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温州市乐伊汽车配件有限公司
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汽车接插件的流程及工作原理是什么呢?

 汽车接插件是汽车电路的网络主体,没有线束也就不存在汽车电路。随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放性要求的提高,汽车线束变得越来越复杂,但车身给予线束的空间却越来越小。因此,如何提高汽车接插件的综合性能设计便成为关注的焦点,而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束后期设计和制造,和汽车主机厂家联合进行前期开发成为必然的趋势。下面就谈谈线束的一般设计流程和设计原则。

整车电路设计
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电源分配设计
汽车的供电系统设计是否合理,直接关系到汽车电器件的正常工作与否和全车的安全性,因此世界各国的汽车线束设计出发点基本都是以安全为主。整车电气系统基本上由3个部分组成:

蓄电池直接供电系统(一般称常电或30电)。这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重要件,主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的加以控制,确保这些件即使汽车发动不起来也能短暂正常工作,以方

便到站点维修等。如:发动机ECU及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作电源、ABS控制器的电源、诊断接口电源等。

点火开关控制的供电系统(一般称为IG档、15电或ON档电)。这部分电器件基本上是在发动机工作运转的情况下才使用,取自发电机的电源,避免了为蓄电池充电时争电源的可能性。如:仪表电源、制动灯电源、安

全气囊电源等。

发动机起动时卸掉负载的电源(一般称为ACC电源)。这部分电器件一般所带的负载较大,且在汽车起动时不必工作。一般有点烟器电源、空调电源、收放机电源、刮水器电源等。?

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线路保护设计
线路保护就是要对导线加以保护,兼顾对回路电器件的保护。保护装置主要有熔断器、断路器和易熔线。

1.熔断器的选取原则
发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大,另外,易受其他用电设备千扰的电器件必须单设熔断器。

发动机传感器、各类报警信号灯和外部照明灯、喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大,但该类电负荷对相互间的干扰并不敏感。因此,这类电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个熔断器。对于为增加舒

适性而设置的普通电器件类的电负荷可以根据情况相互组合,共同使用一个熔断器。

熔断器分快熔式和慢熔式。快熔式熔断器的主要部件是细锡线,其中片式熔断器结构简单、可靠性和耐振好、易检测,所以被广泛采用;慢熔式熔断器实际上是锡合金片,这种结构的熔断器一般串接到感性负载的电

路中,如电机电路。

电阻型的负载与电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器。

一般根据电器件的最大连续工作电流计算并确定熔断器容量,可按经验公式:熔断器额定容量=电路最大工作电流÷80%(或70%)。

2.断路器
断路器最大的特点是可恢复性,但其成本较高,使用较少。断路器一般都是热敏机械装置,它利用两种金属的不同热变形,使触点开闭或自行接通。新型的断路器,使用PTC固体材料作为过流保护元件,它是一种正温

度系数的电阻,根据电流或温度的高低断开或接通。这种保护元件的最大优势是当故障排除后能自动接通,不需人工调节和拆换。

?3.易熔线
易熔线的特点是当线路通过极大的过载电流时,易熔线能在一定的时间内(一般≤5s)熔断,从而切断电源,防止产生恶性事故。易熔线也是由导体和绝缘层构成,绝缘层一般为氯磺化聚乙烯材料,因为绝缘层较厚

,所以看。起来比同规格的导线粗。

易熔线一般接在蓄电池直接引出的电路中。易熔线的常用的公称截面有0.3mm2、0.5mm2、0.75mm2、1.0mm2、1.5mm2,甚至还有8mm2等更大截面的易熔线。易熔线的导线线段长度分为(50±5)mm、(100±10)mm、(

150±15)mm3种。

易熔线应有明显的标志,当其熔断后,其标志仍应存在以便于更换。

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继电器的选取设计
继电器分为电流式和电压式2种。一般根据用电器的功率和开关的承载能力来决定是否选用继电器。常用继电器的设备一般有刮水器、喇叭、除霜、前照灯、雾灯、风扇、鼓风机、转向灯(闪光器)等。继电器分6V、

12V、24V3种,常用的继电器额定电压为12V。

选用继电器要参考的技术要求:①可靠性好;②性能稳定;③质量轻、体积小、寿命长,对周围元器件影响小;④结构简单、工艺性好、成本低。

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搭铁分配设计原则
发动机ECU、ABS等对整车性能及安全影响大,且易受其他用电设备干扰,所以这些件的搭铁点一定要单设。对于安全气囊系统,它的搭铁点不仅应单设,而且为了确保其安全可靠,最好采用复式搭铁。其目的是其中

一处搭铁失效,系统可以通过另一搭铁点搭铁,确保系统安全工作。无线电系统为避免干扰,也要单独搭铁。弱信号传感器的搭铁最好独立,搭铁点最好是在离传感器较近的位置,以保证信号的真实传递。

其他电器件可根据具体布置情况相互组合共用搭铁点。原则是就近搭铁,避免搭铁线过长,造成不必要的电压降。

蓄电池负极线、发动机搭铁线等因导线截面较大,因此一定要控制好线长和走向,减小电压降;为增加安全性,发动机、车身一般要单独连到蓄电池负极搭铁;

搭铁方式:一是通过孔式接头搭铁,此法一定要在接头的尾部烤上热缩管绝缘;二是通过内部短接的护套直接搭铁。

线束三维布局走向设计
此流程主要是模拟仿真不同区域的线束走向、直径,考虑线束过孔的密封和保护,模拟线束的固定孔位和固定方式等。三维布线用的主要软件有PRO-E、UG和CATIA等。

插接件的选取设计
?插接件是线束的核心部件,插接件的性能直接决定着线束整体的性能,而且对全车的电器稳定性、安全性起着决定性的作用。

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插接件的选取设计原则
a.插接件选取要保证与电器件的良好接触,使接触电阻降为最低,提高可靠性,优先选用双弹簧式压紧结构的插接件。

b.根据导线的截面积和通过电流的大小合理选择插接件。

c.发动机舱内对接的护套,由于舱内温度、湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体,因此一定要选择防水性护套。

d.在同一条线束中若用同一种护套,其颜色一定要有区别。基于汽车外观的整体协调性,在发动机舱中应优先选用黑色或深色的护套。

e.为减少线束对接用护套的种类和数量,优先选用混合型件,使装配固定方便。

f.对于要求性能较高的安全气囊、ABS、ECU等用的端子插接件,应优先选用镀金件以保证安全可靠性。

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插接件原材料(材质)性能分析
插接件用的铜主要是黄铜和青铜(黄铜的硬度比青铜的硬度稍低),其中黄铜占的比重较大。另外,可根据不同的需求选择不同的镀层。

导线的选取设计
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导线类型的选择
线束设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能。例如:发动机周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也很多。因此,一定要使用耐高温、耐油、耐振动、耐摩擦导线;行李厢盖上的导线要在低温下保持其弹性

,所以要选用冷弹性导线保证其正常工作;自动变速器上的导线一定要耐高温、耐液压油,其温度稳定性要好;弱信号传感器要用屏蔽导线,例如爆震传感器和曲轴位置传感器、ABS轮速传感器等;门内线耐弯曲性要

求高等。?

汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线,绝缘皮为PVC绝缘材料。线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。

汽车线束常用的导线种类有日标(AVSS等)、国标(QVR)、德标(FLRY)、美标等几大系列。AVSS(AVS)导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;QVR的特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;德标导线绝缘皮更薄,

柔韧性好;美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线。

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计算选取导线截面积
根据电器件功率的大小计算流通导线的电流;长时间工作的电气设备可选择实际载流量60%的导线;短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%-100%之间的导线。
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根据不同的工作环境和温度大小适当改变导线的截面积。

根据导线的走向、插接件的数量(即电压降的大小)适当改变导线的截面积。

关于导线截面积的计算,也有一些专家总结出一些经验公式:I=P/UsA=IρL/Ud?
式中:I——电流;P——功率;Us——系统电压;A——导线截面积;Ud——允许最大电压降损失;ρ——铜电阻率;L——导线长度。或按下面经验公式:I=(A×10+8)/2? ? ? ?

全车线束密封件(橡胶件)的设计
汽车线束过孔时一般运用橡胶件进行过渡,以起到耐磨、防水、密封等作用。主要分布在以下部位:发动机与驾驶室接口处、前舱与驾驶室接口处(左右共2处)、四门(或有后背门)与车厢接口处、油箱进口处。

常用的材质一般为天然橡胶、氯丁胶、硅橡胶、三元乙丙等。

天然橡胶的特性:具有良好的弹性和机械强度,有优异的耐曲挠性,有较高的撕裂强度和良好的耐寒性。缺点:耐老化性不大好,不耐油和臭氧,易燃。

氯丁胶的特性:耐臭氧、耐热老化、耐油等性能较好,具有难燃性和自熄性;但耐低温性不好。

硅橡胶的特性:耐热性、耐寒性和耐侯性较好;缺点是不耐油。三元乙丙特性:耐侯性、耐臭氧、耐热、耐腐蚀性、耐酸碱等性能都较好,而且拥有高强度和高伸缩率;缺点:粘接性较差,且弹性没天然橡胶好,耐油性

差。

比较而言,三元乙丙的综合性能较好,所以现在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙材料。

全车线束包扎和固定设计
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线束包扎设计
?线束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蚀、防止干扰、降低噪声、美化外观的作用,一般根据工作环境和空间大小制定以下包扎设计方案。

发动机线束工作环境恶劣,因此全用高阻燃性、防水、机械强度高的波纹管包扎。

前舱线工作环境也相对较差,大部分枝干也用阻燃性好的波纹管包扎,部分分支用PVC管包扎。

仪表线工作空间较小,环境相对较好,可用胶带全缠或花缠。

门线和顶篷线工作空间较小,可用胶带全缠,部分枝干可用工业塑料布包扎;较细的顶篷线可直接用海绵胶带粘在车身上。

底盘线因与车体接触部位较多,因此用波纹管包扎防止线束磨损。
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包扎用原材料的性能分析
1.波纹管
波纹管在线束包扎中一般占到60%左右,甚至更多。主要的特点就是耐磨性较好,在高温区耐高温性、阻燃性、耐热性都很好。波纹管的耐温在-40-150℃间。它的材质一般分PP和PA2种。PA材质在阻燃、耐磨方面优于

PP材质;但PP材质在抗弯曲疲劳性方面强于PA材质。
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2.PVC管
PVC管的功用和波纹管差不多。PVC管柔软性和抗弯曲变形性较好,而且PVC管一般为闭口,所以PVC管主要用于线束拐弯的分支处,以便使导线圆滑过渡。PVC管的耐热温度不高,一般在80℃以下。
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3.胶带
胶带在线束中起到捆扎、耐磨、绝缘、阻燃、降噪、作标记等作用,在包扎材料中一般占到30%左右。线束用胶带一般分PVC胶带、气绒布胶带和布基胶带3种。PVC胶带耐磨性、阻燃性较好;耐温在80℃左右,降噪性

不好,价格较便宜。绒布胶带和布基胶带材料为PET。绒布胶带的包扎性和降噪性最好,耐温在105℃左右;布基胶带的耐磨性最好,耐温最高150℃左右。绒布胶带和布基胶带共有的缺点是阻燃性不好,价格昂贵。

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线束固定设计
中央电器盒一般用钢板条、螺栓等固定,或用电器盒本身设计的固定结构直接安装在车身上。

各条线束一般用塑料扎带、扣钩等固定在车身孔内。车身孔大多为圆孔或椭圆孔,一般直径为5mm、6mm、7mm不等。

各条线束间对接的护套一般用护套支架集体固定起来,并安装在车身上。

海狮、MPV等较大车型的车身线长且粗,一般用护板固定在车身上,以降低震动和噪声。

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