劉麗娟,許立杰
(長城汽車股份有限公司,河北 保定 071000)
線束在汽車上幾乎無處不在,其總體尺寸和體積也非常大,所以為了便于生產和裝配,同時保證電氣性能的較好實現(xiàn),線束要進行合理的分組分段設計。例如某SUV汽車全車線束共分為儀表板線束、發(fā)動機艙線束、發(fā)動機線束、電源線束、車身線束、門線束、頂棚線束等。而線束與線束之間的電氣連接則依靠內連接件完成。
內連接件通常被稱作對接件,指線束與線束之間相互對接實現(xiàn)電路連通的插接器,由公端護套和母端護套組成,見圖1。
近些年線束護套發(fā)展很快。其結構也進行了很大的優(yōu)化:①防水措施多樣,不同結構采用了不同的防水橡膠密封塞,有的是整體密封,有的是單孔密封;②公端與母端護套間的扣合裝置形式多樣,使線與線間的接觸電阻降為最??;③增加了護套的掛接結構,使護套的固定更為方便,也避免了由于護套無固定而產生的噪聲;④增加了護套的壓線蓋,以保證護套中插入的插接件尾部壓接的導線不在護套根部時出現(xiàn)不必要的晃動.以減少導線的剪切力,提高線束的品質;⑤插接件改進成雙彈簧式的結構,從而增加了對接后的接觸壓力,減小了接觸電阻[1]。護套的這些技術改進既給線束設計者提供了更充分的選擇余地,也為提高線束的品質提供了可靠的保證。
內連接件在選型時,要優(yōu)先參考以上提到的優(yōu)良結構,還應考慮電氣系統(tǒng)、裝配、環(huán)境等各方面的要求。
1)內連接件的孔位數(shù)量應能滿足對接回路數(shù)量要求。一般情況下,為滿足后續(xù)車型配置調整或功能增加的整車規(guī)劃,會選擇孔位數(shù)比回路數(shù)量稍多一些的護套。通常護套的孔位裕度約為15%~30%。此比例可以根據(jù)整車的配置規(guī)劃做適當調整,對于確定在整車生命周期內不再發(fā)生變更的回路,內連接件的孔位可以不必做出預留。
2)內連接件適配的導線線徑范圍應滿足回路電流要求。護套適配的端子寬度決定了護套適配的電流強度范圍。不同寬度的端子可承載的電流一般如下:端子寬度規(guī)格為1.0系列的10A左右;規(guī)格2.2或3系列的20A左右;規(guī)格4.8系列的30A左右;規(guī)格6.3系列的45A左右; 規(guī)格7.8或9.5系列的60A左右。
在選型時,一方面要考慮護套適配的端子能否承載相應的電流強度,還應考慮端子適配的導線線徑范圍,在滿足承載電流的前提下,盡量選擇體積小的護套。選擇適配端子寬度過大的護套,在成本上造成浪費,對安裝空間上需求也會加大,從加工角度來看還不利于較細導線的端子插植。選擇適配端子寬度過小的護套,端子的電流承載能力不能滿足要求,會造成端子對接處過熱,嚴重的會造成燒蝕。如果在內連接的回路中大電流和小電流相差較大,單一規(guī)格的端子不能滿足使用要求時,應該考慮使用復合型插接器或者分開使用兩個獨立內連接件。
3)內連接件中不應有線色、線徑相同或相近的回路?;芈贩峙鋾r,不能將線色線徑都相同的回路分配到同一內連接件中,除非這2個回路的端子規(guī)格不同,否則易導致2個回路裝反,同時也會給故障檢修帶來不便。對于線徑相同、線色相近的回路,比如橙色和黃色、粉色和紅色,尤其是當這些顏色在導線中作為輔色使用時,很容易混淆,所以應盡量避免在同一個內連接件中使用。對于線色相同、 線徑相近的回路, 比如0.35和0.5、 0.5和0.75、0.75和0.85等線徑的導線,除非導線上有色環(huán)可以區(qū)分,否則也易造成混淆。
4)內連接件中的回路排布應合理。護套內大電流的回路盡量不要距離過近,否則容易造成局部過熱。同一組雙絞線要位于相鄰孔位,以避免抗擾效果下降,信號失真;不同組雙絞線孔位不能交叉,避免信號串擾。屏蔽線回路為保持屏蔽層的連續(xù)性,在選擇內連接件時最好采用獨立的屏蔽護套,不建議使用普通護套,也不要將屏蔽線與其他線分配到同一個內連接件內。
1)內連接件的顏色要求:①作為內連接件的公端和母端護套顏色要相同;②出于防錯的考慮,多個相同的內連接件在同一點出線且分支尺寸相近時,應使用不同顏色進行區(qū)分,或者采用不同長度、公母端互換等方式防錯;③為保持前艙內顏色的協(xié)調和統(tǒng)一,位于前艙內的內連接件顏色應與周圍環(huán)境顏色接近,盡量選擇黑色或灰色等深顏色護套;④安裝時內連接件處于光線暗區(qū)的應選擇白色護套 (前艙除外);⑤用于安全氣囊回路的獨立內連接件應選擇黃色護套。
2)內連接件應有可靠的固定,應選擇自帶卡扣或可以安裝卡扣的護套 (見圖2和圖3),并優(yōu)先選擇適配鑰匙孔或長圓孔型的卡扣,因為這樣的卡扣具有防轉的效果,使內連接件更加可靠。特殊情況下也可以使用膠帶捆綁或其他固定方式。對于高振動或者高溫區(qū)域,可以采取更加可靠的防護措施,比如設計安裝支架、U型箍緊件等。
3)裝配時需要穿過鈑金孔的內連接件,例如前艙線束與車身線束、車身線束與后背門或后保險杠的內連接件,護套的外形尺寸應能滿足鈑金過孔需要。通常情況下,鈑金孔徑與護套最小安裝寬度的比例應在1.5∶1以上,這個比例在尾燈連接件過孔、前艙過孔、地板過孔等情況下同樣適用。
4)回路數(shù)較多的內連接件,尤其是復合型的多孔護套,由于端子數(shù)量較多,對接時會比較費力,所以盡量選擇帶有拉桿結構的護套 (圖4)。
1)內連接件作為汽車的一個組成部分,應能滿足最基本的ELV有毒有害物質的限量要求。另外安裝位置處于室內的內連接件,還需要滿足揮發(fā)性氣味和霧化實驗的限值要求。
2)內連接件要滿足其安裝區(qū)域的防水等級。例如駕駛室內屬于干區(qū),此區(qū)域的內連接件使用非防水型護套就能滿足要求。而前機艙或者4門防水膜以外的部分則屬于濕區(qū),安裝在濕區(qū)暴露位置的內連接件必須選擇防水型護套。有些車型前艙的內連接件設計在前艙熔斷絲盒內部,使其處于隱蔽的環(huán)境中,雖然選擇了非防水型的護套,這樣的設計也是合理的。
3)內連接件的耐溫等級要高于安裝位置的環(huán)境溫度。根據(jù)安裝位置的不同,可以劃分為4個溫度區(qū) (表1)。
表1 內連接件安裝區(qū)域和插接器溫度等級定義
內連接件的耐溫等級與其材質有關,應根據(jù)內連接件所在的環(huán)境溫度選擇適合的材質。例如熱變形溫度小于100℃的品種有:PE、PS、PVC、PET、PBT、ABS、PMMA等;熱變形溫度在100~200℃之間的品種有:PP、PVF、PVDC、PSF、PPO、PC等。
4)因為內連接件是一組插接器,所以必須滿足QC/T 417.1—2001《車用電線束插接器》的技術要求,將選擇的插接器按照該標準中的試驗項目進行檢測,以確保插接器的性能合格。
內連接是保證線束與線束之間電流和信號正常傳輸?shù)募~帶,關系到整車電路和線束的可靠性。所以內連接的護套要合理選擇,符合電氣系統(tǒng)要求,滿足周邊環(huán)境,同時要保證可靠的裝配和維修需要。
[1]任鳳文.汽車電線束的設計Ⅱ[J].汽車電器,2003(5):19-25.