車用電線束插接器的應用

曹榮，郭燃，王武軍，牛順利，霍亞菲

（1.河南天海電器有限公司，河南鶴壁458030；2.中國核電工程有限公司，遼寧葫蘆島125000）

車用電線束插接器的應用

曹榮1，郭燃2，王武軍1，牛順利1，霍亞菲1

（1.河南天海電器有限公司，河南鶴壁458030；2.中國核電工程有限公司，遼寧葫蘆島125000）

通過分析插接器的功能、材料及使用環(huán)境的情況，提出在線束設計中如何去選擇合適的插接器。

插接器；環(huán)境因素；電氣性能；機械性能

0 引言

在汽車工業(yè)快速發(fā)展的今天，汽車電氣系統(tǒng)在車中的地位越來越重要，各種不同特性的電器在汽車上不斷涌現(xiàn)，它們對汽車線束的電性能要求也越來越高。

線束是對汽車進行電信號控制的載體，線束質(zhì)量的好壞，直接關系到汽車電器裝置能否正常運行。線束主要由導線和插接器組成。插接器用于汽車電路各連接點的連接，其質(zhì)量好壞、質(zhì)量的穩(wěn)定性，都會直接影響電信號的傳遞。因此，很多電器裝置功能失效或性能不穩(wěn)定，都是由于插接器的功能失效或性能不穩(wěn)定造成的。文中通過分析插接器的功能、材料及使用環(huán)境的情況，提出了在線束設計中如何選擇合適的插接器。

1 插接器的介紹

汽車插接器在線束中的作用非常單純：在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實現(xiàn)預定的功能。插接器一般由護套和端子配合共同實現(xiàn)電器連接。

1.1 端子

在插接器中端子主要是提供導通電路信號的部件。只有保證端子在合適的負載下，并維持端子彈片間的正壓力從而形成穩(wěn)固的電器連接，才能保證電線束甚至是整車電器性能的穩(wěn)定。

端子分為插頭和插座，插頭是插入插座可完成電氣連接的插接件，插座是接受插頭形成電氣連接的插接件。

由于銅金屬具有良好的導電、導熱及加工成型特性，因此汽車用插接器端子的制造材料大部分都是銅合金，最常用的材料是：青銅（QSn6.5-0.1、QSn8-0.3）和黃銅（H62、H65、 H68、H70）。

Qsn6.5-0.1具有高的彈性、耐磨性和抗磁性好，在熱態(tài)和冷態(tài)下均可壓力加工，焊接和釬焊性良好，可切削性好，在大氣、淡水中抗蝕性好，鑄造性能良好

QSn8-0.3具有很高的強度、彈性和耐磨性。

H62有很高的強度，熱加工性好，冷加工性中等，抗蝕性強，易焊接。

H65有良好的力學性能，能承受冷熱加工，性能居H68和H63黃銅之間，用于制作小五金、日用品、螺釘?shù)戎萍?/p>

H68塑性優(yōu)良，強度較高，但冷作時有 “季裂”傾向，作復雜的冷沖件和深沖件，如波紋管。

H70塑性優(yōu)良，強度較高，切削加工性好，可焊接，耐蝕性好。

端子在實際使用時，為增加端子的導電性、耐磨性、抗腐蝕性、可焊性及提高端子的表面光潔性，會對端子表面進行一些處理。常用的方法有酸洗、鈍化、鍍錫、鍍銀、鍍金、鍍鎳等。

酸洗和鈍化。端子加工完成，經(jīng)過酸洗和鈍化后可以清洗其表面的油漬，并為端子表面增加一層氧化膜，使端子看起來更光潔。

鍍錫。鍍錫有3種類型：預鍍錫，預覆層，電鍍。錫比較軟，起保護作用、防止腐蝕，比較廉價，容易焊接，鍍層厚度為2～12μm。黃銅或青銅鍍錫耐溫110℃。這也是車用端子最常用的表面處理方式。

鍍銀。銀光澤為白色，屬貴重金屬，軟，導電性好，容易惰性氧化，所以易失去光澤，但氧化后的銀仍然導電。黃銅或青銅鍍銀可耐溫150°。

鍍金。電鍍金是現(xiàn)有的插接器最優(yōu)質(zhì)的鍍層方法，較軟，很耐腐蝕，在純酸里不溶解，良好導電性，較昂貴，因此選擇性鍍金工藝更為合理，即只在接觸部位鍍金。鍍金厚度一般為0.4～3.5μm。

鍍鎳。鎳比較貴重，是銀白色金屬，導電率差，堅硬，表面光滑，經(jīng)常用于鍍金的底鍍層，焊接性差，鋼接觸件大多采用鍍鎳。

1.2 護套對端子進行固定、機械保護和工作環(huán)境遮蔽保護。

護套分為插頭護套和插座護套，插頭護套是固定插頭端子的護套，插座護套是固定插座端子的護套。

由于插接器分布在汽車中的各個區(qū)域，每個區(qū)域的環(huán)境情況各不相同，所以在護套的設計中會用到不同的材料。常用的材料有：PBT及其改良材料、尼龍（PA6、PA66）及其改良材料、PP及其改良材料、ABS及其改良材料、POM及其改良材料和PC及其改良材料等。其材料性能見表1。

在插接器中護套主要是為了隔離端子，使之不能導電，并在實際使用中，這些材料并不能完全滿足車內(nèi)耐高溫和阻燃的需要，所以就在原有材料的基礎上加入了改良材料，以提高其耐高溫和阻燃的特性。根據(jù)加入成分的不同，經(jīng)過改良的材料高溫可以到140～200℃之間，阻燃可以到HB～V0（美國UL標準）之間。

表1 護套設計常用材料的特點

2 插接器的選用

汽車插接器在整車中占到的比列很小，但連接節(jié)點卻特別多，也就是可能引起故障的節(jié)點比較多，在車的使用過程中若出現(xiàn)質(zhì)量問題，往往還會引起比較惡劣的后果。所以在線束的設計中如何選好插接器就變得尤為重要。

2.1 根據(jù)插接器的用途選擇

首先是線與線之間連接的插接器，這種插接器通常用在線束與線束之間的連接。根據(jù)整車電器的情況，大概需要5～10個成對插接器將各個不同功能的線束連接起來。在選擇這種成對插接器時，原則就是盡量選擇同一家族的產(chǎn)品。

其次是一般電器功能連接，如各種燈、開關、傳感器等，線束端一般為插座總成，插頭由電器自帶。這里需要指出的是：盡量推薦電器端與線束端為同一個廠家的產(chǎn)品，以保證其適配性；在條件不允許的情況下，選用不同廠家的插座要與電器上插頭進行匹配設計，確保配合完好。

再次就是重要功能性插接器的連接，如ECU、ABS、安全氣囊、發(fā)動機控制系統(tǒng)等。此類插接器是專用的，選擇時要特別慎重，選擇結果最好得到產(chǎn)品工程師的確認。

2.2 根據(jù)插接器的安裝位置及環(huán)境選擇

首先是對接在發(fā)動機上的插接器。這類的插接器是電器產(chǎn)品中要求最高的，最主要的問題是耐溫和抗震，大部分都需要防水。一般在此區(qū)域的插接器工作溫度為110～155℃，試驗溫度為125～175℃，加速度最大20g。這類插接器一般是專用的，由于耐溫要求高，一般選擇尼龍 （PA）、PBT的改性材料?？拐鹦阅苤饕僧a(chǎn)品結構來決定，可以要求插接器廠家提供相關的實驗報告。

其次是安裝在發(fā)動機艙內(nèi)的插接器。這類的插接器的問題同樣是耐溫、抗震及防水。發(fā)動機艙內(nèi)濕熱的環(huán)境會引起水蒸氣在絕緣體表面吸收及擴散，從而引起絕緣體的擊穿。同時潮濕的環(huán)境也容易加速端子表面的氧化。其工作溫度比發(fā)動機上稍低，在95℃左右，試驗溫度為120℃。一般選擇尼龍（PA）、PBT、PP或其改良后的產(chǎn)品。

再次是底盤及燈具的插接器。根據(jù)車型及設計的不同，有很多車底盤的插接件是裸露在外的，像這類的插接器主要問題就是防水，也有個別燈具需要耐高溫，這得根據(jù)燈的功率再去作分析判斷。

最后是其他部位的插接器，工作溫度為65℃，試驗溫度為85℃。基本上所有插接器都可以使用在這些部位，除個別有特殊要求者以外。

插接器的安裝空間也是需要考慮的一個方面，主要考慮插接器在對插時的操作位置，接著考慮插接器的最大尺寸，有些地方要在安裝時通過特定空間等。2.3 根據(jù)插接器的電氣性能選擇

首先要考慮使用的額定電壓。插接器的額定電壓取決于插接器所使用的絕緣材料、導電端子間的間距。一般插接器生產(chǎn)商提供的額定電壓是指插接器的最高工作電壓。

其次要考慮通過的額定電流。一般國內(nèi)較大的插接件供應商會在他們的產(chǎn)品手冊上提供插接件的額定電流，該電流是指插接件在常溫下的最高工作電流。對于高溫工作環(huán)境和插接件多孔的情況，實際選用時，需要降低一定的比例使用。

再次要考慮插接器的接觸電阻。接觸電阻是指一對連接的插接件之間的電阻，如圖1所示，即參考點之間的電阻，當無法從參考點處測量電阻時，實際測量點與參考點之間的電阻應被減掉。

最后要考慮插接器的絕緣電阻和絕緣介電強度，主要是通過測試相鄰端子間、端子和插座表面間的絕緣電阻值。其影響因素有絕緣體材料、環(huán)境溫度及濕度等。

2.4 根據(jù)插接器的機械性能選擇

首先要考慮插接器的插拔力。插接器的插拔力是指裝滿端子的插頭護套和插座護套連接和分離所需的力。理論上要求插拔力越小越好，但過小的插拔力又會造成插接器導電端子間接觸性能的降低。所以在選擇插接器時，要在充分滿足電性能要求的基礎上，插拔力越小越好。在考慮插接器的插拔力時，還要特別關注插接器的安裝位置，對于那些手工不好操作的位置要重點注意。

其次要考慮端子和護套間的配合和分離力。配合力一般規(guī)定：當端子壓接線徑小于1mm2時，裝配力應小于15N；當端子壓接線徑大于1mm2時，裝配力應小于30N。分離力一般規(guī)定：對于2.8以下規(guī)格的插接器，端子從護套中分離所需的力要大于40N；對于2.8以上規(guī)格的插接器，端子從護套中分離所需的力要大于60N。

最后還要考慮插接器的機械壽命。汽車插接器通常要求最少滿足10次插拔后裝配和電氣性能正常；對于端子表面鍍銀的，要滿足30次以上；對于表面鍍金的，要滿足100次以上。

3 結束語

插接器在汽車線束中是至關重要的一環(huán)?，F(xiàn)實工作中往往因為其外形上的千變?nèi)f化、性能上的差異、環(huán)境的惡劣程度而使插接器在選型后，出現(xiàn)這樣那樣的問題。所以用戶在選擇插接器時，要從多個角度去驗證它的可靠性，才能保證插接器在車中的正常工作，從而保證汽車電路的正常運行。

【1】全國汽車標準化技術委員會.QC／T 417-2001車用電線束插接器［S］，2001.

【2】國防科學技術工業(yè)委員會.GJB217-91電連接器實驗方法［S］，1991.

2014 紐約車展新技術盤點

2014 紐約車展在規(guī)模上雖然不及1月份舉辦的底特律車展，但車企扔非常愿意在這個舞臺上展示各自最新的車型及技術。彭博社評論道，“紐約車展在時間上臨近消費熱度漸增的夏天，是各品牌爭先展出新車的最好時機”。那么此屆紐約車展有哪些新玩意兒出現(xiàn)呢？

（1）新馬自達MX－5采用創(chuàng)馳藍天底盤，減重220磅；

（2）大眾推出新捷達，全新發(fā)動機／空氣動力學優(yōu)化／安全配置升級；

（3）路虎Discovery Vision概念車采用創(chuàng)新“透明”發(fā)動機蓋，助司機看清路況；

（4）2014款日產(chǎn)Rogue率先標配智能后視鏡，實現(xiàn)電子屏與傳統(tǒng)屏切換；

（5）新?？怂古鋫涓鄠鞲衅鳎状螛伺浜笠晹z像頭；

（6）標致混動概念車Exalt，大量木質(zhì)內(nèi)飾奪人眼球。

（來源：蓋世汽車網(wǎng)）

Application of the Vehicle Wiring Harness Connector

CAO Rong1，GUO Ran2，WANGWujun1，NIU Shunli1，HUO Yafei1
（1.Henan THB Electric Co.，Ltd.，Hebi Henan 458030，China；2.China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.，Huludao Liaoning 125000，China）

The functions，materials and using circumstance of the connector were analyzed.How to choose a suitable connector in the design process of the vehicle wiring harness was presented.

Connector；Environmental factors；Electrical performance；Mechanical performance

2014－02－18

曹榮（1983—），男，本科，助理工程師，主要從事汽車用連接器、電器盒的推廣工作。E-mail：caorong＠thb.cn。