淺談汽車(chē)線束接點(diǎn)的設(shè)計(jì)

陳文斐，梁 劍，2，張兆磊，張 偉，孫道培，陳 杰，王瑞平

（1.寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司，浙江 寧波 315336；2.上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200030 ）

淺談汽車(chē)線束接點(diǎn)的設(shè)計(jì)

陳文斐1，梁 劍1，2，張兆磊1，張 偉1，孫道培1，陳 杰1，王瑞平1

（1.寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司，浙江 寧波 315336；2.上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200030 ）

汽車(chē)線束設(shè)計(jì)關(guān)系到整車(chē)用電設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)和行車(chē)安全。本文主要介紹汽車(chē)線束中接點(diǎn)的設(shè)計(jì)方式、接點(diǎn)的保護(hù)和布置位置。

線束接點(diǎn)；超聲波焊接；壓接

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了增加整車(chē)舒適性和安全性，電器設(shè)備在整車(chē)上的運(yùn)用也越來(lái)越多。汽車(chē)線束是汽車(chē)電路各部件聯(lián)系的載體，對(duì)汽車(chē)整車(chē)電路正常穩(wěn)定的運(yùn)行非常重要。線束接點(diǎn)的設(shè)計(jì)尤為重要，因?yàn)榻狱c(diǎn)回路的增加，導(dǎo)致部分回路接觸不良而影響整車(chē)的正常運(yùn)行。針對(duì)此類問(wèn)題，本文將著重討論研究。

1 線束接點(diǎn)定義

線束接點(diǎn)是指線束中2根以上電線鉸接的連接點(diǎn)。如圖1所示，此接點(diǎn)線由1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線組成，3根線在線束內(nèi)部是相互連通的，3根線在線束內(nèi)部的鉸接連接點(diǎn)就是接點(diǎn)。

圖1 線束接點(diǎn)

2 設(shè)計(jì)方式

汽車(chē)線束接點(diǎn)設(shè)計(jì)常用的方式有超聲波焊接、U型端子壓接、J/C連接器、焊錫等。

2.1 超聲波焊接

利用調(diào)頻振動(dòng)傳遞到2個(gè)需焊接的金屬表面，在加壓的情況下，使2個(gè)金屬表面在固體狀態(tài)下相互摩擦而形成的分子層之間的熔合，從而達(dá)到焊接作用（圖2）。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需使用材料，效率高，導(dǎo)電性能好，環(huán)保安全，是線束接點(diǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。缺點(diǎn)是焊接設(shè)備價(jià)格及維護(hù)費(fèi)用都較高。超聲波焊接有以下要求。

圖2 超聲波焊接

1）對(duì)于長(zhǎng)焊點(diǎn)，最大允許每邊5根導(dǎo)線，在獨(dú)端焊點(diǎn)上允許最多15根導(dǎo)線。

2）允許的電線組合需滿足表1要求。

表1 超聲波焊接電線組合

3）焊點(diǎn)內(nèi)導(dǎo)線的拉伸力必須達(dá)到表2要求。焊點(diǎn)內(nèi)導(dǎo)線的剝離力必須達(dá)到表3要求。

表2 超聲波焊接導(dǎo)線拉伸力要求

表3 超聲波焊接導(dǎo)線剝離力要求

4）超聲波焊接根據(jù)壓縮度V進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷焊點(diǎn)是否合格，壓縮度V應(yīng)該在85 %～95 %之間。壓縮度公式為

式中： V——壓縮度；AK——焊點(diǎn)的截面積；AL——線截面的總和。

2.2 U型端子壓接

通過(guò)U型端子將電線銅絲均勻地物理壓接，是目前使用較多的一種接點(diǎn)方式。U型端子壓接圖見(jiàn)圖3。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，效率高，導(dǎo)電性能較好，壓接設(shè)備和U型端子都比較便宜；不足之處在于和超聲波焊接相比需要使用壓接材料，增加質(zhì)量。U型端子壓接有以下要求。

圖3 U型端子壓接圖

1）對(duì)于U型端子壓接，最大允許每邊5根導(dǎo)線。

2）導(dǎo)體應(yīng)全部壓入端子的卷曲部分中，線端在端子兩側(cè)應(yīng)可見(jiàn)且伸出長(zhǎng)度不大于3 mm，端子兩側(cè)應(yīng)可見(jiàn)入口R，電線絕緣皮不得壓入端子中，如圖4所示。

圖4 U型端子壓接關(guān)系

3）U型端子接點(diǎn)的拉力值應(yīng)符合表4[1］要求。

表4 U型端子各電線最小拉力值

2.3 J/C連接器

以插接件加BUSBAR的形式代替接點(diǎn)。電線穿入連接器，通過(guò)連接器蓋中的BUSBAR實(shí)現(xiàn)線束電路的相互連通。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是維修方便，但需要壓接端子，使用連接器成本較高，同時(shí)使線束加粗?，F(xiàn)在一般使用在CAN總線的連接上。

2.4 焊錫

焊錫即利用電烙鐵將焊錫絲焊接在電線鉸接點(diǎn)的一種方式。這種方式不易操作，隨意性大，生產(chǎn)效率低，不環(huán)保，已被逐漸淘汰，在線束上已經(jīng)很少使用。

3 接點(diǎn)保護(hù)

如果線束接點(diǎn)的保護(hù)不合理，會(huì)造成線束接點(diǎn)處刺破絕緣，形成短路故障。總體來(lái)說(shuō)，汽車(chē)接點(diǎn)分布分為干區(qū)和濕區(qū)兩大類（圖5），處在干區(qū)的接點(diǎn)使用專用的膠布進(jìn)行保護(hù)，處在濕區(qū)的接點(diǎn)則需要使用含膠熱縮管或丁基膠進(jìn)行保護(hù)，以達(dá)到防水密封的效果。

4 接點(diǎn)位置的選擇

目前線束圖紙由CHS、VESYS等相關(guān)軟件進(jìn)行繪制，接點(diǎn)位置都能在2D圖紙中顯示。接點(diǎn)的位置，不僅關(guān)系到線束的成本，也關(guān)系到線束的品質(zhì)選擇。不合理的設(shè)計(jì)會(huì)增加線束的成本，增加線束質(zhì)量，也有可能造成裝配困難等問(wèn)題。線束接點(diǎn)位置設(shè)置有以下幾個(gè)要點(diǎn)。

1）選擇線束布置較為平穩(wěn)的位置，不能選擇運(yùn)動(dòng)的部位及擾度較大的位置。

2）將接點(diǎn)布置在各信號(hào)線和主干的交匯點(diǎn)附近，這樣能夠有效地減少電線，節(jié)約成本。

3）接點(diǎn)設(shè)置與分支點(diǎn)的距離需要大于50 mm，接點(diǎn)之間的距離也要大于50 mm（圖6），這樣才能有效地避免接點(diǎn)之間的接觸。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，汽車(chē)品質(zhì)及成本等觀念不斷加強(qiáng)，優(yōu)秀的線束接點(diǎn)設(shè)計(jì)不僅對(duì)降低成本有很大幫助，同時(shí)也能提升線束的品質(zhì)。因此需要設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)工作中不斷摸索和總結(jié)，找到并遵循更加合理的設(shè)計(jì)，并在實(shí)際設(shè)計(jì)中不斷完善細(xì)節(jié)。

圖6 接點(diǎn)設(shè)置位置

[1]QJLY J7110446C—2015，汽車(chē)低壓電線束技術(shù)條件[S］.

（編輯 心 翔）

Introduction to the Design of Wiring Harness Joints

CHEN Wen-fei1，LIANG Jian1，2，ZHANG Zhao-lei1，ZHANG Wei1，SUN Dao-pei1，CHEN Jie1，WANG Rui-ping1
（1. Ningbo Geely Royal Engine Components Co.，Ltd.，Ningbo 315336；2. School of Mechanical Engineering，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200030，China）

Wiring harness design is related to the function realization of electrical appliances and driving safety. This article introduces the design，protection and layout requirements of wiring harness joints.

junction point； ultrasonic welding； crimping

U463.62

A

1003-8639（2017）03-0044-03

2016-08-02；

2016-08-24

陳文斐（1988-），男，浙江金華人，從事線束設(shè)計(jì)工作。