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汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性和排放性要求的提高，汽車線束變得越來越復(fù)雜，但車身給予線束的空間卻越來越小。因此，如何提高汽車線束的綜合性能設(shè)計便成為關(guān)注的焦點，而且汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設(shè)計和制造，和汽車主機廠家聯(lián)合進行前期開發(fā)成為必然的趨勢。筆者根據(jù)幾年來從事線束設(shè)計和制造的經(jīng)驗，談?wù)劸€束的一般設(shè)計流程和設(shè)計原則。
一、整車電路設(shè)計 （一）電源分配設(shè)計 汽車的供電系統(tǒng)設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到汽車電器件的正常工作與否和全車的安全性，因此世界各國的汽車線束設(shè)計出發(fā)點基本都是以安全為主。整車電氣系統(tǒng)基本上由3個部分組成。 蓄電池直接供電系統(tǒng)（一般稱常電或30電）。這部分的電源所接負載一般都是汽車的安全件或重要件，主要目的是在為這些件提供電能時盡量少的加以控制，確保這些件即使汽車發(fā)動不起來也能短暫正常工作，以方便到站點維修等。如：發(fā)動機ECU及發(fā)動機傳感器的工作電源、燃油泵的工作電源、ABS控制器的電源、診斷接口電源等。 點火開關(guān)控制的供電系統(tǒng)（一般稱為IG檔或巧電）。這部分電器件基本上是在發(fā)動機工作運轉(zhuǎn)的情況下才使用，取自發(fā)電機的電源，避免了為蓄電池充電時爭電源的可能性。如：儀表電源、制動燈電源、安全氣囊電源等。 發(fā)動機起動時卸掉負載的電源（一般稱為ACC電源）。這部分電器件一般所帶的負載較大，且在汽車起動時不必工作。一般有點煙器電源、空調(diào)電源、收放機電源、刮水器電源等。 （二）線路保護設(shè)計 線路保護就是要對導(dǎo)線加以保護，兼顧對回路電器件的保護。保護裝置主要有熔斷器、斷路順和易熔線。 1．熔斷器的選取原則 發(fā)動機ECU、ABS等對整車性能及安全影響大，另外，易受其他用電設(shè)備千擾的電器件必須單設(shè)熔斷器。 發(fā)動機傳感器、各類報警信號燈和外部照明燈、喇叭等電器件對整車性能及安全影響也較大，但該類電負荷對相互間的干擾并不敏感。因此，這類電負荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個熔斷器。 對于為增加舒適性而設(shè)置的普通電器件類的電負荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個熔斷器。 熔斷器分快熔式和慢熔式?？烊凼饺蹟嗥鞯闹饕考羌氬a線，其中片式熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、可靠性和耐振好、易檢測，所以被廣泛采用；慢熔式熔斷器實際上是錫合金片，這種結(jié)構(gòu)的熔斷器一般串接到感性負載的電路中，如電機電路。 電阻型的負載與電感型的負載盡量避開使用同一個熔斷器。 一般根據(jù)電器件的最大連續(xù)工作電流計算并確定熔斷器容量，可按經(jīng)驗公式：熔斷器額定容量＝電路最大工作電流÷80%（或70%）。 2．斷路器 斷路器最大的特點是可恢復(fù)性，但其成本較高，使用較少。斷路器一般都是熱敏機械裝置，它利用兩種金屬的不同熱變形，使觸點開閉或自行接通。新型的斷路器，使用PTC固體材料作為過流保護元件，它是一種正溫度系數(shù)的電阻，根據(jù)電流或溫度的高低斷開或接通。這種保護元件的最大優(yōu)勢是當故障排除后能自動接通，不需人工調(diào)節(jié)和拆換。 3．易熔線 易熔線的特點是當線路通過極大的過載電流時，易熔線能在一定的時間內(nèi)（一般≤5s）熔斷，從而切斷電源，防止產(chǎn)生惡性事故。易熔線也是由導(dǎo)體和絕緣層構(gòu)成，絕緣層一般為氯磺化聚乙烯材料，因為絕緣層較厚，所以看。起來比同規(guī)格的導(dǎo)線粗。 易熔線一般接在蓄電池直接引出的電路中。易熔線的常用的公稱截面有0.3mm2、0.5mm2、0.75mm2、1.0mm2、1.5mm2，甚至還有8mm2等更大截面的易熔線。易熔線的導(dǎo)線線段長度分為（50±5）mm、（100±10）mm、（150±15）mm3種。 易熔線應(yīng)有明顯的標志，當其熔斷后，其標志仍應(yīng)存在以便于更換。易熔線的熔斷特性如表1所示。 （三）繼電器的選取設(shè)計 繼電器分為電流式和電壓式2種。一般根據(jù)用電器的功率和開關(guān)的承載能力來決定是否選用繼電器。常用繼電器的設(shè)備一般有刮水器、喇叭、除霜、前照燈、霧燈、風扇、鼓風機、轉(zhuǎn)向燈（閃光器）等。繼電器分6V、12V、24V3種，常用的繼電器額定電壓為12V。 選用繼電器要參考的技術(shù)要求：①可靠性好；②性能穩(wěn)定；③質(zhì)量輕、體積小、壽命長，對周圍元器件影響小；④結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、成本低。 （四）搭鐵分配設(shè)計原則 發(fā)動機ECU、ABS等對整車性能及安全影響大，且易受其他用電設(shè)備干擾，所以這些件的搭鐵點一定要單設(shè)。 對于安全氣囊系統(tǒng)，它的搭鐵點不僅應(yīng)單設(shè)，而且為了確保其安全可靠，最好采用復(fù)式搭鐵。其目的是其中一處搭鐵失效，系統(tǒng)可以通過另一搭鐵點搭鐵，確保系統(tǒng)安全工作。 無線電系統(tǒng)為避免千擾，也要單獨搭鐵。 弱信號傳感器的搭鐵最好獨立，搭鐵點最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號的真實傳遞。 其他電器件可根據(jù)具體布置情況相互組合共用搭鐵點。原則是就近搭鐵，避免搭鐵線過長，造成不必要的電壓降。 蓄電池負極線、發(fā)動機搭鐵線等因?qū)Ь€截面較大，因此一定要控制好線長和走向，減小電壓降；為增加安全性，發(fā)動機、車身一般要單獨連到蓄電池負極搭鐵； 搭鐵方式：一是通過孔式接頭搭鐵，此法一定要在接頭的尾部烤上熱縮管絕緣；二是通過內(nèi)部短接的護套直接搭鐵。 二、線束三維布局走向設(shè)計 此流程主要是模擬仿真不同區(qū)域的線束走向、直徑，考慮線束過孔的密封和保護，模擬線束的固定孔位和固定方式等，如圖1所示。三維布線用的主要軟件有PRO-E、UG和CATIA等。 三、插接件的選取設(shè)計 插接件是線束的核心部件，插接件的性能直接決定著線束整體的性能，而且對全車的電器穩(wěn)定性、安全性起著決定性的作用。 （一）插接件的選取設(shè)計原則 插接件選取要保證與電器件的良好接觸，使接觸電阻降為最低，提高可靠性，優(yōu)先選用雙彈簧式壓緊結(jié)構(gòu)的插接件。 根據(jù)導(dǎo)線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件。 發(fā)動機艙內(nèi)對接的護套，由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇防水性護套。 在同一條線束中若用同一種護套，其顏色一定要有區(qū)別。 基于汽車外觀的整體協(xié)調(diào)性，在發(fā)動機艙中應(yīng)優(yōu)先選用黑色或深色的護套。 為減少線束對接用護套的種類和數(shù)量，優(yōu)先選用混合型件，使裝配固定方便。 對于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件，應(yīng)優(yōu)先選用鍍金件以保證安全可靠性。 蓄電池接頭（電瓶夾）內(nèi)部為錐體，錐度為1:9；電瓶夾的材料為鍍錫銅、鍍鋅銅或鉛銻合金。 不同規(guī)格的插接件可承載的電流一般如下：1系列，10A左右；2.2或3系列，20A左右；4.8系列，30A左右；6.3系列，45A左右；7.8或9.5系列，60A左右。 （二）插接件原材料（材質(zhì)）性能分析 1．護套材質(zhì)（塑料件） 常用的材質(zhì)主要有PA6、PA66、ABS、PBT、pp等，筆者總結(jié)了它們的具體性能差異，見表2。設(shè)計插件時可根據(jù)不同的需求選擇不同的材質(zhì)，還可根據(jù)實際情況在塑料中添加阻燃或增強材料，以達到增強或阻燃的目的，如添加玻璃纖維增強等。  2．端子材質(zhì)（銅件） 插接件用的銅主要是黃銅和青銅（黃銅的硬度比青銅的硬度稍低），其中黃銅占的比重較大。另外，可根據(jù)不同的需求選擇不同的鍍層。 四、導(dǎo)線的選取設(shè)計 （一）導(dǎo)線類型的選擇 線束設(shè)計選用導(dǎo)線類型重點考慮線束所處的環(huán)境和功能。例如：發(fā)動機周圍環(huán)境溫度高，腐蝕性氣體和液體也很多。因此，一定要使用耐高溫、耐油、耐振動、耐摩擦導(dǎo)線；行李廂蓋上的導(dǎo)線要在低溫下保持其彈性，所以要選用冷彈性導(dǎo)線保證其正常工作；自動變速器上的導(dǎo)線一定要耐高溫、耐液壓油，其溫度穩(wěn)定性要好；弱信號傳感器要用屏蔽導(dǎo)線，例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等；門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。 汽車線束常用的導(dǎo)線通常使用多股絞合銅導(dǎo)線，絕緣皮為PVC絕緣材料。線束用導(dǎo)線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。 汽車線束常用的導(dǎo)線種類有日標（AVSS等）、國標（QVR）、德標（FLRY）、美標等幾大系列。AVSS（AVS）導(dǎo)線的特點是薄皮絕緣，柔韌性較好；QVR的特點是絕緣皮厚，比較柔軟，延展性好；德標導(dǎo)線絕緣皮更薄，柔韌性好；美標導(dǎo)線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體，還有經(jīng)過輻照工藝加工的?？筛鶕?jù)用戶的需求和不同的工作環(huán)境選取適當類型的導(dǎo)線。 （二）計算選取導(dǎo)線截面積 根據(jù)電器件功率的大小計算流通導(dǎo)線的電流；長時間工作的電氣設(shè)備可選擇實際載流量60%的導(dǎo)線；短時間工作的用電設(shè)備可選用實際載流量60%-100%之間的導(dǎo)線。 根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小適當改變導(dǎo)線的截面積。 根據(jù)導(dǎo)線的走向、插接件的數(shù)量（即電壓降的大?。┻m當改變導(dǎo)線的截面積。 關(guān)于導(dǎo)線截面積的計算，也有一些專家總結(jié)出一些經(jīng)驗公式： I=P/UsA=IρL/Ud 式中：I——電流；P——功率；Us——系統(tǒng)電壓；A——導(dǎo)線截面積；Ud——允許最大電壓降損失；ρ——銅電阻率；L——導(dǎo)線長度。 或按下面經(jīng)驗公式： I=A×10+8/2 允許流通電流與導(dǎo)線截面積關(guān)系經(jīng)驗理論值（比按上面公式計算值偏大）如表3所示。
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