汽車線束搭鐵設(shè)計(jì)

【摘" 要】介紹汽車搭鐵主要的類型及特點(diǎn)，并對搭鐵的選型、布置要求進(jìn)行闡述，為汽車線束搭鐵設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】汽車線束；線束搭鐵；搭鐵設(shè)計(jì)

中圖分類號：U463.62" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）02-0066-02

Automobile Wire Harness Iron Design

ZHU Shaoqiu，CAI Zhizhen，ZHOU Wanquan

（SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou 545007，China）

【Abstract】This paper mainly introduces the main types and characteristics of the car harness，and expounds the selection and layout requirements of the harness，so as to provide reference for the design of the car harness.

【Key words】automobile wire harness；wiring harness by iron；design of iron

汽車線束如同汽車的血管脈絡(luò)，為整車各種電器系統(tǒng)提供和分配電力，也是各零部件間信號交互的重要媒介。正常電路中，用電器通過2路導(dǎo)線分別與電源正負(fù)極連接形成回路，稱之為雙線制，而現(xiàn)代汽車線路的一個(gè)重要特點(diǎn)就是單線制，即合理利用汽車金屬車身、電器件金屬外殼與電源負(fù)極相連形成等電位，各用電器搭鐵線與車身連接即可形成回路，無需再單獨(dú)連線至電源負(fù)極。而各用電器與金屬車身之間的連線稱為搭鐵，單線制的接線方式，可以有效減少整車線束導(dǎo)線數(shù)量的同時(shí)精簡整車用電器的電源回路，不僅可以節(jié)省用料、降低整車成本，還可以在很大程度上避免繁雜的線束回路給故障排查帶來的困難。

1" 搭鐵類型

根據(jù)用電器的負(fù)載性質(zhì)對搭鐵進(jìn)行分類。

1）電源搭鐵。該類型搭鐵主要作用為電源負(fù)極（如蓄電池、發(fā)電機(jī)）與金屬車身之間連通行程閉環(huán)電路，保持車身與蓄電池負(fù)極等電位，為整車單線制電路中最重要的一個(gè)搭鐵。

2）感性負(fù)載搭鐵。利用電磁感應(yīng)原理制作的零部件搭鐵，例如車窗電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、繼電器線圈、電喇叭等電器的搭鐵。

3）阻性負(fù)載搭鐵。通過電阻類元件進(jìn)行工作的純阻性用電器搭鐵，例如燈、點(diǎn)煙器、后除霜等電器的搭鐵。

4）信號搭鐵?？刂破?、傳感器等工作電流小、精度要求高的電器搭鐵。此類電器負(fù)載工作電流較小，但對電路電流的精度要求較高，且容易受到周圍電磁的干擾，此時(shí)需要保證電器信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，才能確保電器負(fù)載良好的工作狀態(tài)，所以需根據(jù)各用電器的實(shí)際需求進(jìn)行不同特點(diǎn)的搭鐵設(shè)計(jì)，如安全氣囊控制模塊為避免其他零件干擾應(yīng)單獨(dú)搭鐵。

5）屏蔽搭鐵。汽車上有部分容易受電磁干擾/易產(chǎn)生干擾的零部件，需對其傳輸線路進(jìn)行屏蔽處理，電路可用單芯屏蔽線、雙芯屏蔽線等，其屏蔽層引線接至車身搭鐵，以優(yōu)化整車磁場環(huán)境。

在搭鐵設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)負(fù)載類型，盡量避免不同負(fù)載搭鐵接在同一個(gè)搭鐵點(diǎn)。

2" 搭鐵方式

根據(jù)零部件的搭鐵方式進(jìn)行分類。

1）單點(diǎn)搭鐵。即多個(gè)電器系統(tǒng)搭鐵回路匯集至單個(gè)搭鐵點(diǎn)進(jìn)行搭鐵。根據(jù)各搭鐵回路的連接方式差異，又區(qū)分為兩種搭鐵：單點(diǎn)串聯(lián)式搭鐵、單點(diǎn)并聯(lián)式搭鐵。圖1為單點(diǎn)串聯(lián)，多個(gè)電器搭鐵線接合至同一根導(dǎo)線再搭鐵，此種方式結(jié)構(gòu)簡單，在很大程度上節(jié)省線束長度。圖2為單點(diǎn)并聯(lián)式，多個(gè)電器的搭鐵線直連至同一搭鐵點(diǎn)，此種方式搭鐵各電器回路無互相接合，受各自回路的壓降影響小，但缺點(diǎn)為導(dǎo)線長度、回路增加，增大線束直徑。

2）多點(diǎn)搭鐵（圖3）。由于空間布置差異，不可能所有電器都只通過一個(gè)搭鐵點(diǎn)進(jìn)行搭鐵，此時(shí)便可分成多個(gè)搭鐵點(diǎn)，就近搭鐵。

3" 設(shè)計(jì)基本原則

搭鐵分配主要為規(guī)劃和設(shè)計(jì)零部件搭鐵點(diǎn)共用的方案，如果為每一個(gè)用電器都設(shè)計(jì)單獨(dú)的搭鐵點(diǎn)，既不經(jīng)濟(jì)，又增加線束的復(fù)雜性，影響生產(chǎn)效率。因此，在性能與成本之間取得平衡，在保證電器性能的情況下，共用搭鐵，減少搭鐵的數(shù)量。主要?jiǎng)澐譃?個(gè)基本原則^[1]。

1）就近搭鐵原則^[1]。根據(jù)R=ρL/S電阻公式，可知在電阻系數(shù)ρ和導(dǎo)線截面積S不變的情況下，導(dǎo)線越長則導(dǎo)線的電阻越大，帶來的壓降越大，因此在搭鐵設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇離用電器最近的位置進(jìn)行搭鐵，降低壓降對用電器影響的同時(shí)，還可以達(dá)到減少線束長度，降低成本。

2）強(qiáng)弱電分開搭鐵原則。諸如電子扇等電機(jī)類的用電器，其啟動(dòng)電流與工作電流間變化大，當(dāng)某些傳感器與其共搭鐵時(shí)，易受電壓波動(dòng)影響導(dǎo)致功能紊亂。表1中，G102電子扇（大電流電器）與其他控制模塊類信號不共搭鐵，G202電機(jī)類負(fù)載共搭鐵，G206開關(guān)或模塊信號搭鐵共搭鐵。

3）涉及安全重要功能，單獨(dú)搭鐵或冗余搭鐵。圖4中G103、G205、G208，對于ABS、SDM、VCU等涉及行車安全的控制模塊進(jìn)行單獨(dú)搭鐵設(shè)計(jì)，其中針對SDM安全氣囊控制模塊，還設(shè)計(jì)如G212冗余搭鐵，確保單個(gè)搭鐵還有另一個(gè)搭鐵保證電器功能正常。

4" 搭鐵布置要求

為獲得良好的搭鐵性能，搭鐵設(shè)計(jì)還需考慮整車環(huán)境因素的影響。

1）防腐蝕。布置在機(jī)艙和車架等濕區(qū)位置的搭鐵點(diǎn)，應(yīng)使用雙層熱縮管（圖5）對端子與導(dǎo)線的壓接部位進(jìn)行密封保護(hù)，避免液體進(jìn)入到導(dǎo)線內(nèi)部造成導(dǎo)線氧化和腐蝕^[2]。

2）避開鉸鏈或滑塊連接的區(qū)域。例如五門的鈑金通過鉸鏈和車身進(jìn)行連接，接觸電阻較大，對搭鐵性能有影響，若必須在門板上設(shè)計(jì)搭鐵，則門板和車身之間還需另外搭鐵進(jìn)行連接，保證搭鐵性能。

3）維修便利性。搭鐵應(yīng)設(shè)計(jì)在方便使用工具緊固的區(qū)域，便于提供裝配效率及提高維修效率。

搭鐵固定方式可以分為3種類型：螺母焊接-螺栓緊固、螺栓焊接-螺母緊固、焊接螺栓螺母組件。在要求防水的區(qū)域、鈑金背面午飯焊螺母的區(qū)域使用螺栓焊接-螺母緊固的方式；在鑄造或者鍛造的金屬部件（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器本體）上搭鐵時(shí)使用螺母焊接-螺栓緊固的方式；在鈑金噴漆面或絕緣噴涂層區(qū)域設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使用刮漆螺栓，提高搭鐵性能。

為避免線束受損或者耐久下降等問題，應(yīng)選用帶限位器端子或防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)來控制搭鐵端子的方向，在同一搭鐵點(diǎn)有多個(gè)搭鐵端子疊加時(shí)，應(yīng)將線徑最大的端子放至最下方，螺栓上不可疊加4個(gè)以上的搭鐵端子。

5" 結(jié)論

搭鐵設(shè)計(jì)是汽車線束設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，合理的搭鐵設(shè)計(jì)能保證各電器設(shè)備形成良好的電氣閉環(huán)回路，提高零件的使用壽命，減少因搭鐵不良帶來的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，降低售后成本，提升產(chǎn)品形象。為此，在進(jìn)行搭鐵設(shè)計(jì)時(shí)，需多綜合考慮用電器的原理、電氣特性、整車物理環(huán)境等因素，合理布置分配。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 陳朋，許立杰，崔穎武． 汽車線束搭鐵設(shè)計(jì)[J]． 汽車電器，2015（4）：28-30．

（編輯" 凌" 波）

收稿日期：2023-07-19