汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其可靠性探討

黃傳文

摘要：交通工具的發(fā)展對(duì)人們?nèi)粘３鲂蟹绞接辛撕艽蟮母纳?，從最初的步行到現(xiàn)在的飛機(jī)出行都是科技的進(jìn)步。汽車作為當(dāng)前人們主要的出行交通工具，提高汽車質(zhì)量，提高汽車的美觀性以及性能具有重大意義。汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程復(fù)雜，其主要主要是提高汽車的美觀性，節(jié)約生產(chǎn)材料，降低造價(jià)。在對(duì)汽車線束系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行確定之后，然后再進(jìn)一步的詳細(xì)分析每一步流程，最終提出汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性策略。本文主要是對(duì)汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，最后提高幾點(diǎn)提高其可靠性的方法，希望對(duì)汽車的實(shí)際生產(chǎn)過程中提供可靠性思路。

關(guān)鍵詞：汽車線束；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；可靠性

引言

隨著生產(chǎn)力的不斷提升，人民的生活水平有了較大的提高，生活方式也發(fā)生了較大的變化，在衣食住行方面，相對(duì)改革開放之前有著翻天覆地的變化?，F(xiàn)在大部分家庭都會(huì)擁有一輛小汽車，汽車作為一種便利、舒適的交通工具，普及程度越來越高。為了保證出行的安全性，汽車上搭載的智能設(shè)備越來越完善，汽車上所利用的電子技術(shù)越來越多，線束系統(tǒng)是使用最為廣泛的系統(tǒng)，提高線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性可以大大提高汽車出行的舒適性和安全性。

一、汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)

汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程較為復(fù)雜，因而需要對(duì)設(shè)計(jì)過程中的每項(xiàng)步驟都需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于所設(shè)計(jì)的汽車塑料件的布局，從而實(shí)現(xiàn)整車布線。具體細(xì)節(jié)可分為線材選擇，顏色選擇，端子選擇，護(hù)套選擇等，科學(xué)合理的選擇這部分材料可以有效保證線束系統(tǒng)的合理性，從而最終達(dá)到節(jié)省材料、便于維修、布局結(jié)構(gòu)精簡，美觀的目的。

1.1汽車線束設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行汽車電路設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)原則，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。例如：選擇導(dǎo)線除了要在控制其質(zhì)量外，還需要選擇辨識(shí)度較高的導(dǎo)線，便于區(qū)分連接不同區(qū)域的導(dǎo)線，避免出現(xiàn)辨識(shí)錯(cuò)誤。同時(shí)，對(duì)導(dǎo)線橫截面積的選擇必須要合適，導(dǎo)線的連接需要遵循最短路徑原則進(jìn)行連接，最終將導(dǎo)線安裝在接插件兩邊。

1.2汽車線束設(shè)計(jì)的流程

汽車線束的整體流程是：汽車線束系統(tǒng)的第一步是明確汽車的整體電氣性能，然后再根據(jù)性能繪制相關(guān)的電氣原理圖，相關(guān)人員在擁有電氣原理圖之后，可以以此為基礎(chǔ)，再進(jìn)一步對(duì)汽車線束系統(tǒng)進(jìn)行主要設(shè)計(jì)。在汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)線的選擇、端子的選擇、連接件的選取等方面十分重要。這些方面選擇是否合理決定著線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否可靠，在線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本完成之后，需要對(duì)其進(jìn)行全方面的測(cè)試，再根據(jù)測(cè)試結(jié)果查漏補(bǔ)缺。在測(cè)試結(jié)果中如果能夠滿足相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則可以考慮對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步完善，提高線束系統(tǒng)的可靠性。如果達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則需要重新開始對(duì)汽車線束進(jìn)行設(shè)計(jì)，再進(jìn)行可靠性的測(cè)試和檢測(cè)。

1.3熔斷器與車用導(dǎo)線選擇

在汽車設(shè)計(jì)過程中，熔斷器和車用導(dǎo)線決定著汽車的安全性能，因此對(duì)于熔斷器和車用導(dǎo)線的選擇是汽車設(shè)計(jì)過程中主要工作之一。在某種意義上，熔斷器可以被視為電流保護(hù)裝置，其工作原理和保險(xiǎn)絲類似，當(dāng)汽車的負(fù)載過高，內(nèi)部電流過大，則會(huì)導(dǎo)致熔斷器融化，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。目前，隨著汽車車載功能的增加，XLPE耐熱低壓線和交聯(lián)乙烯基低壓線被廣泛使用。

二、存在的問題和設(shè)計(jì)思路

2.1汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)存在的問題

汽車線束系統(tǒng)的可靠性可以有效提高汽車的安全性，能夠保證汽車能夠在惡劣環(huán)境下還能繼續(xù)安全行駛，但就目前的線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況來看，還存在一些問題需要解決，存在幾個(gè)如下的主要問題，一是開路問題，開路即導(dǎo)線斷開，整個(gè)系統(tǒng)都處于無電流的狀態(tài)。二是錯(cuò)位問題，錯(cuò)位是線束系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)線之間的錯(cuò)誤連接方式。三是短路問題，線束系統(tǒng)短路即導(dǎo)線之間短路或者是絕緣體的絕緣層破損且相互接觸而導(dǎo)致系統(tǒng)短路。針對(duì)這三個(gè)方面的故障問題，建立與之相對(duì)應(yīng)的故障模型。（1）內(nèi)部短路型，發(fā)生該類型問題時(shí)，出現(xiàn)問題的導(dǎo)線大部分都是成對(duì)存在。（2）內(nèi)部錯(cuò)位型，這種類型問題的導(dǎo)線也是成對(duì)存在。（3）內(nèi)部開路型，這種問題出現(xiàn)時(shí)，內(nèi)部導(dǎo)線在接收到高電平信號(hào)輸入時(shí)，導(dǎo)線葉端不會(huì)發(fā)生響應(yīng)。（4）無故障類型，導(dǎo)線葉端與根端輸入完全相同。

2.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

開發(fā)汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的基本要求是滿足國內(nèi)汽車生產(chǎn)制造商對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的要求，包括：（1）加快檢測(cè)速度，開發(fā)的設(shè)備可以大大縮短檢測(cè)時(shí)間，從而降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可實(shí)現(xiàn)自檢，收緊等功能，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度；（2）開發(fā)的設(shè)備能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出三種故障，并能在三種故障同時(shí)發(fā)生時(shí)準(zhǔn)確分析故障；（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)操作系統(tǒng)，準(zhǔn)確，全面地記錄線束產(chǎn)生的基本信息，如型號(hào)，批號(hào)等，可以存檔和備份相關(guān)信息；（4）可以在最短的時(shí)間內(nèi)獲得測(cè)試報(bào)告，并根據(jù)獲得的測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確分析故障。形成相應(yīng)的報(bào)告，為運(yùn)營商提供最詳細(xì)的故障排除依據(jù)；（5）設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)故障，可以匹配不同車型的測(cè)試插口。

2.3汽車線束檢測(cè)系統(tǒng)的功能需求

對(duì)汽車線束系統(tǒng)的功能進(jìn)行全方位測(cè)試，保證其系統(tǒng)基本符合國內(nèi)廠商對(duì)汽車線束系統(tǒng)的要求。汽車線束系統(tǒng)的主要功能需要有如下幾點(diǎn)：一是可以精準(zhǔn)地檢測(cè)出汽車常見故障，如接觸不良，開路，短路和線路誤連接，同時(shí)分析多個(gè)故障；二是對(duì)于檢測(cè)速度的要求，要保證在檢測(cè)功能的精準(zhǔn)性上進(jìn)一步提高檢測(cè)速度，有效縮減檢測(cè)時(shí)間。在縮短檢測(cè)時(shí)間的同時(shí)還能夠有效減少工作人員的工作量，基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，自動(dòng)連接的基本功能，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。三是對(duì)汽車配件的匹配，汽車配件樣式繁多，線束檢測(cè)系統(tǒng)需要能夠?qū)Χ鄠€(gè)插件進(jìn)行檢測(cè)。四是保證能夠?qū)崟r(shí)獲得線束檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果，生成對(duì)應(yīng)的檢測(cè)報(bào)告，在報(bào)告中能夠?qū)λ鶛z測(cè)到的故障進(jìn)行預(yù)處理提示，為操作人員提供科學(xué)合理的意見。五是確實(shí)主機(jī)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控整個(gè)線束系統(tǒng)，從而很便利的獲得各方面的相關(guān)信息，同時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行處理備份，便于日后查看。

三、汽車線束系統(tǒng)可靠性分析

3.1 回路設(shè)計(jì)的可靠性分析

汽車的電氣系統(tǒng)由許多電路組成。在汽車電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，不同電器之間的電路并聯(lián)連接，如果要檢查電線的可靠性，必須要將原本并聯(lián)的電路改為串聯(lián)電路，當(dāng)所有線束電路正常時(shí)，整個(gè)電氣系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，這說明回路設(shè)計(jì)正常，因此通常使用這種方法來檢查回路設(shè)計(jì)中的問題。

3.2 端子和連接器的可靠性分析

端子和連接器作為汽車線束系統(tǒng)中主要的組成部分，是保證線束系統(tǒng)可靠的主要器件。在以往線束系統(tǒng)發(fā)生問題的案例中，有很大一部分的原因是由于端子和連接器的原因，例如：端子接口老化，連接器長時(shí)間不更換導(dǎo)致出現(xiàn)松動(dòng)、脫落的現(xiàn)象，在汽車的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，對(duì)其影響十分大，導(dǎo)致出現(xiàn)行駛安全問題。汽車線束系統(tǒng)的可靠性可能會(huì)因?yàn)檫@兩個(gè)小器件的質(zhì)量問題而崩潰，最終導(dǎo)致線束系統(tǒng)的可靠性大大下降。因此需要想辦法提高端子和連接器的穩(wěn)定性，保證汽車線束系統(tǒng)的可靠性。一般提高穩(wěn)定性的操作有：選擇合適的街頭或者插件、保證端子和連接器的工作環(huán)境在額定電流左右，不能超過最大電流，其次環(huán)境溫度、環(huán)境周圍具有腐蝕性的物質(zhì)也需要加以注意。

四、結(jié)語

汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，其可靠性決定著汽車的安全性和質(zhì)量型，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全方位工作進(jìn)行嚴(yán)格控制。例如在線束設(shè)計(jì)、裝配、制作、測(cè)試等環(huán)節(jié)，都需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而大大提高汽車線束系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊倩華.汽車線束系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J]建材，2016（4）. 科技，2016.

[2]李建婷，吳蕾.汽車線束設(shè)計(jì)及可靠性測(cè)試[J].工業(yè)2016（8）.