汽车线束是将汽车上各个用电设备连接起来的电线捆扎成束,它是汽车电路的主体。跟着人们对汽车安全、舒适、排放等要求的提高,汽车线束所包含的功用越来越多,也越来越复杂。线束是由导线、插接件、包裹胶带、波纹管、卡扣、橡胶件等构成的。汽车线束是汽车电气系统的重要组成部分,在汽车线束电路的规划过程中,需要同步考虑导线的选取。作者依据多年工作经验,将导线从类型、零件要求特性、线号、线色、线径、轻量化、与熔断丝的匹配7个方面进行论述。
1导线类型
导线类型又称为导线线种。在线束安置规划过程中,工程师会依据效果不同挑选不同的导线类型。因为汽车选取12V蓄电池进行供电,汽车电线也称为低压电线。
1)按规范分类 汽车线束依据导线规范分为国标、日标、德标、美标等。德标是德国工业规范的简称,首要包含: DIN72550、 DIN72551、 DIN76772。德标导线绝缘皮薄,柔韧性好。因为我国汽车行业的特殊性,我国各汽车公司首要参考的仍是德标。
2)按用途分类 从用途上分,汽车导线可分为一般导线、双绞线和屏蔽线,如图1所示。
图1汽车导线
普通导线运用最广泛,不再赘述。双绞线原理是:若外界电磁信号在2条导线上产生的搅扰大小相等且相位相反,这个搅扰信号就会相互抵消。双绞是消除搅扰最简单的一种方式,在一些要求不是很严格的情况下可以运用双绞线,但在重要的当地,比如安全气囊传感器回路等需求用到屏蔽线。屏蔽是防止电磁搅扰的最有效办法,由于外界的搅扰电磁波在传播过程中,若遇到金属材料不会穿过,而是被迫改变方向沿着金属行进。若将金属材料包覆在所要屏蔽的设备或导线外边进行屏蔽,并经过接地线与大地连接,搅扰电磁波会经过接地线流向大地,被屏蔽导线中的信号就能被正常传输。屏蔽线一般要求屏蔽层一端搭铁一端悬空。屏蔽线分为铝箔屏蔽线和织造网屏蔽线,铝箔屏蔽线中的黑色电线是搭铁线,织造网屏蔽线中的织造网是搭铁线,现在一般用的都是铝箔屏蔽线,由于其线束加工过程操作相对简单。
双绞线和屏蔽线从定义、成本、加工、功能和运用5个方面的异同点比照见表1。
表1双绞线和屏蔽线的异同点比照
2特性
1)耐热性 依据线束导线的工作环境温度, 选用不同耐温等级的电线。乘客舱的电线可选用耐温等级为90℃的导线; 发动机舱线束可选择耐温等级为180℃的导线; 横穿上述2个区域的导线应选用耐温等级同时满足2个区域温度要求的导线, 可以通过温度场获得该区域的耐温要求,再从各导线耐温等级确认选用的导线类型。线束导线工作温度分布见图2。
图2线束导线工作温度分布
2)耐磨性 导线本身就应该具有避免配线部位因为磨损而引起的绝缘体损坏、漏电。 在设计时,导线应尽量避免与容易产生轰动的零件触摸,以避免线束产生磨损、 开裂。如不可避免,可采用包裹胶带或许外加波纹管。
3)阻燃性 阻燃性是指零件在着火后将焚烧时刻(速度)、范围控制在一定范围内的规则。
4)弯折性 规则设计中要求具有曲折性的零件的反复曲折性。 零件的曲折程度、 允许曲折次数、 环境温度要根据使用情况来设定。 如车门用的胶套要求到达180°/10万次/-30~80℃。
3线号
线号即导线在线束图纸中的编号,它是线束图纸中导线之间互相区别的一个姓名特性。线束图纸中导线的编号一般与整车线路电气原理图中的电气回路编号相对应,现在关于线束中导线编号还没有一致的标准,以某车厂线束举例,其线束导线代号为31,YS,0.35,600,ETC。31是该导线的代号;
YS代表导线的颜色为黄灰色,主色为黄色,灰色为辅色;0.35表明导线的线径为0.35mm2;600表明该导线长度为600mm;ETC则表明该导线衔接的是自动空调。
图3插接件端面示意图
图3为插接件端面的正视图, 数字1、 2表示的是插接件孔位号, BLACK表示该插接件色彩为黑色。插接件中导线的详细信息见表2。CoyID表示的是插接件中的孔位号,Wire ID为导线在线束图一切导线中的代号,Color为导线的色彩,Size为尺度,Option为导线实现导通的功能,Terminal为插接件端导线所用的端子型号,Seal为导线所用的密封堵,一字线表示该处不用密封。
表2插接件中导线详细信息
4线色
随着汽车用电设备的增加,线束中的导线数量也越来越多,为了便于识别和检测汽车电器设备,通常将电线束中的低压线采用不同的线色。目前在选择配线时一般采用两种方式:单色线和双色线。
1)单色线 以单色线为基础选用时,可参考表3的单色线线色。 各用电系统的电源线为单色。
表线束3导线线色
2)双色线 由于整车回路越来越多,目前线束中大部分导线选用的是双色线,既将上述单色组合得到双色线。关于双色线是有要求的,以上文中的导线为例, YS代表该导线的主色为黄色,占有导线的绝大部分面积,辅色为灰色,只占有导线的一小部分面积。
线色是线束中导线的最直观要素之一,导线色彩选取妥当,关于工程师后期处理线束问题起到很好的作用。同一根线束规划中,不能出现相同的线色,且在选用色彩时,也尽量挑选具有明显对比度、肉眼简单分辩的色彩组合。
5线径
线径是指导线的标称截面。 德标中导线线径主要有0.35、 0.5、 0.75、 1.0、 2.0等。 导线的线径在线束图纸中都有明确的界说,线束图纸标明线径有两种方法:通过列表注明和在插接件的视图孔位中注明,如上文所述。导线线径选取是否合理,不但关系到线束的安全,还能有用降低本钱。导线的截面积是依据用电设备的作业电流来挑选的。依据电器件功率的巨细,计算流转导线的电流,长时刻作业的电器设备可挑选实践载流量60%的导线,短时刻作业的用电设备可选用实践载流量60%~100%之间的导线。由于导线的允许载流量随着温度的升高而下降,故要依据不同的作业环境和温度巨细以及导线的走向、插接件的数量(电压降的巨细)适当改动导线的截面积。
6导线的轻量化选取
1)导线截面积挑选时考虑轻量化 线束导线的外层绝缘皮也在不断进行革新, 以使导线在质量减轻的一起性能也得以进步。 在众多的规范中, 德标 (FLRY) 导线的绝缘皮更薄些,柔韧性好, 相同线径的导线质量也是最轻的。 这也是众多汽车厂商选用德标导线的原因之一。
2)线束安置时考虑轻量化 整车线束安置根本可分为整体式、 功用分段式、 区域分段式这3种。从安置轻量化的视点来讲, 整体式的线束规划比较有优势。 可是随着汽车的尺寸增加, 整体式安置给安装和维修带来不方便, 为此就需要考虑其它2种安置方法。 比方日系车在区域分段安置上就做得比较老练, 车身的规划趋于模块化, 线束的固定、 连接等也都选用了轻量化的规划思路。
线束的安置在形状上还可分为H型安置、h型安置和E型安置等。每种安置对线束的轻量化也有一定的影响,其间H型安置是较好的一种安置方法,由于H型的线束能最大范围照顾到整车的用电器。
线束轻量化的发展趋势为广泛选用CAN总线,简化线束接线使其更紧凑,在减轻质量的一起也降低了本钱。
7导线与熔断丝的匹配
熔断丝是一个热能呼应元件,是为了保护线束而有意规划和制造成线路中最弱的一部分。当选定电路的熔断丝元件后,应承认与熔断丝相连电路的导线标准,选用原则为导线的电流-时刻特性必须高于串接在其内的熔断丝电流-时刻特性曲线。熔断丝在通过过载电流熔断后,外形要保持完好,能正常从固定座上取下。熔断丝按可承受电流分类可分为mini、midi、Jcase、mega等,熔断丝的每一个电流值都对应一定范围的电阻,并由此界说其过载的特性。熔断丝的时刻-电流特性曲线如图4所示。
主张继续作业负载为熔断丝额定电流的75%,实践熔断丝额定值的选用可参阅公式
图4熔断丝时间-电流特性曲线
式中:If—— 理想的熔断丝额外值;In—— 额外作业电流;RR—— 环境温度批改系数。
在导线线路规划过程中,第一选择是不共用熔断丝。但是随着汽车线路添加的一起,留给线束的空间越来越小,不共用熔断丝需求付出成本和空间的代价。综合各种因素考虑,在电路规划中整合熔断丝是一个不错的选择。现简略介绍一些熔断丝的整合原则。
1)安全件最好运用独立熔断丝。 安全件既包含国标界说的, 还有各主机厂自行界说的, 如位置灯、 示宽灯、 近光灯等。 需求为这样的零件独自配置熔断丝。
2)安全件、非安全件不行共用熔断丝。这是为了防止因非安全件回路短路导致熔断丝熔断,形成安全件不行作业的不良后果。
3)功率不大的非安全件能够共用熔断丝。 这在规划中非常常见,例如将2个远光灯共用一个熔断丝等。
4)不一起作业的负载能够共用熔断丝。 车辆上有些设备不会一起作业, 这时共用熔断丝能够进步熔断丝的利用率。
8总结
导线的类型、零件要求特性、线号、线色、线径、导线的轻量化与熔断丝的匹配是汽车线束导线选取需求要点考虑的7个方面。工程师需掌握这7个方面的相关常识,才能够规划出高品质、低成本的线束,并对线束做出一定的改善。