汽車線束的三維布局

汽車線束的三維布局

汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體。沒有線束，就沒有汽車電路。隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車上的電器配置、功能也越來越多，所以連接各個電器件的線束也越來越復(fù)雜，成為當(dāng)代汽車故障的多發(fā)環(huán)節(jié)，也因此在汽車設(shè)計和生產(chǎn)制造中受到越來越多的關(guān)注。如何提高汽車線束的綜合性能成為關(guān)注的焦點。在汽車線束的整體設(shè)計中，三維布局是前提，本文將重點闡述這部分。1汽車電氣件與二維線束的校核汽車線束的設(shè)計流程見圖1，詳細(xì)分析如下。1）由主機(jī)廠電氣工程師提供整車電氣系統(tǒng)的功能，電氣負(fù)荷及相關(guān)的特殊要求，電器件的狀態(tài)、安裝位置，線束與電器件對接的形式。2）根據(jù)電氣原理圖對每個電氣子系統(tǒng)及回路進(jìn)行電源分配，其中包括搭鐵點的分配，并繪制相應(yīng)的整車電氣原理圖。3）繪制三維線束布置圖。4）根據(jù)各子系統(tǒng)電器件的分布情況，確定線束的布線形式及在汽車上的走向；確定線束的外保護(hù)形式及過孔的保護(hù)；并根據(jù)電器件本身的插接件確定線束上與其對接的端子和護(hù)套的型號；繪制二維線束圖。5）根據(jù)凍結(jié)的三維線束布置圖和原理圖，校核二維線束圖；確認(rèn)無誤后方可發(fā)圖，經(jīng)認(rèn)可后試制、生產(chǎn)。2全車家電件結(jié)構(gòu)線束的走向布局及分段，是根據(jù)車身鈑金的具體情況，結(jié)合全車電器件的分布綜合來考慮的。線束的走向分段不可拘泥某種形式，而是要在車身鈑金能夠滿足線束布置的前提下，從整車電氣角度來考慮其分布走向。2.1插接件的安裝下面詳細(xì)介紹線束三維布局走向中需要考慮的主要原則。1）裝配工藝性好線束的走向分段設(shè)計一定要滿足易于裝配這個前提，盡量不要給總裝增加過多的工序，可考慮分裝，如門線、儀表板線等；同時，要考慮最好不要使用特殊工具就可以完成裝配。2）可維護(hù)性好這一點是與第1點相呼應(yīng)的，不僅僅要易于裝配，在售后維修方面，也要易于拆卸，不可以因為要維修某個電器件需要拆下某段線束，而拆除其他多個零部件，否則就將增加不必要的維修工時?；谶@一點，在線束設(shè)計時需要考慮如下幾點：(1)所有線束的插接件應(yīng)該布置在手可以觸及的地方，或簡單拆卸一些零部件后，可以觸及插接件；(2)對于只能用一只手插拔的插接件，另一端插接件應(yīng)該固定在車身上；(3)同一部位的插接件應(yīng)該應(yīng)用顏色、大小、內(nèi)部定位等方法，防止錯裝；(4)插接件末端的線束應(yīng)該預(yù)留一定的長度，以便于插接件的插拔，對于開關(guān)端的線束建議預(yù)留80～100mm，儀表、音響、空調(diào)面板等維修率比較高的電器件，其后端線束預(yù)留到可以容易插拔的長度；(5)熔斷絲盒的線束要留有足夠的余量，以便于熔斷絲盒的拆卸。3）回路盡可能地短在拆裝工藝都考慮后，需要考慮如何布線能使電線回路盡可能的短，因為回路短有如下好處：(1)電線上面的壓降小，電器件獲得的電壓高或者得到的信號衰減小；(2)可以減輕整車質(zhì)量；(3)可以降低線束成本。4）盡可能地減少線束分段這一點有的時候和裝配工藝性是矛盾的，因為有的時候為了方便安裝便要將原本可以是1條的線束分成2段，這是需要在實際線束三維設(shè)計中權(quán)衡的。因為增加線束分段，勢必要增加線束間的對接插接件，而增加對接件則需要考量以下幾點：(1)增加了線束上面的電壓降，或是增大了信號的衰減；(2)增加了電氣連接的潛在的不可靠點；(3)需要增加安裝點或安裝支架，以固定對接件；(4)增加線束組裝工時和物料成本。所以我們經(jīng)常會在一些德系車輛上看到貫穿發(fā)動機(jī)艙、乘客艙、行李艙的一根大線，這就是少分段的典型設(shè)計。5）要考慮電磁兼容與抗電磁干擾這方面，不僅僅是要從線材的選擇上來做（如采用雙絞線、屏蔽線等），更要從線束的布線走向上來考慮。如某些歐系的蓄電池后置行李廂的車型，因為要將電流傳輸給發(fā)動機(jī)艙電氣盒及起動機(jī)，所以會有一根縱貫全車的大線徑導(dǎo)線，時刻通以較強(qiáng)電流。這個時候，如果還是按照傳統(tǒng)布線，將此大電流導(dǎo)線與其他信號線不加以區(qū)別一并放在同一束線中，勢必會對信號線產(chǎn)生干擾，所以通常會將此大電流導(dǎo)線單獨布置走向，并與普通線束留出足夠遠(yuǎn)的距離，同時要求鈑金做出一條凹槽以盛放導(dǎo)線，并可起到一定電磁屏蔽作用。雖然如此處理會增加成本，可是這成本是必要的。2.2線束的最小間隙除上述5點基本原則之外，在線束的布置時還有如下的細(xì)節(jié)需要注意，以保證線束布置的可靠性。1）在線束最大的裝配公差條件下，所有布置在運動件附近的線束，應(yīng)該和運動件之間保留足夠的距離，此距離由運動件的運動量來決定。2）在線束最大的裝配公差條件下，線束與相對靜止的部件之間需要保留最少為6mm的間隙，除非線束已經(jīng)被固定在這個部件上。3）線束分支必須有足夠的松弛，以使線束不會與其連接的器件增加應(yīng)力。我們應(yīng)在線束的3D數(shù)模上將此松弛度表現(xiàn)出來，以使3D狀態(tài)更加接近于實際狀態(tài)。4）為了阻止搭鐵片破壞主干上的任何線束，裝車時線束主干上的搭鐵片到線束主干上的任何線束最小間隙應(yīng)維持在25mm以上。5）通常情況下，距離線束插接件120mm處需要增設(shè)固定點，目的是盡可能減少插接件內(nèi)的端子所承受線束震動和質(zhì)量所帶來的負(fù)擔(dān)。6）從發(fā)動機(jī)本體往車身上布置的線束分支，要盡量布置在比較開闊的地方，且要留出足夠的長度余量，以防止發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)過程中給線束造成磨損或拉應(yīng)力損傷。7）線束布置時應(yīng)避開燃油管路，線束上兩固定點之間的長度應(yīng)小于300mm。另外，拐角處需要增設(shè)固定點。3重要件搭鐵的分配及裝配搭鐵點的分配在汽車線束設(shè)計中尤為重要，因為它是保證信號傳遞的完整性的重要組成部分，如果搭鐵點選擇不當(dāng)，就易造成信號干擾，從而影響某些電器正常功能的實現(xiàn)。因此在汽車線束的設(shè)計過程中，一定要根據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì)、功能的不同，對搭鐵線和搭鐵點作合理的分配，才能最大限度地保證汽車上各電氣設(shè)備的良好工作狀態(tài)。按照搭鐵回路的功能來劃分，將電氣設(shè)備分為2類。一類為重要件，一類為普通件。其中重要件包括發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）、制動防抱死系統(tǒng)控制單元（ABS）及安全氣囊系統(tǒng)控制單元（SRS）及其它涉及整車安全的控制單元。該類電負(fù)荷不僅對于整車性能及安全至關(guān)重要，而且該類電氣設(shè)備屬敏感設(shè)備，易受其它用電設(shè)備干擾。因此，重要件的搭鐵點必須單設(shè)，而不能和其它電氣設(shè)備共用搭鐵點，以免受其它電器件的干擾，對汽車的性能及安全性造成影響。但在有些車輛的設(shè)計中，為提高其搭鐵可靠性，會對某些重要電器件進(jìn)行復(fù)式搭鐵，如安全氣囊。這樣做的目的是如果其中一處搭鐵失效，系統(tǒng)可以通過另一搭鐵點搭鐵，以確保系統(tǒng)安全工作，同時還可以降低接地阻抗。此外，EMC/RFI搭鐵也需要單獨設(shè)立搭鐵點（如音響），目的是保證收音狀態(tài)的電磁兼容通過性。至于普通件，該類設(shè)備對于整車而言，重要性并不是很大。一般為增進(jìn)駕乘人員的舒適性而加設(shè)的電氣設(shè)備。因此，對于該類器件可以根據(jù)情況相互組合，共同鉚接搭鐵。還有一點需要提醒的是：一定要保證全車搭鐵點與蓄電池負(fù)極可靠連接