電器零件連接器設計選型研究

蘇桂圓

摘要：隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展和汽車電器系統(tǒng)的日益完善，對汽車連接器的精細化和可靠性要求越來越高。某車型TU5發(fā)動機投產(chǎn)以來，售后反映節(jié)氣門體故障率高、發(fā)動機線束故障率高，故障現(xiàn)象為行駛過程中，發(fā)動機突然熄火、發(fā)抖;發(fā)動機診斷故障燈亮，啟動后怠速發(fā)抖、不穩(wěn);發(fā)動機加速無力、發(fā)抖。網(wǎng)點診斷：節(jié)氣門電位計信號故障、電動節(jié)氣門插頭接觸不良、發(fā)動機線束插頭接觸不良。售后的解決辦法一般為，更換節(jié)氣門或更換發(fā)動機線束。

關鍵詞：連接器; 端子選擇; 接觸不良

現(xiàn)代汽車的市場要求越來越嚴格，衍生出了轎車、SUV、MPV、微型客車等車型細分。對不同車型的市場需求，電氣系統(tǒng)越來越多樣化，電器功能的不同造成了電子器件接口控制文件的多樣性，導致各電氣系統(tǒng)本身及與其對接的電線束系統(tǒng)插接器種類繁多。隨著人們對汽車在安全性、舒適性、智能化等要求越來越高， 連接器種類的繁多給產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)環(huán)節(jié)都帶來了很大的困擾， 同時增加了材料使用成本及維護成本，如何減少汽車連接器尤為重要。

一、連接器的功能

簡單說來，汽率連接器的功能是為實現(xiàn)電線柬和電線柬之間以及電線束和開關、電器及電子設備之間提供快速連接和斷開的裝置。實質(zhì)上就是保證導體與導體之間的正確連接、絕緣、安裝和固定，實現(xiàn)電信號的可靠傳遞和有效控制的部件。汽車連接器的結構型式多種多樣。由于汽車電器和電子技術的蓬勃發(fā)展，連接器的結構日益多樣化，新結構不斷出現(xiàn)，應用不斷擴展。再加上制造商和媒體在產(chǎn)品介紹和宣傳上的隧慧性，更給汽車連接器的類別劃分增加了混亂。

汽車連接器目前主要有仿制和依據(jù)電接觸理論兩種設計方法。目前中國約有數(shù)百家企業(yè)在從事汽車連接器生產(chǎn)或加工，但大部分廠商規(guī)模都較小，產(chǎn)品類型也很單一。民營連接器制造企業(yè)近年雖然發(fā)展很快，它們主要采取仿制和測繪的方法進行設計制造，幫助汽車廠商生產(chǎn)國外品牌連接器的替代產(chǎn)品，以達到降低成本的目的。近年來，隨著汽車市場的配套需求越來越大，部分民營股份制企業(yè)、合資企業(yè)的規(guī)模越做越大，投資每年遞增并迅速占領了國內(nèi)汽車配套市場的大量份額。其中，連接器制造企業(yè)占領了汽車終端電子的連接器市場，還引領著汽車連接器產(chǎn)業(yè)的的設計技術，它們的產(chǎn)品基本上代表了該頒域的最薪技術水平。汽車連接器作為線柬的關鍵組件，而接觸件（端子）又是汽車連接器完成電連接的核心零件，因此設計工作的重心是應用電接觸理論設計端子，其次是絕緣體（基座）的設計和附件的選擇。

二、連接器的設計選型

對于線束而言，連接器和端子屬于標準件，是指定的型號，而且廣泛使用在各個電器零件上，線束的核查有以下方法。

線束電檢。故障車上返回的線束在線束供應商處電檢一般沒有問題，因為電檢只能發(fā)現(xiàn)短路、斷路等故障，而無法檢測接觸不良。

端子尺寸測量。無論是主機廠還是線束供應商，都沒有端子的詳細尺寸圖紙，只有一些外形尺寸，通過檢查這些尺寸，通常是符合的。而一些關鍵尺寸只有生產(chǎn)這些端子的二級供應商才有，要求他們提供相關報告是可行的，但通常報告顯示都是符合要求的，并且這些端子應用在很多場合，絕大多數(shù)沒有問題。對于電器零件端，檢查的方法也是檢查接口尺寸。有的電器零件國產(chǎn)化了，接口是國內(nèi)開模做的;有時尺寸公差控制不是很好，存在問題也比較常見。

1、設計流程。線束上的連接器是跟電器零件配合的，電器零件的接口決定了使用哪種類型的連接器和端子，因此，只有更改電器零件即節(jié)氣門的接口，并配合線束連接器的更改，才能解決該問題。而針對已經(jīng)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，更改的涉及面是比較廣的，需要考慮重新開模、驗證、試裝、庫存處理、物流匹配和備件等工作，付出的時間和成本代價是比較大的。如果在新項目的開發(fā)和產(chǎn)品設計階段，通過完善的設計流程或者借鑒經(jīng)驗反饋，采用與使用環(huán)境相適應的接口，可以避免這種缺陷。由專業(yè)的連接器設計人員根據(jù)零部件的需求設計選用連接器，避免由電器零部件設計人員自行選型。

2、連接器需求。專業(yè)內(nèi)部建立連接器需求描述模板，電器零件開發(fā)人員在零件設計階段，需要向連接器專業(yè)人員提出需求描述，接口定義文件，主要包含靜態(tài)消耗、每個針腳的功能、工作時每個針腳的詳細電流特性、電流曲線和電氣方面的特殊要求等信息。

1）應用情況：一些基本信息，如零件名稱、重要性、車型項目、裝車數(shù)量等。

2）總電路數(shù)：描述電器零件的一般電流特性，最大電流及持續(xù)時間、最小電流、穩(wěn)定電流，功率電流（大于10A）的路數(shù)，信號電流的路數(shù)。這些信息非常重要，連接器設計人員需要根據(jù)這些信息選擇端子的類型，連接器的孔數(shù)。

3）溫度：包括電器零件運行時的溫度，電器零件處于非運行狀態(tài)的溫度。對于座艙內(nèi)，一般采用T2的溫度等級，對應-40～100℃;對于發(fā)動機艙，根據(jù)具體情況，可采用T2、T3、T4、T5和T6等溫度等級，每個溫度等級高溫級差是25℃。

4）振動級別：分為3類。V1裝在車身上，V2裝在發(fā)動機上，V3與發(fā)動機懸臂連接。一般情況下，安裝在發(fā)動機的本體上的振動（V2） 與安裝在發(fā)動機的懸臂上（V3） 比較，后者的振動環(huán)境更復雜和惡劣，在車型開發(fā)后期，可用設備測量振動加速度。

5）密封等級：E0無密封要求，如座艙內(nèi)的電器設備;E1可耐受噴淋，如門內(nèi)部分電器設備;E2可耐受300mbar壓強的浸泡實驗，如發(fā)動機艙無保護罩的設備。

6）連接類型：相互連接指電器零件上帶一段線束，與整車的線束連接，也稱為線對線連接，在后燈上經(jīng)常用到這種連接。插座指在電器零件上直接開模或者集成連接器，電器零件直接與線束連接，也稱為線對設備連接，典型應用如收放機、揚聲器、節(jié)氣門等。

7）連接器的布置：包含連接器安裝在車輛的什么區(qū)域、周圍的空間大小、對線束的出線方向有無要求等信息。

在開發(fā)各車型平臺以滿足日新月異的市場需求過程中，電器零件的護套平臺化、不同電器零件的護套通用化、同一型號連接器的標準化，使得汽車連接器數(shù)量最大化，從而減少了采購成本。

參考文獻

[1]王海秋.汽車線束設計及可靠性研究[J].科學技術，2018（9）：33.