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汽車線束設計及線束用原材料
作者:admin 發布日期:2017-2-11 10:53:20

在現代汽車上,汽車線束特別多,電子控制系統與線束有著密切關系。有人曾經打了一個形象的比喻:如果把微機、傳感器與執行元件的功能用人體來比喻,可以說微機相當于人腦,傳感器相當于感覺器官,執行元件相當于運動器管,那么線束就是神經和血管了。
汽車線束是汽車電路的網絡主體,連接汽車的電氣電子部件并使之發揮功能,沒有線束也就不存在汽車電路。在目前,不管是高級豪華汽車還是經濟型普通汽車,線束編成的形式基本上是一樣的,都是由電線、聯插件和包裹膠帶組成,它既要確保傳送電信號,也要保證連接電路的可靠性,向電子電氣部件供應規定的電流值,防止對周圍電路的電磁干擾,并要排除電器短路。
汽車線束從功能上來分,有運載驅動執行元件(作動器)電力的電力線和傳遞傳感器輸入指令的信號線二種。電力線是運送大電流的粗電線,而信號線是不運載電力的細電線(光纖維通信);例如信號電路用的導線截面積為0.3、0.5mm2。
在電機、執行元件用的導線截面積為0.85、1.25mm2,而電源電路用導線截面積為2、3、5mm2;而特殊電路(起動機、交流發電機、發動機接地線等)則有8、10、15、20mm2不同規格。導線截面積越大,電流容量也越大。電線的選擇,除了考慮電氣性能外,還要受到車載時物理性能的制約,因此其選擇范圍很廣。例如,出租汽車上的頻繁開/關的車門和跨越車身之間的電線應該由撓曲性能良好的導線構成。在溫度高的部位使用的導線,一般采用絕緣性和耐熱性良好的氯乙烯、聚乙烯包覆的導線。近年來,微弱信號電路使用的電磁屏蔽線也不斷增加。
隨著汽車功能的增加,電子控制技術的普遍應用,電氣件越來越多,電線也會越來越多,汽車上的電路數量與用電量顯著增加,線束也就變得越粗越重。這是需要解決的大問題,如何使大量線束在有限的汽車空間中如何更有效合理布置,使汽車線束發揮更大的功能,已成為汽車制造業面臨的問題。
  汽車線束是汽車電路的網絡主體,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、經濟性和排放性要求的提高,汽車線束變得越來越復雜,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計便成為關注的焦點,而且汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設計和制造,和汽車主機廠家聯合進行前期開發成為必然的趨勢。筆者根據幾年來從事線束設計和制造的經驗,談談線束的一般設計流程和設計原則。

一、整車電路設計
  (一)電源分配設計
  汽車的供電系統設計是否合理,直接關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計出發點基本都是以安全為主。整車電氣系統基本上由3個部分組成。
  蓄電池直接供電系統(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動不起來也能短暫正常工作,以方便到站點維修等。如:發動機ECU及發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。
  點火開關控制的供電系統(一般稱為IG檔或巧電)。這部分電器件基本上是在發動機工作運轉的情況下才使用,取自發電機的電源,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、空調電源、收放機電源、刮水器電源等。
  (二)線路保護設計
  線路保護就是要對導線加以保護,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,易受其他用電設備千擾的電器件必須單設熔斷器。
  發動機傳感器、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置的普通電器件類的電負荷可以根據情況相互組合,共同使用一個熔斷器。
  熔斷器分快熔式和慢熔式。快熔式熔斷器的主要部件是細錫線,其中片式熔斷器結構簡單、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,這種結構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。
  一般根據電器件的最大連續工作電流計算并確定熔斷器容量,可按經驗公式: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的電阻,根據電流或溫度的高低斷開或接通。這種保護元件的最大優勢是當故障排除后能自動接通,不需人工調節和拆換。

 

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