重卡汽車線束設(shè)計(jì)及裝配

席雪峰

(北京福田戴姆勒汽車有限公司，北京101400)

重卡汽車線束設(shè)計(jì)及裝配

席雪峰

(北京福田戴姆勒汽車有限公司，北京101400)

汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，線束的設(shè)計(jì)裝配對(duì)重卡至關(guān)重要，本文詳細(xì)介紹了重卡汽車線束的設(shè)計(jì)要求和規(guī)范，以及在裝配過程中的常見問題和改進(jìn)方案。

重卡線束；汽車電路；線束設(shè)計(jì)與布置；線束裝配

1 線束設(shè)計(jì)規(guī)范

1.1 線束設(shè)計(jì)流程

汽車線束設(shè)計(jì)原則應(yīng)是以最短的電線距離、最少的電線根數(shù)、最合適的電線截面并選擇合適的連接器及端子加以正確可靠的連接，從而提高工作的可靠性。完整的六級(jí)項(xiàng)目線束設(shè)計(jì)應(yīng)包括：電器功能表設(shè)計(jì)、熔斷器和繼電器配置、原理圖設(shè)計(jì)、三維線束及配電裝置布置、線束二維圖生成、線束及配電裝置安裝圖生成、線束系統(tǒng)明細(xì)生成、線束裝配驗(yàn)證、電氣系統(tǒng)功能驗(yàn)證，圖1為設(shè)計(jì)流程圖。

1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范包含的子系統(tǒng)和零部件

設(shè)計(jì)規(guī)范包含的系統(tǒng)有：370電器原理圖、374車身線束、362底盤線束；底盤線束包括車架線束1、車架線束2、發(fā)動(dòng)機(jī)線束、變速器線束、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)線束、起動(dòng)機(jī)電源線、蓄電池線、搭鐵線等；車身線束包括車身主線束、頂棚線束、左門線束、右門線束等。

1.3 設(shè)計(jì)要求

GB 7258-2012《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》條例8.6.2針對(duì)電器線束規(guī)定以下內(nèi)容：電器導(dǎo)線應(yīng)具有阻燃性，客車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)和其他熱源附近的線束應(yīng)采用耐溫不低于125℃的阻燃電線，其他部位電線應(yīng)采用耐溫不低于105 ℃的阻燃電線，波紋管阻燃性能應(yīng)達(dá)到GB/T 2408-2008表1中的V-0級(jí)要求，所有電器導(dǎo)線應(yīng)捆扎成束、布置整齊、固定卡緊、接頭牢固并在接頭處裝設(shè)絕緣套，在導(dǎo)線穿越孔洞時(shí)應(yīng)裝設(shè)阻燃耐磨絕緣套管，電器原件應(yīng)連接可靠，乘員艙外部的接插件應(yīng)具有防水要求。

圖1 線束設(shè)計(jì)流程

2 整車線束分類

2.1 ETX整車線束分類

車身部分包括車身主線束總成、駕駛室頂棚線束總成和左/右門線束總成(帶電動(dòng)門窗)。其中，車身主線束總成連接的主要功能件包括儀表、繼電器及保險(xiǎn)、部分開關(guān)及前部燈具等；駕駛室頂棚線束總成連接的主要功能件包括收錄機(jī)、行駛記錄儀、示高燈、部分開關(guān)等；左/右門線束總成連接的主要功能件包括電機(jī)、后視鏡加熱等。

底盤部分包括前車架線束總成、后車架線束總成、發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)裝線束(非國(guó)Ⅳ車型)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)線束、變速器線束和電源線(蓄電池-至車架)。

底盤線束分類包括以下幾個(gè)部分。

a)前車架線束總成：發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、電磁閥等。b)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)裝線束：發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)(有預(yù)裝線束)等。c)后車架線束總成：差速鎖開關(guān)、第二油門、尾燈等。d)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)線束：翻轉(zhuǎn)開關(guān)，蜂鳴器等。

e)變速器線束：空擋開關(guān)、倒擋開關(guān)、高低擋開關(guān)、取力器開關(guān)。

f)電源線：連接蓄電池到啟動(dòng)機(jī)。

2.2 選裝部分

車輛還有部分選裝總成，這包括制動(dòng)線束總成、 ABS線束(駕駛室內(nèi))和盤橋線束總成。其中，制動(dòng)線束總成包含電磁閥和輪速傳感器；ABS線束包含ECU、ABS開關(guān)；盤橋線束總成則包括摩擦片開關(guān)。

3 線束輔料及布置的技術(shù)要求

3.1 線束輔料

3.1.1 導(dǎo)線的外保護(hù)

線束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用，包裹物的種類一般有膠帶、波紋管、PVC軟管、編織套管等，需根據(jù)線束所處不同環(huán)境選擇不同的包裹物。一般情況下，按以下原則考慮。

a)在干區(qū)、固定良好、不受外界影響的地方，使用PVC膠帶、布基膠帶全纏或花纏或浸膠尼龍布包裹即可，這種結(jié)構(gòu)具有柔性，便于布線，一般在儀表板的地方使用。PVC膠帶應(yīng)滿足QB/T 2423-1998《聚氯乙稀(PVC)電氣絕緣壓敏粘帶》要求。

b)在有可能與其他部件接觸、摩擦、撞擊時(shí)，采用波紋管保護(hù)。

c)在通過孔時(shí)，孔應(yīng)該用橡膠護(hù)套保護(hù)，線束用波紋管或PVC軟管。要在很狹窄的地方折彎，或者需跨過銳邊時(shí)，還要使用護(hù)線板加以保護(hù)。如果是在排氣管附近，還要采取隔熱處理。不論用波紋管或PVC軟管，在端頭處，均應(yīng)用PVC膠帶封頭。

d)對(duì)有特殊防水要求的電纜必須使用帶密封膠的熱縮管。

3.1.2 包扎用原材料的性能分析

a)波紋管在線束包扎中一般占比約60%，甚至更多。該產(chǎn)品主要特點(diǎn)是耐磨性較好，在高溫區(qū)耐高溫性、阻燃性、耐熱性都很好。波紋管的耐溫在-40 ℃～150 ℃間。它的材質(zhì)一般分PP和PA2種。PA材質(zhì)在阻燃、耐磨方面優(yōu)于PP材質(zhì)；但PP材質(zhì)在抗彎曲疲勞性方面強(qiáng)于PA材質(zhì)。波紋管又分為：開口波紋管、閉口波紋管、拉鏈?zhǔn)讲y管。

b)PVC管的功用和波紋管差不多。PVC管柔軟性和抗彎曲變形性較好，而且PVC管一般為閉口，所以PVC管主要用于線束拐彎的分支處，以便使導(dǎo)線圓滑過渡。PVC管的耐熱溫度不高，一般在80 ℃以下。

c)膠帶在線束中起到捆扎、耐磨、絕緣、阻燃、降噪、作標(biāo)記等作用，在包扎材料中一般占比30%左右。線束用膠帶一般分PVC膠帶、絨布膠帶和布基膠帶3種。PVC膠帶耐磨性、阻燃性較好；耐溫在80 ℃左右，降噪性不好，價(jià)格較便宜。絨布膠帶和布基膠帶材料為PET (聚酯纖維)。絨布膠帶的包扎性和降噪性最好，耐溫在105 ℃左右；布基膠帶的耐磨性最好，耐溫最高150 ℃左右。絨布膠帶和布基膠帶共有的缺點(diǎn)是阻燃性不好，價(jià)格昂貴。

d)編織套管在線束包扎中應(yīng)用在高磨損環(huán)境中。主要特點(diǎn)是耐磨性較好，可適應(yīng)電纜壓縮時(shí)產(chǎn)生的膨脹和拉伸時(shí)的收縮，并可快速簡(jiǎn)便的對(duì)電纜進(jìn)行包裹。編織套管柔軟性和抗彎曲變形性很好，材質(zhì)一般為PET，耐溫在-40 -150 ℃間。缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。

表1 3種波紋管綜合比較

3.2 線束布置

線束布置是一個(gè)正向設(shè)計(jì)的過程，在設(shè)計(jì)早期就要嚴(yán)謹(jǐn)考慮實(shí)行并行工程，在整個(gè)車型開發(fā)過程中要充分考慮到線束布置空間的預(yù)留。這樣可以提高線束布置的可靠性，避免產(chǎn)生問題，改進(jìn)裝配工藝，減少支架數(shù)量，降低材料成本，提高整車和系統(tǒng)的可靠性。

3.2.1 線束布置的基本要求

a)根據(jù)GB 7258-2012第8.6.2的要求：所有電器導(dǎo)線均應(yīng)捆扎成束、布置整齊、固定卡緊、接頭牢固，并在接頭處裝設(shè)絕緣套，在導(dǎo)線穿越孔洞時(shí)應(yīng)裝設(shè)阻燃耐磨絕緣套管或橡膠套。

b)各線束應(yīng)按產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件的要求合理布置，連接正確，固定可靠，不得有線路松動(dòng)、脫落和干涉現(xiàn)象，合理采用線束支架。

c)線束安裝時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離熱源，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管、空壓機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體高溫部分等，距離不得小于120 mm，無法回避的地方，必須采用隔熱保護(hù)措施，如圖2所示，線束安裝不得靠近風(fēng)扇、傳動(dòng)軸等運(yùn)動(dòng)部件，距離不得小于80 mm。

3.2.2 線束實(shí)物安裝捋順操作規(guī)程

由于線束總成的柔性結(jié)構(gòu)，不可能像剛性零部件一樣，在圖紙上完全確定其走向和固定節(jié)點(diǎn)。所以，線束的合理布置設(shè)計(jì)需經(jīng)過3個(gè)階段。

a)設(shè)計(jì)階段：根據(jù)電器零部件固定位置，確定線束走向，完成線束總成設(shè)計(jì)；

b)試裝改進(jìn)階段：通過線束總成在樣車試裝，調(diào)整線束長(zhǎng)度尺寸。

c)線束走向?qū)嵨镛垌橂A段：確定線束固定支架結(jié)構(gòu)及固定位置、線束扎帶的固定位置、車架上需要增加或移動(dòng)的孔位等，使線束走向合理避讓車架左、右縱梁內(nèi)側(cè)其他零部件。

圖2 遠(yuǎn)離熱源舉例

圖3 隔熱板設(shè)計(jì)

圖4 線束裝配中，油管與電源線需分開捆扎

圖5 線束固定

圖6 線束固定，防止磨損擠壓

圖7 電源線裝配

4 現(xiàn)場(chǎng)常見線束布置問題解析及優(yōu)化改進(jìn)

4.1 車架線束布置需遠(yuǎn)離熱源

由圖2所示可以看出線束設(shè)計(jì)走向必須遠(yuǎn)離熱源。在布置空間緊張的重卡汽車中，可以設(shè)計(jì)隔熱板或者給線束增加防熱護(hù)套避免熱源(如圖3)。除了設(shè)計(jì)時(shí)避免熱源，在裝配時(shí)有熱源的地方捆扎要合理緊湊。

4.2 線束與油管電源線

線束可以與制動(dòng)管路同時(shí)捆扎，具有較大電流的(大于1A)的線束不與油箱或油管直接接觸，應(yīng)避免與油管捆扎在一起。設(shè)計(jì)時(shí)線束走車架第二排或者第一排孔捆扎，油管走最下面一排孔捆扎，油管過孔與線束過孔必須分開(見圖4)。

4.3 線束固定

預(yù)留功能接頭應(yīng)設(shè)計(jì)帶密封防護(hù)，其分支線束就近固定于干線上，不得堆積和散落(見圖5)。

線束在支架上的固定應(yīng)防止支架棱邊的磨損以及穿過孔洞時(shí)注意磨損，線束應(yīng)該嚴(yán)格捆扎在支架里面不得與棱邊干涉，在孔洞處增加防磨護(hù)套，線束拉帶捆扎時(shí)不能捆扎太近，防止線束擠壓變形，影響線束性能(見圖6)。

4.4 電源線布置問題

電源線必須用管夾固定，同時(shí)電源線接頭必須有絕緣防護(hù)罩。另外，電源線不得與金屬油管、空調(diào)制冷用金屬管、燃油管和燃油箱接觸。

線束懸空部位，如有其他可依附物(如氣管等)每200～250 mm與依附物固定一次，每400 mm與車架使用支架固定一次；如無依附物時(shí)每300 mm使用支架固定一次(見圖7)。

5 總結(jié)

汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路，汽車就成為一個(gè)沒有血液的空殼，針對(duì)管線路在裝配、檢驗(yàn)過程中需控制的要素，如管線路走向不一致、管線亂、缺固定、管路相互干涉、交叉、漏氣、外觀等，目前技術(shù)文件所具有的裝置圖、原理圖、照片圖等僅表達(dá)了零部件之間的裝配關(guān)系，在以后設(shè)計(jì)中圖紙應(yīng)該完全清楚的標(biāo)示線束走向以及裝配過程中應(yīng)該注意的特性要求，設(shè)計(jì)圖紙還需要進(jìn)一步完善。