汽車線束設(shè)計(jì)固定件設(shè)計(jì)選用原則

[摘要] 本文主要簡述汽車線束在布置過程中，線束常見固定件的選型原則及注意事項(xiàng)。

[關(guān)鍵詞] 固定件；汽車線束；布置；設(shè)計(jì)選型

中圖分類號(hào)：U463.62 " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " 文章編號(hào)：1003—8639（2023）07

Discussion on selection principle of automobile harness fixings

WeiQiang，LiPanpan，ChenWei，LiYun，LvZiguo

Tianhai Auto Electronics Group Co.，Ltd

Abstract： This paper briefly describes the selection principles and precautions of common fixing parts of the harness in the layout process of the automotive harness.

Key words： fixings，automobile harness，layout，design and selection

收稿日期：2022-12-09

作者簡介：衛(wèi)強(qiáng)（1982—），男，高級(jí)工程師；李盼盼（1993—），男，工程師。

線束是汽車組成不可缺失的零部件，它是汽車電子電器之間連接的載體，連接汽車的電子電器部件并使之發(fā)揮功能，因此線束的固定以及防護(hù)就顯得尤為重要，如果線束固定不牢固，可能會(huì)導(dǎo)致線束與周邊環(huán)境的磨損，造成用電器功能的喪失。近年來，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電器功能越來越多，線束環(huán)境越加復(fù)雜，選擇合理的固定件可以避免很多干涉問題。本文根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際出發(fā)，對(duì)汽車線束固定件的選型原則及注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)。

線束固定件的目的是固定線束走向、防止線束與周邊件的干涉、防止線束損傷以及防止線束來回串動(dòng)產(chǎn)生噪聲等。

1 "扎帶卡扣的種類及特點(diǎn)

線束上用到的固定件主要有扎帶、卡扣、管卡、管夾、護(hù)套卡扣、卡釘?shù)?，根?jù)使用情況，可將固定件分為5種，詳見表1。

1.1 "扎帶類型

扎帶可分為杉樹形、箭頭形、焊接螺柱型、卡鈑金型、粘貼型等多種類型。

1）杉樹形扎帶：因其扎帶頭類似于杉樹而得名。杉樹形相對(duì)于其他幾種的優(yōu)點(diǎn)是適配板厚范圍大，缺點(diǎn)是拔出力小于箭頭形，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。其中，杉樹形扎帶又分為：普通杉樹形、偏置杉樹形、抬高杉樹形以及帶管卡杉樹形，如圖1所示。

2）箭頭形扎帶：有著高拔出力，當(dāng)聽到“咔噠”一聲，使用者即能感受到箭頭已安全固定到位，箭頭形扎帶相對(duì)于其他幾種的優(yōu)點(diǎn)是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點(diǎn)是適配板厚范圍小。箭頭形扎帶又分為：普通箭頭形扎帶、帶管卡箭頭形扎帶、無保護(hù)帽箭頭形扎帶、半保護(hù)帽箭頭形扎帶、偏置形箭頭扎帶以及抬高形箭頭扎帶，如圖2所示。

3）焊接螺柱型扎帶：主要用于車身上無法開孔的部位，車身上焊接螺柱，扎帶安裝在螺柱上實(shí)現(xiàn)線束固定。常見焊接螺柱型扎帶又分為：可橫向調(diào)整扎帶、不可橫向調(diào)整扎帶、低平可橫向調(diào)整扎帶、帶保護(hù)帽扎帶等，如圖3所示。

4）卡鈑金型扎帶：用來捆扎和引導(dǎo)鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上。其優(yōu)點(diǎn)是安裝方便、無需開孔，缺點(diǎn)是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。常見卡鈑金形扎帶的類型如圖4所示。

5）粘貼型扎帶（圖5）：撕開上面的塑料薄膜后，粘貼使用。其優(yōu)點(diǎn)在于裝配方便，無需對(duì)手件做任何工作。缺點(diǎn)是操作繁瑣，固定不牢靠，且成本較高。

1.2 "卡扣類型

卡扣可分為杉樹形、箭頭形、焊接螺柱型、鈑金型等多種類型。

杉樹形卡扣分為偏置、一字和半一字3種，如圖6所示。其相對(duì)于其他幾種的優(yōu)點(diǎn)是適配板厚范圍大，缺點(diǎn)是拔出力小于箭頭形，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。

箭頭形卡扣分為：一字、半一字、偏置一字、偏置半一字、“L”形走向以及組合卡扣，如圖7所示。箭頭形扎帶相對(duì)于其他幾種的優(yōu)點(diǎn)是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點(diǎn)是適配板厚范圍小。

焊接螺柱型卡扣主要用于車身上無法開孔的部位。車身上焊接螺柱，卡扣通過安裝在螺柱上來實(shí)現(xiàn)線束固定，主要分為一字卡和組合卡，如圖8所示。

鈑金型卡扣是特別設(shè)計(jì)用來捆扎和引導(dǎo)鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上，主要分為一字卡和偏置一字卡兩種，如圖9所示。其優(yōu)點(diǎn)在于安裝方便，無需開孔，缺點(diǎn)是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。

1.3 "管卡

管卡安裝方便、簡單，但其使用直徑有限，且有些種類固定不牢靠。管卡分為鈑金固定管卡、帶固定管卡以及雙管卡等，如圖10所示。

1.4 "管夾

管夾一般安裝在需要牢固固定的線束上，其優(yōu)點(diǎn)是固定牢靠，具有導(dǎo)向支撐作用，缺點(diǎn)是成本高，且安裝較其它卡扣比較復(fù)雜，拆卸困難。管夾分為P型管卡、（組合式）帶固定的雙管卡兩種，如圖11所示。

1.5 "護(hù)套卡扣

護(hù)套卡扣是用來確保定位連接器到基板的零部件，其優(yōu)點(diǎn)是裝配簡單，拆卸方便。

護(hù)套卡扣分為箭頭形、杉樹形、組合型以及鈑金卡等，如圖12所示。

2 "基于車身開孔方式的選型

車身常見的開孔形式有通孔、非通孔/螺紋孔、螺柱、鈑金邊或其他銳邊等，故卡扣選型時(shí)，除匹配開孔大小外，需適配鈑金厚度，同時(shí)需考慮卡扣安裝到位后，卡扣頭部與周邊環(huán)境件間隙。常見通孔鈑金開孔形式如圖13所示。

非通孔主要是指應(yīng)用于變速箱體等鑄造件上的螺紋孔，需選用適配螺紋孔內(nèi)徑的卡扣。螺柱（圖14）包括車身上凸焊螺柱及固定件的雙頭螺柱，需選用匹配螺柱直徑大小的卡扣。

鈑金邊或其他銳邊，無法開孔或焊接螺柱的位置，選用鈑金卡扣固定，但不推薦使用，尤其濕區(qū)環(huán)境下，不建議固定在鈑金件上，易造成漆面劃傷，鈑金腐蝕生銹，且鈑金卡使用時(shí)需考慮安裝定位。

3 "基于整車環(huán)境的選型

1）依據(jù)車身環(huán)境選擇線束固定件。線束固定件選型要滿足整車環(huán)境要求，車身不同區(qū)域溫度、防水、降噪、顏色等要求各不相同，所選線束固定件要滿足所處位置的環(huán)境要求。

2）車身環(huán)境溫度要求。車身環(huán)境不同區(qū)域溫度分布各不相同。前機(jī)艙環(huán)境溫度在-40～125℃之間，部分區(qū)域在125℃以上，例如高溫區(qū)EGR、排氣歧管、氧傳感器區(qū)域。駕駛艙環(huán)境溫度在-40～85℃之間。線束固定件要依據(jù)區(qū)域溫度要求選擇滿足耐溫要求的固定件。

3）線束固定件常用材料耐溫等級(jí)。不同材料的線束固定件耐溫范圍不同，在設(shè)計(jì)選型時(shí)要根據(jù)固定件使用溫度范圍合理選型。一般前機(jī)艙溫度范圍在-40～125℃之間，在設(shè)計(jì)選型時(shí)要特別注意。如果線束布線時(shí)能合理避開高溫區(qū)，也可以選擇耐溫等級(jí)在-40～105℃之間的固定件，以便降低設(shè)計(jì)成本。

4）車身環(huán)境防水、防塵、降噪等要求。為防止水、灰塵等進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)降低噪聲，與駕駛室內(nèi)相關(guān)濕區(qū)需要考慮密封和降噪。線束固定件作為所在區(qū)域需要密封的一部分，需要用到防水固定件，一般將前艙、底盤、4門、前后保區(qū)域定義為濕區(qū)。

4 "基于標(biāo)準(zhǔn)及工廠生產(chǎn)的選型

1）符合主機(jī)廠的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和工程技術(shù)人員的要求。線束固定件的設(shè)計(jì)選型應(yīng)符合主機(jī)廠的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求。主機(jī)廠標(biāo)準(zhǔn)一般都規(guī)定了緊固件的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸及貯存等。除此之外，主機(jī)廠的工程師可能也會(huì)對(duì)固定件的選取有某些特殊要求，在選用固定件時(shí)應(yīng)注意這些要求。

2）優(yōu)先選用扎帶（杉樹形），盡量避免選用鈑金卡、管卡。線束固定件中扎帶安裝方便、簡單，其相對(duì)于綁膠帶卡扣固定更可靠，線束不容易脫落，且價(jià)格相對(duì)便宜，在線束中使用最廣泛。在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，要優(yōu)先考慮選用扎帶。針對(duì)車身鈑金孔不同的板厚要求，杉樹形扎帶可以滿足多種板厚的要求，有利于減少物料的種類，所以在設(shè)計(jì)選型時(shí)，優(yōu)先考慮杉樹形扎帶。在設(shè)計(jì)需要偏置時(shí)，如果扎帶不能滿足要求，優(yōu)先選用杉樹形卡扣。盡量避免選用鈑金卡，由于鈑金卡固定時(shí)會(huì)破壞車身漆面，暴露區(qū)域有腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于外觀性要求高的位置慎重選用，且其固定位置精度一般不易保證，如必須選用時(shí)，建議選用塑料類型的，不破壞車身漆面，或用于固定在非金屬件上。盡量避免在管路上采用管卡固定線束，因?yàn)橐话阍谄渖喜捎霉芸ü潭ǖ男Ч麜?huì)比較差，且固定狀態(tài)一般很難保證，此種方式最好只用做進(jìn)行管線隔離之用。

3）增加共用性，減少新物料。線束固定件的設(shè)計(jì)選型應(yīng)考慮共用性，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，盡可能選擇較少的固定件物料種類。對(duì)于客戶來說，較少的種類有利于車身鈑金的開孔；對(duì)于我們來說，較少的種類利于生產(chǎn)制造，有利于進(jìn)一步壓縮采購、物流和生產(chǎn)制造的成本。同時(shí)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡量不開發(fā)新物料件，有利于進(jìn)一步降本和控制產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。

4）從數(shù)據(jù)庫內(nèi)選型，并選擇具有成本優(yōu)勢(shì)的固定件。盡量使用現(xiàn)有件，減少新采購件。在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，有多個(gè)物料都滿足要求時(shí)，選用具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的固定件，從設(shè)計(jì)源頭降低線束成本，減少物料品種，提升線束總成可靠性。

5）保證整車線束布局的美觀整潔性。線束固定件的設(shè)計(jì)選型應(yīng)滿足線束整車布線環(huán)境要求以及整車技術(shù)要求，保證整車線束布置的美觀性、整潔性。在前機(jī)艙內(nèi)，要求線束固定件的顏色和周圍電器件顏色保持一致，要求為黑色或深色，禁止使用白色。在駕駛室內(nèi)，因有內(nèi)飾件覆蓋，顏色沒有特殊要求，但建議以黑色為主。

5 "結(jié)語

隨著自動(dòng)駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展及5G技術(shù)應(yīng)用，車內(nèi)的電器功能越來越多，導(dǎo)致線束要連接的電器功能也越來越多，同時(shí)面對(duì)線束布置的空間會(huì)越來越小，環(huán)境越來越惡劣。通過了解汽車線束固定件的選型設(shè)計(jì)原則，可以幫助我們?cè)诰€束布置設(shè)計(jì)過程中，快速地在不同的環(huán)境中選擇合適的固定件，以確保整車線束的安全可靠。

（編輯 "凌 "波）