工程機(jī)械車輛電線束系統(tǒng)研究

劉 朋， 張同生， 李國偉

（鄭州宇通重工有限公司控制研究所， 河南 鄭州450051）

電線束是車輛信號(hào)與能量傳遞的重要通道， 是車輛的 “神經(jīng)線”。 工程機(jī)械車輛電線束系統(tǒng)因工程機(jī)械車輛自身特點(diǎn)及工作環(huán)境特殊性決定了其設(shè)計(jì)與安裝不同于其它普通車輛。

1 工程機(jī)械車輛線束特點(diǎn)

設(shè)計(jì)與安裝工程機(jī)械車輛線束首先考慮工程機(jī)械車輛自身特點(diǎn)及工況。 工程機(jī)械車輛工作環(huán)境大多很惡劣， 譬如煤廠、 礦山、 建設(shè)工地等， 其工作有以下共同特點(diǎn)： ①路況差， 粉塵大， 車輛運(yùn)行過程中振動(dòng)強(qiáng)烈； ②車輛運(yùn)行時(shí)間不固定， 部分車輛工作時(shí)間超長， 如寬體礦用自卸車每天運(yùn)行時(shí)間大多超過20個(gè)小時(shí)； ③車輛運(yùn)距短， 工程機(jī)械車輛運(yùn)輸距離一般不超過15 km； ④工程機(jī)械車輛保養(yǎng)及維修頻次與普通車輛相比更高。

上述特點(diǎn)決定工程機(jī)械車輛線束的特殊性。 與普通車輛相比， 設(shè)計(jì)與安裝工程機(jī)械車輛線束應(yīng)具備以下特點(diǎn)： ①更高可靠性， 更好密封性， 具體就是防水、 防油、 防塵、 防振、 防熱、 防摩、 防落物； ②應(yīng)保證線束有足夠的裕量， 特別在安全線規(guī)選擇上要充分考慮工程機(jī)械車輛運(yùn)行的時(shí)間特性，如運(yùn)行時(shí)間長、 起動(dòng)頻繁； ③應(yīng)根據(jù)整機(jī)功能與特點(diǎn)做到模塊化， 方便拆裝， 便于維修， 節(jié)省車輛保養(yǎng)與維修時(shí)間。

2 線束導(dǎo)線的選擇

2.1 型號(hào)與顏色

電氣系統(tǒng)導(dǎo)線可選用汽車、 拖拉機(jī)用低壓導(dǎo)線QVR、 QFR及QB汽車用薄壁絕緣低壓電線。 導(dǎo)線顏色可參照J(rèn)B/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜（電線）》 執(zhí)行。 相關(guān)引用標(biāo)準(zhǔn)QC/T 730—2005 《汽車用薄壁絕緣低壓電線》、 JB/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜 （電線）》、 QC/T 414—1999 《汽車用低壓電線的顏色》。

2.2 線規(guī)的選擇

礦用車供電方式及多數(shù)用電設(shè)備與載貨汽車相同。 一般線路允許電壓降6 V的不大于0.5 V， 12 V的不大于1 V， 24 V的不大于2 V。 據(jù)此， 我們可以計(jì)算導(dǎo)線截面積S

式中： ρ——導(dǎo)線電阻率， Ω·mm2/m； I——流過導(dǎo)線的電流， A； L——導(dǎo)線長度， m； △U——導(dǎo)線的電壓損失， V。

應(yīng)當(dāng)指出， 圓整后的導(dǎo)線截面積大小應(yīng)該考慮導(dǎo)線扎束后發(fā)熱和機(jī)械強(qiáng)度， 一般導(dǎo)線截面積不應(yīng)小于0.5 mm2。

2.3 電線截面積選擇

工程機(jī)械各電器設(shè)備可根據(jù)負(fù)載電流的大小選擇所用電線的截面積。 長時(shí)間工作電器設(shè)備可選用電線實(shí)際載流量的60%； 短時(shí)間工作的電器設(shè)備可用電線實(shí)際載流量的60%～100%之間。 具體參照表1與表2。

表1 汽車拖拉機(jī)用低壓導(dǎo)線允許載流量

表2 工程機(jī)械用電系統(tǒng)電線截面積選擇參考值

3 線束插接件的選擇與安裝

1） 線束插接件選擇首先要滿足標(biāo)準(zhǔn)QC/T 29106—2004 《汽車低壓電線束技術(shù)條件》 的規(guī)定。

2） 盡量使用最少量車輛系統(tǒng)連接接口。 中間連接件的數(shù)量越多， 產(chǎn)生誤連接或端頭與插接件之間出毛病的可能性就越大。 選擇車輛接口插接件時(shí)， 應(yīng)考慮其四周密封性能， 是否具備良好的鎖定機(jī)制以保證插接件之間的完全配合。

3） 由于不同連接點(diǎn)導(dǎo)線數(shù)目各不相同， 以及考慮到環(huán)境因素等， 要求用多種不同的插接件來實(shí)現(xiàn)線束與控制系統(tǒng)中其它部件的連接。 設(shè)計(jì)過程中要求做到： 各插接件尺寸不同， 插口形狀也不相同， 以避免誤將某個(gè)線束單元與控制系統(tǒng)中不相干部件相連； 少數(shù)情況下， 不同的連接點(diǎn)也可以采用同一種通用插接件， 但線束的長度各不相同， 以避免插接件連接錯(cuò)誤的情況發(fā)生。

4） 所有未用的插接件端頭都必須將其堵住。部分接合的端頭會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生間歇性回路或斷路。 如果插接件之間難以接合， 不要強(qiáng)制將它們接上， 否則會(huì)擰彎或擰斷針腳。 在接合之前， 應(yīng)檢查插接件之間是否未對(duì)準(zhǔn)。 所有插接件都應(yīng)安裝在易于接觸的地方， 并具有適當(dāng)?shù)纳鞆埢貜?fù)性， 以有利將來的車輛維護(hù)。

5） 插接件防護(hù)措施： ①插接件應(yīng)盡可能放置于駕駛室、 電器艙內(nèi)； ②安裝插接件時(shí)， 一定要將暴露于外的密封端朝5下； ③插接件兩端約40 mm處用扎帶固定， 這樣做可以防止路面泥漿飛濺與石頭撞擊產(chǎn)生的損害， 可避免插接件內(nèi)積存污物和濕氣， 以阻止振動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電路斷斷續(xù)續(xù)。

4 線束安裝控制點(diǎn)

1） 不能讓導(dǎo)線與尖銳、 摩擦性的表面接觸或有可能接觸。 尖銳面包括螺紋、 螺栓頭、 支架、 尼龍電纜切口及鈑金棱邊等。 線束通過金屬板邊緣的時(shí)候必須使用橡膠護(hù)邊或使用一段導(dǎo)管。 導(dǎo)線保護(hù)得不好就有可能被擦破， 導(dǎo)致短路或斷路。 避免線束與尖銳、 摩擦性的表面接觸， 或被放置于可能受到擠壓的位置。

2） 布線時(shí)應(yīng)繞開銳邊、 絞纏、 擠壓、 切割或摩擦， 每隔200～400 mm就應(yīng)該用尼龍電纜束縛帶或表面覆設(shè)橡膠或塑料的金屬夾固定好。 由于導(dǎo)線捆綁在一起后直徑減小， 其固定點(diǎn)就要近一些。 在所有控制部件和速度傳感器附近的線束的固定都應(yīng)提供適當(dāng)?shù)纳鞆埢貜?fù)性、 足夠松開度， 以避免連擠處被拉得太緊。

3） 線束布置應(yīng)以約300 mm間隔沿車身骨架或底盤大梁固定好， 避免線束固定在油路、 水管等處?？紤]到運(yùn)動(dòng)部件可能會(huì)將接頭拉離造成連接斷斷續(xù)續(xù)， 盡量避免將線束放置于接近運(yùn)動(dòng)部件的地方，如皮帶、 風(fēng)扇、 滑輪、 PTO軸承、 輸出軸、 轉(zhuǎn)向盤軸桿、 活動(dòng)座椅機(jī)構(gòu)、 油門踏板、 車門、 搖桿等。

4） 線束的安放位置應(yīng)與熱源保持不小于100 mm的距離。 熱源包括： 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)和支管、 電器散熱槽、 油冷卻器和水箱等。 要保護(hù)線束不遭受高溫侵襲， 可采取的保護(hù)措施包括： 防熱罩、 熱反射帶、 高溫導(dǎo)管等。 例如， 如果線束距離排氣管支路小于200 mm或與排氣管端部距離小于100 mm， 就需要采取防熱措施。

5） 在高頻導(dǎo)線和高能元件 （電流量大于5 A的電磁閥和繼電器， 例如電源總開關(guān)、 起動(dòng)繼電器等） 與控制系統(tǒng)的速度傳感器和低電流模擬信號(hào)線（油面?zhèn)鞲衅鳎?溫度傳感器， 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器等） 之間距離不能低于0.5 m， 以避免信號(hào)傳遞受到干擾和影響。

6） 特殊情況處理： 允許將線束安放在變速器外殼上， 但需保證不存在拉伸。 考慮到傳動(dòng)系會(huì)在車架內(nèi)運(yùn)動(dòng)， 兩固定點(diǎn)之間的線束不能處于繃緊狀態(tài)。 “繃緊” 是指超過了線束本身所具有的張力，“固定點(diǎn)” 為線夾、 插接件、 纏結(jié)帶等。 不要拉緊插接件線排處導(dǎo)線， 以免使導(dǎo)線與線排總是處于繃緊狀態(tài)。 “線排” 是插接件背面的塑料片段， 用于彎曲導(dǎo)線， 不使它們拉壞密封。 不要拉緊插接件導(dǎo)線， 以免使密封脫開或撕裂。

［1］ JB/T 8139—1999， 公路車輛用低壓電纜 （電線）［S］.

［2］ QC/T 730—2005， 汽車用薄壁絕緣低壓電線［S］.

［3］ QC/T 414—1999， 汽車用低壓電線的顏色［S］.

［4］ QC/T 29106—2004， 汽車低壓電線束技術(shù)條件［S］.