三維布線圖的設(shè)計(jì)線束的走向布局主要受控于電器負(fù)載的安裝位置， 因此根據(jù)電器負(fù)載的安裝位置確定線束的 走向布局，現(xiàn)在國(guó)際通用的有 E型和 H型布局（如圖 2所示），眾泰 2008就采用 H型布局。車 身主線束沿儀表中控臺(tái)一部分通過(guò)左右兩側(cè)的車身鈑金孔向車頭方向， 另一部分沿地板向后給后 不照明等系統(tǒng)供電。2.1.1 模擬仿真不同區(qū)域的線束直徑；圖 2 ：2.1.2 確定線束過(guò)孔的密封與保護(hù)；2.1.3 確定線束的固定孔位與保護(hù)方式；2.1.4 根據(jù)裝配性要求對(duì)線束進(jìn)行合理分塊，盡量

9、減少線束間的對(duì) 接，因?yàn)榫€束對(duì)接的地方容易出現(xiàn)電路連接不良的情況。2.1.5 設(shè)置線束的搭鐵點(diǎn)，線束搭鐵位置的設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)： 、弱信號(hào)傳感器的搭鐵線，應(yīng)單獨(dú)就近搭鐵； 、各個(gè)電子控制單元應(yīng)單獨(dú)搭鐵，防止信號(hào)干擾； 、蓄電池負(fù)極、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱搭鐵要慎重選擇。2.2 二維線束圖的設(shè)計(jì)本著提高線束可靠性、減輕線束質(zhì)量、優(yōu)化線束布局的原則科學(xué)合理的設(shè)計(jì)線束二維圖紙。線束二維圖是生產(chǎn)線束的產(chǎn)品圖紙， 因此圖紙上應(yīng)包含所有與生產(chǎn)線束有關(guān)的信息， 包括采用導(dǎo) 線的線型、線徑、顏色，線束護(hù)套（及端字）型號(hào)，包扎方式要求，過(guò)孔密封與保護(hù)，固定卡扣 的型號(hào)技術(shù)要求及其他設(shè)計(jì)和工藝要求等。有關(guān)汽車線束設(shè)計(jì)方

10、面的一些標(biāo)注編號(hào)如下：QC/T 29106-2004 汽車低壓電線束技術(shù)條件QC/T 414-1999 汽車用低壓電線的顏色（優(yōu)先選用此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的顏色）QC/T 417.15-2001 車用電線束插接器QCn 29005-1990 汽車用低壓電線束質(zhì)量分等QCn 29009-1991 汽車用電線接頭技術(shù)條件QCn 29010-1991 汽車用低壓電線接頭型式、尺寸和技術(shù)要求GB 5054-1985; 汽車與掛車的七芯電纜線 .pdfJBT 8139-1995 公路車輛用低壓電纜（電線）QC/T 420-2004 汽車用熔斷器 線束護(hù)套是影響線束質(zhì)量的關(guān)鍵因素， 在選用時(shí)要格外注意， 根據(jù)流過(guò)導(dǎo)

11、線電流的大小和允許的 插接范圍選用合適的護(hù)套。 在選用護(hù)套時(shí)還應(yīng)注意， 同種類型形狀相同而且安裝位置又接近的護(hù) 套，要用顏色予以區(qū)分，比如：眾泰 2008 發(fā)動(dòng)機(jī)線束中碳罐電磁閥與噴油嘴所用的護(hù)套是相同 的，為防止工人裝配錯(cuò)誤， 將碳罐電磁閥護(hù)套顏色規(guī)定為藍(lán)色， 噴油嘴護(hù)套規(guī)定為黑色。 與負(fù)載 連接的護(hù)套取決于負(fù)載一旦全車的電氣配置確定下來(lái)， 負(fù)載已定則護(hù)套也隨之確定。 對(duì)接部分的 護(hù)套在選用時(shí)自由度較大， 總的原則是要連接可靠 （優(yōu)先采用雙彈簧壓緊式結(jié)構(gòu)） 散熱性好過(guò)電 流能力強(qiáng)，大線徑的導(dǎo)線盡量選用單獨(dú)的護(hù)套， 以防止過(guò)熱影響整個(gè)電路的正常工作。 一般來(lái)講， 在駕駛室內(nèi)的護(hù)套對(duì)于密封防護(hù)要

12、求不太嚴(yán)格的部分，考慮到成本的問(wèn)題建議選用非密封式的， 而在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的護(hù)套則必須選用帶防水結(jié)構(gòu)的護(hù)套， 這類護(hù)套有半密封式和全密封式兩種， 對(duì) 于電子控制單元多采用的是全密封式結(jié)構(gòu)， 壓接端子尾部和護(hù)套兩半結(jié)合處均采用橡膠密封件保 護(hù)，其他的護(hù)套保護(hù)采用半密封式結(jié)構(gòu)。 對(duì)于線束的包扎方式要求： 駕駛室內(nèi)儀表橫梁部分的線 束、門板內(nèi)線束及其他容易出現(xiàn)磨損的部分一定要用耐磨材料保護(hù)比如： 工業(yè)塑料布； 地板上的 線束及遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)部分的線束采用阻燃型波紋管， 離排氣管較近部分的線束必須采用耐高溫材料 予以保護(hù)比如：耐高溫波纖管、石棉管等。關(guān)于二維線束的設(shè)計(jì)內(nèi)容非常多，這里先簡(jiǎn)述一下， 后續(xù)作展開(kāi)講

13、述。3、線束的工藝和生產(chǎn)3.1 線束工藝 在線束二維產(chǎn)品圖紙出來(lái)以后， 要編排線束的生產(chǎn)工藝， 工藝是服務(wù)于生產(chǎn)的兩者密不可分， 因 此將兩者結(jié)合起來(lái)一起分析。3.1.1 開(kāi)線工藝開(kāi)線是線束生產(chǎn)的第一個(gè)工位，開(kāi)線工藝的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)度，一旦出現(xiàn)錯(cuò) 誤特別是開(kāi)線尺寸偏短， 會(huì)導(dǎo)致所有工位的返工， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力影響生產(chǎn)效率。 所以在編制開(kāi)線工藝 是一定要根據(jù)圖紙的要求合理確定導(dǎo)線的開(kāi)線尺寸， 剝頭尺寸。 制作開(kāi)線操作說(shuō)明書(shū)， 制作流程 跟蹤卡。3.2.2 壓接工藝 開(kāi)線之后的第二個(gè)生產(chǎn)工位， 根據(jù)圖紙要求的端子類型確定壓接參數(shù)， 制作壓接操作說(shuō)明書(shū)， 對(duì)于有特殊要求的需要在工藝文件上注明并

14、培訓(xùn)操作工。 比如：有的導(dǎo)線需要先穿過(guò)護(hù)套后才可 壓接，它需要先預(yù)裝導(dǎo)線然后從預(yù)裝工位返回再壓接； 還有刺破式壓接用到專用的壓接工具， 這 種壓接方式具有良好的電接觸性能。3.3.3 預(yù)裝工藝 編制預(yù)裝工藝操作說(shuō)明書(shū)， 為了提高總裝效率， 復(fù)雜的線束都要設(shè)置預(yù)裝工位， 預(yù)裝工藝的 合理與否直接影響到總裝配的效率也反映出一個(gè)工藝人員的技術(shù)水平高低。 如果預(yù)裝部分裝配的 偏少或者裝配的導(dǎo)線路徑不合理會(huì)加大總裝配人員的工作量， 放慢流水線的速度所以工藝人員要 經(jīng)常呆在現(xiàn)場(chǎng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能編制出合理的生產(chǎn)工藝。3.3.4 總裝工藝 根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門設(shè)計(jì)的裝配臺(tái)板，設(shè)計(jì)工裝設(shè)備、物料盒規(guī)格尺寸并將

15、所有裝配護(hù)套和附 件的編號(hào)貼于物料盒上以提高裝配效率。 編制各個(gè)工位裝配內(nèi)容和要求， 平衡整個(gè)總裝工位防止 出現(xiàn)一點(diǎn)工作量過(guò)大， 拉下整個(gè)流水線速度的情況。 要做到工位平衡， 工藝人員必須對(duì)每個(gè)操作 了熟于心并現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算工時(shí)，隨時(shí)調(diào)整裝配工藝。線束工藝還包括編制材料消耗定額明細(xì)表、工時(shí)測(cè)算、工人培訓(xùn)等。4、線束的檢驗(yàn)為了確保線束的質(zhì)量，線束的檢驗(yàn)也貫穿于生產(chǎn)中的每個(gè)環(huán)節(jié)，由于線束主要起到連接作用 所以對(duì)于端子壓接要求很高，見(jiàn)下表 3 所示不同線徑的導(dǎo)線規(guī)定的拉脫力不得低于表中數(shù)值 表 3：導(dǎo)線公稱截面積 /mm2拉力 / 導(dǎo)線公稱截面積 /mm2拉力 / 0.5506.04500.758010.05001.010016.015001.515025.019002.52003522004.027050.0-120.02700接點(diǎn)或一個(gè)端子同時(shí)連接兩根或兩根以上導(dǎo)線時(shí)，選擇截面積較大的導(dǎo)線測(cè)量拉力。線束在終檢時(shí)主要檢驗(yàn)尺寸和導(dǎo)通行能，可用卷尺檢測(cè)線束各個(gè)分支的尺寸是否符合圖紙要求；除了非常簡(jiǎn)單的線束外， 導(dǎo)通性能的檢測(cè)要用到導(dǎo)通臺(tái)， 它是一個(gè)事先設(shè)定好檢測(cè)程序的微機(jī)檢 測(cè)儀器。在檢測(cè)前要將檢測(cè)線束的編號(hào)、 名稱輸入進(jìn)去， 這樣當(dāng)對(duì)應(yīng)的線束按照各個(gè)對(duì)應(yīng)的插孔 連接完畢后， 就可進(jìn)行電路導(dǎo)通檢驗(yàn)， 如有故障則