汽車新型搭鐵端子的設(shè)計與應(yīng)用

孫豐超

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車信息化、智能化程度越來越高，整車線束內(nèi)部需要更多的搭鐵端子來滿足整車電氣功能的需要。目前，汽車搭鐵通過使用普通片式搭鐵端子外加鋸齒片結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，具體為：鋸齒片對搭鐵部位的車身鈑金實施刮漆后，通過搭鐵端子與鈑金連接，最終實現(xiàn)汽車電路搭鐵（接地）。

1 傳統(tǒng)搭鐵端子形式及缺點

1.1 傳統(tǒng)搭鐵端子形式

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)：片式搭鐵端子結(jié)構(gòu)，通過外加鋸齒片結(jié)構(gòu)對鈑金刮漆，實現(xiàn)搭鐵，采用單獨搭鐵點設(shè)計[1]，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)搭鐵端子固定示意圖

1.2 傳統(tǒng)搭鐵端子的缺點

（1）裝配工藝繁瑣，多個搭鐵點，需多次裝配，安裝方便性欠佳，生產(chǎn)裝配效率低；

（2）整車線束搭鐵性能差，易發(fā)生接觸不良，搭鐵固定可靠性欠佳；

（3）搭鐵端子需配合鋸齒墊圈使用，完成搭鐵前的刮漆操作；

（4）搭鐵端子在螺栓打緊過程中，易發(fā)生搭鐵端子跟轉(zhuǎn)問題，往往需要端子和車身鈑金設(shè)計防跟轉(zhuǎn)限位特征。發(fā)生跟轉(zhuǎn)后，端子與線束壓接部位容易受損，引起電線掙脫，易引起電路故障。

2 新型搭鐵端子設(shè)計

2.1 設(shè)計目標(biāo)

為解決上述傳統(tǒng)搭鐵端子的缺陷，本文通過創(chuàng)新設(shè)計一種新型搭鐵端子，解決汽車傳統(tǒng)搭鐵端子多點固定、操作繁瑣問題；解決搭鐵端子在螺栓打緊過程的跟轉(zhuǎn)問題；同時實現(xiàn)搭鐵端子自身刮漆功能；提升搭鐵端子的固定可靠性。

2.2 設(shè)計思路

本文設(shè)計的新型搭鐵端子，其搭鐵端子自身應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)多個搭鐵點的共點設(shè)計，搭鐵端子自身應(yīng)該具有刮漆功能，搭鐵端子安裝后應(yīng)具有極高的安全可靠性。進(jìn)一步，通過新型搭鐵端子的應(yīng)用，能夠在搭鐵安全性、可靠性、使用方便性三個方面，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)搭鐵端子的超越。

2.3 新型搭鐵端子結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.3.1 搭鐵端子組合體構(gòu)成

搭鐵端子組合體由四個搭鐵端子片構(gòu)成：由下至上依次為搭鐵端子片1、搭鐵端子片2、搭鐵端子片3、搭鐵端子片4。搭鐵端子組合體采用層層壓實的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，具體設(shè)計如下：搭鐵端子片1帶鋸齒結(jié)構(gòu)特征，搭鐵端子片2、搭鐵端子片3、搭鐵端子片4結(jié)構(gòu)特征完全相同。本文將對搭鐵端子片1和搭鐵端子片2詳細(xì)說明，如圖2、圖3所示。

圖2 搭鐵端子正面示意圖

圖3 搭鐵端子反面示意圖

2.3.2 搭鐵端子片結(jié)構(gòu)特征

搭鐵端子片1特征：具有鉤狀部結(jié)構(gòu)特征11和鉤狀部結(jié)構(gòu)特征12，具有突出部結(jié)13、突出部14、突出部15（見圖4）。

其中突出部13特征：突出部13上具有凸臺結(jié)構(gòu)19，其中突出部19與鉤狀部11位置關(guān)系為對角設(shè)計，且兩者所對應(yīng)的圓弧長度彼此相等，其中突出部19緊挨鉤狀部12設(shè)計，且兩者所對應(yīng)的圓弧長度相等（見圖4）。

其中突出部14特征：突出部14上具有凸臺結(jié)構(gòu)18，其中突出部14緊挨鉤狀部11設(shè)計，且兩者所對應(yīng)的圓弧長度相等（見圖4）。

其中突出部15特征：突出部15上，具有限位孔16和凸臺結(jié)構(gòu)17。其中，凸臺結(jié)構(gòu)17為弧形結(jié)構(gòu)（有利于端子凸臺旋轉(zhuǎn)進(jìn)入限位孔）。限位孔16大小與凸臺結(jié)構(gòu)17大小相等（也可以孔略大于凸臺設(shè)計），組合體中上端子的限位孔16與下端子的凸臺17對應(yīng)，實現(xiàn)兩個端子卡接（見圖4）。

其中組合體上端子的突出部13與下端子的鉤狀部12對應(yīng)，實現(xiàn)卡接，兩端子卡接部位有兩處，端子上的凸臺結(jié)構(gòu)19有效增加卡接牢靠效果。

其中，鉤狀部11、鉤狀部12對端子實現(xiàn)上下卡接限位，限位孔16對端子實現(xiàn)左右運動限位。同時，端子組合體中八個鉤狀部中相鄰的兩個之間也會形成左右運動限位，進(jìn)一步防止上下端子之間相互大范圍旋轉(zhuǎn)運動（見圖4）；

圖4 搭鐵端子片1正面示意圖

搭鐵端子2，搭鐵端子3，搭鐵端子4，同樣具有以上特征，且完全相同。 特別之處：搭鐵端子1底部巧妙設(shè)計有一圈鋸齒結(jié)構(gòu)特征9，可使端子安裝過程中，實現(xiàn)對鈑金表面自動刮漆（見圖5）。

圖5 搭鐵端子片1反面示意圖

2.3.3 搭鐵端子組合體的組裝過程

（1）兩個搭鐵片的組裝。上、下兩個端子的安裝過程：首先，上下端子中部兩圓孔對齊；下一步實現(xiàn)上下端子面接觸；然后，順時針旋轉(zhuǎn)，完成兩端子片卡接（同理搭鐵端子片3、搭鐵端子片4也是如此安裝方式）。

（2）四個搭鐵片的組裝。完整端子組合體安裝過程：四個端子彼此兩兩壓實，構(gòu)成四個端子的組合體（見圖6）。

圖6 四個搭鐵片組裝示意圖

端子組合體整體設(shè)計要點：端子鉤狀部的上下高度差略大于兩個端子自身厚度，此設(shè)計使鉤狀部最頂端能夠略高于端子3的平面，這樣，當(dāng)端子4安裝后，實現(xiàn)端子3與端子4會存在微小的過盈配合，這樣端子4實現(xiàn)三處固定，在上下作用力的作用下，頂部端子4固定會更加可靠。這樣的設(shè)計特點巧妙之處還在于，當(dāng)端子組合體安裝于鈑金平面時，螺栓打緊過程中，端子4會壓緊鉤狀部的過盈配合點，發(fā)生形變，利用彈性力，實現(xiàn)端子防松，實現(xiàn)固定更加可靠的目的。

3 新型搭鐵端子的應(yīng)用

新型搭鐵端子應(yīng)用的有益效果如下：

3.1 集成化高

線束制作設(shè)計時，根據(jù)設(shè)計原理，可將四個搭鐵端子設(shè)計于同位置，實現(xiàn)整車線束搭鐵點的集成設(shè)計。

3.2 方便性優(yōu)

搭鐵安裝時，將搭鐵端子通過螺栓、螺母結(jié)構(gòu)，打緊固定，打緊過程中，鋸齒結(jié)構(gòu)有效將車身鈑金表面油漆刮除，代替人工或另外使用鋸齒墊圈進(jìn)行刮漆處理（見圖7）。

圖7 搭鐵端子安裝示意圖

3.3 安全可靠性高

單個搭鐵端子固定時，端子易隨著螺栓的打緊而跟轉(zhuǎn)，而此四層搭鐵端子結(jié)構(gòu)，環(huán)環(huán)相扣，層層壓實，在打緊過程中，有效降低端子跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此組合端子采用“環(huán)環(huán)相扣式”結(jié)構(gòu)，螺栓打緊時，螺栓首先作用于搭鐵端子4，然后逐步傳導(dǎo)，四個端子產(chǎn)生螺旋式傳力運動，最終到下部搭鐵端子位移要比單個端子打緊過程發(fā)生的旋轉(zhuǎn)運動要小得多，有效降低端子跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，減輕端子尾部線束受力，防止線束損壞。

3.4 性能優(yōu)

每個端子上、下、左、右四個方向都實現(xiàn)了限位固定，四個端子壓實后，構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，這樣形成的端子組合體固定可靠，接觸電阻小，搭鐵性能優(yōu)。

4 結(jié)論

本文設(shè)計的新型搭鐵端子，利用層層壓實，環(huán)環(huán)相扣式的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，解決了傳統(tǒng)搭鐵端子存在的弊端，且在搭鐵的安全性、可靠性、使用方便性三個方面，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)搭鐵端子的超越，能夠在各類汽車設(shè)計中廣泛應(yīng)用，且具有廣闊的應(yīng)用前景。