汽車線束中接點防護材料的選取與應用

姬紅亮

（河南天海電器有限公司線束研發(fā)中心， 河南鶴壁 458030）

汽車線束由插接器、 導線、 絕緣包扎材料等組成。 隨著時代的發(fā)展和人們要求的不斷提高， 汽車附加功能越來越多， 汽車線束導線根數(shù)也隨著增加。汽車線束在傳統(tǒng)的產品設計中多使用連接器連接，近年來汽車在不斷降價， 汽車線束多線連接設計由連接器連接改成了以U型卡連接或者高頻焊連接為主的連接方式。 線束導線接點 （接點指導線與導線的導體連接點） 數(shù)量逐日增加， 對接點的保護尤為重要， 這將直接影響汽車線束的可靠性和安全性。

汽車線束主要有儀表板線束總成、 發(fā)動機線束總成、 發(fā)動機艙 （前艙） 線束總成、 車身線束總成、 四門線束總成、 頂蓋線束、 保險桿線束。 根據線束在汽車上裝車位置的不同， 線束接點防護材料也不同。 本文主要講述U型卡連接接點防護材料。所謂U型卡連接指將兩根或兩根以上的導線借助U型端子、 壓接設備冷沖壓在一起的過程。 目前常用線束接點防護材料有兩大類、 5種規(guī)格。 下面介紹采用U型卡連接接點的防護材料和特性。

1 膠帶包口

包口指采用防護材料將線束導線接點進行絕緣包扎操作的通稱。 膠帶包口常用聚氯乙烯絕緣膠粘帶 （polyvinyl chloride， 代號PVC 膠帶） 和德莎TESA 4651遮蔽膠帶（簡稱TESA 4651膠帶） 兩種。

1.1 PVC膠帶包口

PVC膠帶是一種常見的接點包口材料， 常用的包口PVC膠帶顏色有黑色、 藍色等。 黑色PVC膠帶常用的規(guī)格為38×20×0.2， 即寬度為38 mm， 長度為20 m， 厚度為0.2 mm； 藍色PVC膠帶常用的規(guī)格為40×20×0.2， 即寬度為40 mm， 長度為20 m， 厚度為0.2 mm。 兩者在傳統(tǒng)的線束接點保護設計中使用量都比較大， 目前國內汽車廠家在安全和設計理念方面向高端市場領域邁進， 導致線束廠家對接點選用PVC膠帶防護材料有所減少。

1.1.1 藍色PVC膠帶包口

使用前需要將包口膠帶安裝在包口機的膠帶固定卡槽上， 把膠帶頭拉下來放在包口機的切刀槽內， 接通電源開關， 左、右手分別拿住離接點50～70 mm地方， 將接點放入包口區(qū)內用力向下按， 就會開始包口操作。 膠帶捆扎包口機操作圖如圖1所示， 藍色PVC 膠帶包口后效果圖如圖2所示。

1） 優(yōu)點 ①原材料價格便宜； ②包口效率較高； ③可以使用機器輔助包口， 使用方便。

2） 缺點 ①包扎層數(shù)較多， 費時， 包口后膠帶兩邊有皺褶， 外觀不美觀； ②防水性能較差。

3） 使用范圍 常用于發(fā)動機線束以外的其他線束中的接點保護。

1.1.2 黑色PVC膠帶包口

黑色PVC包口膠帶和藍色PVC包口膠帶兩者的區(qū)別主要是含膠量和膠帶厚度不同， 無本質上的區(qū)別， 膠帶的顏色根據需要不同可以生產不同的顏色。 由于兩者包口膠帶使用和操作方法相同， 這里不再單獨介紹。

1.2 TESA 4651膠帶包口

常用的規(guī)格型號為TESA 4651包口膠帶 （40 mm）， 圖3為TESA 4651膠帶包口自動剪剝機， 用來輸出單個接點的包口材料。 膠帶包口材料的長度根據接點導線面積來選擇， 根據截面積的大小來設定膠帶包口的長度參數(shù)，設定好參數(shù)后按開始鍵， 就會自動送出設定好的膠帶長度， 當取走膠帶頭又會送出下一個膠帶頭， 一直到整盤膠帶用完。 圖4為TESA 4651膠帶包口后效果圖。

1） 優(yōu)點 高粘性、 耐磨、 絕緣效果好， 操作效率高。

2） 缺點 原材料價格較高， 成本相對較大。

3） 使用范圍 常用于汽車儀表、 車身、 門線等線束接點中。

2 雙壁熱縮管

2.1 透明雙壁熱縮管

透明雙壁熱縮管外層以透明、 半硬聚烯烴為材質， 經輻射交聯(lián)及特殊工藝精工制作而成， 內層以高粘性防水透明熱熔膠構成。 熱縮工具常使用熱風槍加熱收縮， 熱縮管規(guī)格大小的選擇根據線徑的大小來選擇。 例如： ≤2.0 mm2的線徑使用Φ4規(guī)格型號， 2.5≤Φ<3.0 mm2的線徑使用Φ5規(guī)格型號。 透明雙壁熱縮管的規(guī)格有Φ4×25、 Φ4×30、 Φ5×30、Φ5×80、 Φ6×30、 Φ9×40、 Φ12×40、 Φ12×50， 顏色均為白色透明。 接點烤透明雙壁熱縮管后效果如圖5所示。

1） 優(yōu)點 具有防水性能， 絕緣效果好， 可以看到接點的連接效果， 查看壓接方式是否符合要求。

2） 缺點 ①原材料價格較高； ②對烤熱縮管的要求較高， 生產過程中操作工序多， 工時成本偏高； ③熱縮管收縮后容易打彎， 變形， 有氣泡； ④包膠少， 熱縮管有烤不緊的情況。

3） 使用范圍 常用于防水要求較高的汽車全套線束接點中， 以及發(fā)動機線束和發(fā)動機艙線束的節(jié)點保護。

2.2 黑色雙壁熱縮管

黑色雙壁熱縮管外層采用優(yōu)質的聚烯烴材料，內層熱熔膠復合加工而成。 熱縮工具使用熱風槍或者烤熱縮管機加熱即可收縮， 熱縮管規(guī)格大小的選擇根據線徑的大小來選擇。 例如： ≤2.0 mm2的線徑使用Φ4規(guī)格型號， 2.5≤Φ<3.0 mm2的線徑使用Φ5規(guī)格型號。 黑色雙壁熱縮管規(guī)格有Φ20×50、 Φ20×40、 Φ18×40、 Φ15×40、 Φ12×50、 Φ12×40、 Φ9×50、 Φ9×40、 Φ9×30、 Φ8×50、 Φ6.5×40、 Φ6×50、Φ6×40、 Φ6×30、 Φ5×50、 Φ4×50、 Φ4×40、 Φ4×30、 Φ4×25， 顏色均為黑色。 汽車線束接點烤黑色雙壁熱縮管效果圖如圖6所示。

1） 優(yōu)點 絕緣、 防腐、 防水性能最高， 熱縮后能夠明顯看到熱縮管兩頭有白色包膠溢出。

2） 缺點 ①原材料價格較貴； ②對烤熱縮管的要求較高， 生產過程中操作工序多， 工時成本偏高。

3） 使用范圍 常用于防水要求較高的汽車全套線束接點中， 以及發(fā)動機線束和發(fā)動機艙線束的節(jié)點保護。

線束接點常用熱縮管產品規(guī)格應符合表1規(guī)定。

表1 熱縮管產品規(guī)格

3 水密性試驗

由于汽車發(fā)動機機艙區(qū)域溫度高、 潮濕大、 油污等惡劣環(huán)境， 對線束的防護包扎材料要求較高，接點防護同樣重要， 必須滿足防水性的要求。 接點水密性試驗是對線束防水性能檢驗的一個重要環(huán)節(jié)， 國外汽車廠家把這項內容作為試驗線束合格的一項指標。

3.1 接點水密性試驗目的

接點水密性試驗是為了保證線束長期在潮濕環(huán)境中正常工作， 接點具有防水效果， 防止接點之間短路， 避免發(fā)生意外事故。

3.2 試驗內容

首先， 把接點熱縮過后的導線連接在水密性試驗儀兩端的接線孔內。 然后， 接點全部浸入水深不低于100 mm的容器中， 浸泡時間為1h。 試驗測量的方式有如下兩種。

1） 用直流電壓100 V±10%， 量程0～200 MΩ（示值誤差為±3%） 的絕緣電阻測試裝置或精度為1.5級的兆歐表測量絕緣電阻， 將接點導線的一頭連接在兆歐表的一個連接頭上， 兆歐表的另一頭接電極放入水里。 如果兆歐表顯示為無窮大表示接點絕緣良好， 如果電阻值很小或者為零表示接點漏水。

2） 使用萬用表測電流。 測試方法相似， 如果有電流說明已經漏水， 防水效果達不到要求； 如果沒有， 說明可以滿足防水性能。 在試驗過程中， 熱縮管破損產生氣泡等不符合水密性要求， 合格的熱縮管在試驗中必須完好無損、 沒有氣泡等發(fā)生。 導線接點水密性試驗如圖7所示。

4 總結

線束接點防護材料的選擇至關重要， 選擇原則主要是根據汽車線束設計上干區(qū)和濕區(qū)的要求， 合理進行選擇設計。 國內民族品牌汽車也朝著這方面進行防護和設計， 例如， 某車型發(fā)動機線束和發(fā)動機艙線束屬于濕區(qū)范圍， 要求防水性能較高， 接點選用的是黑色雙壁熱縮管； 保險桿線束也要求具有一定的防水性能， 但是沒有發(fā)動機線束要求防水性能高， 節(jié)點選用的是透明雙壁熱縮管； 儀表板線束、 地板線束及門線束等屬于干區(qū)范圍， 全部選用的是TESA 4651膠帶包口。 以上線束導線接點防護材料的選擇和搭配不但滿足了客戶的需要， 而且價格合理。

綜上所述， 線束上選擇接點的防護材料不是固定的單一品種， 可以混合選擇使用， 這樣既能滿足汽車功能使用的要求， 也能滿足客戶對經濟性的要求。