汽車線束設(shè)計(jì)原則

李永富 欒子軍

摘 要：在線束布置設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工程師要充分考慮各相關(guān)的邊界條件，必須對(duì)動(dòng)力、底盤、電器、車身、內(nèi)外飾系統(tǒng)充分的了解，并能對(duì)相關(guān)件的設(shè)計(jì)提出相應(yīng)合理的要求。本文就汽車線束設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：汽車；線束設(shè)計(jì)；原則

引言

了解整車電器件的功能屬性，特殊要求（如與其它件間的位置要求、電器電子特性要求）。識(shí)別出高溫區(qū)、震動(dòng)區(qū)、強(qiáng)電磁干擾區(qū)（如點(diǎn)火線圈、刮水器電動(dòng)機(jī)等）。

一、線束在汽車電路系統(tǒng)中的作用與重要性

線束的作用是把整車的電路元件連接起來，并起到傳輸信號(hào)的作用。若線束中的導(dǎo)線斷路、短路，電路元件就無法正常工作或被燒壞。信號(hào)就無法傳遞，造成車輛不能行駛的現(xiàn)象，甚至使整車著火從而造成財(cái)產(chǎn)的損失、人員的傷亡情況。所以，要保持車輛的正常工作，線束起到很關(guān)鍵的作用。因此，設(shè)計(jì)好線束，對(duì)車輛的正常工作很關(guān)鍵。

二、線束設(shè)計(jì)依據(jù)

線束設(shè)計(jì)主要依據(jù)是整車用電設(shè)備布置位置和設(shè)計(jì)車的電路原理圖。電路原理圖是一種采用按功能布局法排列的圖形符號(hào)，用來表示系統(tǒng)、分系統(tǒng)的裝置、部件、設(shè)備和軟件等實(shí)際電路的各組元件的連接關(guān)系，而不需要考慮圖形比例和實(shí)際尺寸、形狀或位置的簡(jiǎn)圖。線束的長(zhǎng)度及走向便是按照整車用電設(shè)備布置位置以及電路原理圖中的電路元件相應(yīng)的位置來設(shè)計(jì)的，為了裝配和檢修方便，同時(shí)又能降低成本和減少故障率，大部分國(guó)家采取負(fù)極搭鐵，連接電路元件的導(dǎo)線采取單線制。

三、線束設(shè)計(jì)的一般原則

為了汽車在生產(chǎn)、維修時(shí)工作方便，通常把導(dǎo)線的絕燃層做成不同的顏色。同時(shí)，根據(jù)用電設(shè)備的功率的大小及距離電源長(zhǎng)度，來決定導(dǎo)線的橫截面積。并應(yīng)充分考慮電路設(shè)備的可靠接地。然后，將走向相同的導(dǎo)線包扎成束，并用不同的材料作線束的保護(hù)層。這樣，對(duì)線束就能夠進(jìn)行合理有效的保護(hù)。此外，線束應(yīng)具備裝拆方便、維修方便的特點(diǎn)。

3.1導(dǎo)線不同顏色的原則

為了汽車生產(chǎn)和維修方便，不同電路元件之間的連接導(dǎo)線絕燃層，采取不同的顏色。因而，在制造線束時(shí)，應(yīng)購置各種不同型號(hào)、不同顏色的導(dǎo)線。

3.2導(dǎo)線合理的橫截面積的原則

導(dǎo)線的橫截面積是指線芯的橫截面積。合理的導(dǎo)線橫截面積是線束設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮的對(duì)象。它是根據(jù)所連接的用電設(shè)備的功率大小來定，在電壓一定情況下，功率大的用電設(shè)備流過所連接的導(dǎo)線的電流就大。因此，就應(yīng)該選擇橫截面積大的導(dǎo)線。反之，功率小的用電設(shè)備，流過所連接的導(dǎo)線電流就小。因此，就應(yīng)該選擇橫截面積較小的導(dǎo)線。若用小橫截面積的導(dǎo)線來連接大功率的用電設(shè)備時(shí)，流過導(dǎo)線的大電流便會(huì)產(chǎn)生較大的熱量而把導(dǎo)線的絕燃層燒毀，造成著火事故。因此，在設(shè)計(jì)線束時(shí)，應(yīng)充分考慮用電設(shè)備的功率。根據(jù)用電設(shè)備的功率來確定導(dǎo)線的橫截面積。

3.3導(dǎo)線最短距離的原則

在確定用電設(shè)備之間導(dǎo)線的長(zhǎng)短問題時(shí)，盡量考慮最短的距離，因?yàn)檫x用最短的導(dǎo)線既可以節(jié)省材料、降低成本，又可以減少連接設(shè)備之間的電阻，減少電壓降，從而提高用電效率。因此，在設(shè)計(jì)線束時(shí)，根據(jù)用電設(shè)備之間的距離，來確定導(dǎo)線的長(zhǎng)短。

3.4導(dǎo)線保護(hù)層的原則

導(dǎo)線的走向和尺寸確定之后，就要進(jìn)行包扎，線束包扎主要是對(duì)線束進(jìn)行保護(hù)的作用。因?yàn)椋囋谛旭傔^程中，路面的泥漿和水會(huì)帶著一些化學(xué)物質(zhì)飛濺在線束上，對(duì)線束有一定的腐蝕的作用。同時(shí)，線束也會(huì)與車身產(chǎn)生摩擦，一旦絕燃層被破壞，就會(huì)造成短路，使車輛出現(xiàn)故障。因此，對(duì)線束進(jìn)行包扎保護(hù)和緊固也很重要。

3.5導(dǎo)線便于維修的原則

車輛在行使的過程中，由于自然的老化的現(xiàn)象或使用不當(dāng)?shù)仍颍豢杀苊獬霈F(xiàn)故障。因此，對(duì)車輛的維修在所難免。當(dāng)涉及到電路的維修時(shí)，就順著線束的走向來用電設(shè)備進(jìn)行檢修，如：保險(xiǎn)絲、繼電器等。因此，在設(shè)計(jì)線束時(shí)，要充分考慮電路元件的安裝位置，把用電元件安裝在容易觸摩得到的地方，以便于檢查和維修。

四、線束設(shè)計(jì)過程

4.1導(dǎo)線橫截面積的選擇

（1）導(dǎo)線許用電流。導(dǎo)線許用電流是指導(dǎo)線本身所允許通過電流流量能力。許用電流應(yīng)比額定電流要大，一般大20%～40%左右。否則，設(shè)備工作時(shí)導(dǎo)線就會(huì)因?yàn)槌?fù)荷的電流流過產(chǎn)生的熱量造致絕燃層燒壞。在整個(gè)汽車電器中，電源電路尤其重要。汽車上有兩個(gè)電源：蓄電池和發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)輸出的功率應(yīng)大于全車電路元件的功率總和。這樣電路元件才能正常工作，否則，用電設(shè)備就會(huì)處于欠壓的情況下而無法正常工作。

（2）導(dǎo)線的電壓降。電壓降是指用電設(shè)備在工作過程中，當(dāng)電流流過導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線的電阻對(duì)電流起到一定的阻礙作用。從而，消耗了一定的電量，造成用電設(shè)備終端電壓降低，把這個(gè)電壓降低值稱為電壓降。在線束設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度定下來以后，就需要考慮終端用電設(shè)備電壓，以保證達(dá)到額定電壓值。這樣用電設(shè)備才能夠正常工作。在12V電路系統(tǒng)中，線路所造成的電壓降應(yīng)小于0.5V，在24V電路系統(tǒng)中，線路電壓降應(yīng)小于0.6V。如果電壓降超過這個(gè)范圍，用電設(shè)備就有可能會(huì)處于欠壓狀況下，而無法正常工作。在整車用電設(shè)備當(dāng)中，起動(dòng)機(jī)工作時(shí)所消耗的電能最大，造成的電壓降也就最大，起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，造成電壓降一般達(dá)到1.0V左右。而蓄電池的額定電壓是有限的，有效電壓在12.4～12.6V范圍，起動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蓄電池電壓便處放電的狀態(tài)，放電電壓只有11.4～11.6V左右。這時(shí)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量又處于未正常狀態(tài)，因此，整車上的其它用電設(shè)備基本上就靠這個(gè)電壓來維持了。所以，要想用電設(shè)備能正常工作，起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電壓降越低越好。

（3）用電設(shè)備功率較小時(shí)導(dǎo)線橫截面積的確定。當(dāng)用電設(shè)備的功率較小時(shí)，所需要的額定電流也較小。因此，導(dǎo)線截面積也應(yīng)較小，但當(dāng)導(dǎo)線截面較小時(shí)，在汽車在行駛過程中，由于震動(dòng)，可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線折斷的現(xiàn)象。因此，導(dǎo)線截面積不宜過小，一般最小0.35方。

4.2導(dǎo)線材料、絕燃顏色、導(dǎo)線端子、線束護(hù)套的選擇

（1）導(dǎo)線材料按JB677—71標(biāo)準(zhǔn)來確定，選用QVR型銅芯聚氯乙烯絕燃低壓電線。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)表面溫度較高，發(fā)動(dòng)機(jī)線束應(yīng)選用耐熱的QVR—105型銅芯聚氯乙烯絕燃低壓導(dǎo)線。

（2）有關(guān)導(dǎo)線顏色的選用方面，應(yīng)把全車導(dǎo)線顏色進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，負(fù)極采用一種顏色，一般用黑色線為負(fù)極線。此外，把截面積相同的導(dǎo)線采用不同的顏色，以便于安裝和維修。若用同一種顏色且截面積又相同的導(dǎo)線來連接同一用電設(shè)備時(shí)，在裝配或修理汽車時(shí)，就容易產(chǎn)生混亂。

（3）導(dǎo)線端子表面需進(jìn)行防腐處理，預(yù)防氧化。一般進(jìn)行鍍鋅處理，特殊用電設(shè)備使用鍍銀或鍍金的端子，以滿足用電設(shè)備電氣性能要求。

（4）為了方便用電設(shè)備的安裝與維修，盡量在同一組線束采用相同規(guī)格與顏色的絕燃防護(hù)套。特別是在線束經(jīng)過車身孔處，必須加上防護(hù)套，否則，汽車在行駛過程中，由車輛顛頗，鈑金便會(huì)使導(dǎo)線的絕燃層割穿從而造成短路。同時(shí)絕燃防護(hù)套也可以防止高溫、泥水或其它一些酸堿性物質(zhì)的腐蝕破壞，底盤導(dǎo)線采用阻燃和機(jī)械性能好的波紋防護(hù)套。而駕駛室線束采用耐寒、耐熱絕燃塑料粘膠帶包扎。

五、結(jié)束語

線束布置涉及到車身及其附件、動(dòng)力總成、底盤、電器等眾多零件，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要將這些元素綜合考慮，在線束布置的前期將潛在的問題都規(guī)避掉，從而保證線束后期設(shè)計(jì)制造和裝配的各種性能品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉春卉.淺究汽車線束三維布局走向原則與設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（25）：93.

[2]邱偉，吁苗.汽車線束的三維布局設(shè)計(jì)基本原則[J].汽車電器，2012（03）：16-18.