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汽車線束設計 基礎知識

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。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。
汽車電線又稱低壓電線,它與普通家用電線是不一樣的。普通家用電線是銅質單蕊電線,有一定硬度。而汽車電線都是銅質多蕊軟線,有些軟線細如毛發,幾條乃至幾十條軟銅線包裹在塑料絕緣管(聚氯乙烯)内,柔軟而不容易折斷。
汽車線束内的電線常用規格有标稱截面積0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0 等平方毫米的電線,它們各自都有允許負載電流值,配用于不同功率用電設備的導線。
以整車線束為例,0.5 規格線适用于儀表燈、指示燈、門燈、頂燈等;0.75 規格線适用于牌照燈,前後小燈、制動燈等;1.0 規格線适用于轉向燈、霧燈等;1.5 規格線适用于前大燈、喇叭等;主電源線例如發電機電樞線、搭鐵線等要求2.5 至4 平方毫米電線。這隻是指一般汽車而言,關鍵要看負載的最大電流值,例如蓄電池的搭鐵線、正極電源線則是專門的汽車電線單獨使用,它們的線徑都比較大,起碼有十幾平方毫米以上,這些“巨無霸”電線就不會編入主線束内。
在排列線束前要事先繪制線束圖,線束圖與電路原理圖是不一樣的。電路原理圖是表述各個電氣部分之間關系的圖像,它不反映電氣件彼此之間怎樣連接,不受各個電氣元件的尺寸形狀和它們之間距離的影響。而線束圖則必須要顧及各個電氣元件的尺寸形狀和它們之間的距離,也要反映出電氣件彼此之間是如何連接的。
線束廠的技術員根據線束圖做成線束排線闆後,工人就按照排線闆的規定來截線排線了。
整車主線束一般分成發動機(點火、電噴、發電、起動)、儀表、照明、空調、輔助電器等部分,有主線束及分支線束。一條整車主線束有多條分支線束,就好象樹杆與樹支一樣。整車主線束往往以儀表闆為核心部分,前後延伸。由于長度關系或裝配方便等原因,一些汽車的線束分成車頭線束(包括儀表、發動機、前燈光總成、空調、蓄電池)、車尾線束(尾燈總成、牌照燈、行李箱燈)、篷頂線束(車門、頂燈、音響喇叭)等。線束上各端頭都會打上标志數字和字母,以标明導線的連接對象,操作者看到标志能正确連接到對應的電線和電氣裝置上,這在修理或更換線束時特别有用。
同時,電線的顔色分為單色線和雙色線,顔色的用途也有規定,一般是車廠自訂的标準。 我國行業标準隻是規定主色,例如規定單黑色專用于搭鐵線,紅單色用于電源線,不可混淆。
線束用機織線或塑料粘帶包裹,出于安全、加工和維修方便,機織線包裹已經淘汰,現在是用粘性塑料膠帶包裹。線束與線束之間、線束與電氣件之間的連接,采用聯插件或線耳。聯插件用塑料制成,分有插頭和插座。線束與線束之間用聯插件相接,線束與電氣件之間的連接用聯插件或線耳。
随着汽車功能的增加,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,線束也就變得越粗越重。因此先進的汽車就引入了CAN 總線配置,采用多路傳輸系統。與傳統線束比較,多路傳輸裝置大大減少了導線及聯插件數目,使布線更為簡易。
随着人們對汽車的安全性、舒适性和經濟性的要求越來越高,汽車上的電器配置、功能也越來越多,所以連接各個電器件的線束也越來越複雜,成為當代汽車故障的多發環節,也因此在汽車設計和生産制造中受到越來越多的關注。下面簡要闡述一下汽車線束設計流程。
1 原理圖設計與計算
1.1 根據《電氣設計任務書》要求的電氣配置和技術要求繪制電氣原理圖。
1.2 根據各用電器功率确定保險容量及線徑大小,同時對每個電氣子系統進行載荷分
配,确定總保險的容量。
1.3 計算導線線徑:依據公式(見圖)
式中:I———電流,A;P———電器件功率,W;U———電壓,V;
A———線徑,mm2;ρ———銅電阻率(約為0.0185Ωmm2/m);L=導線長度,
m;Ud———允許最大的電壓降損失。
同時也要考慮下列情況:
a.導線過長可适當将線徑放大;
b.導線經多個插接件轉接後連接到用電器的情況,考慮端子電壓降較大,可适當将線徑放大。
1.4 不同形式的導線具有不同的允許電流和線路電壓降。
2 繪制三維布線圖
2.1 根據各個電器件的位置不同,确定三維布線的形式,目前國際上通用的布線形式
一般為E 型和H 型;
2.2 模拟仿真不同區域的線束直徑;
2.3 考慮線束過孔的密封與保護。
2.4 線束的固定孔位與固定形式确定。
2.5 理論上講,一根線束連接所有的電器件是最合理的,但實際裝車時是根本做不到
的,所以線束要合理分塊,在方便裝配的情況下,盡量采用系統化設計。
2.6 搭鐵點設計在線束設計中是很重要的,否則會造成信号幹擾,影響某些電器的功
能實現;根據車型不同設計成多個接地點,搭鐵的設計應滿足以下幾點:
a.弱信号傳感器的應單獨且就近搭鐵,保證信号正常傳輸;
b.各ECU 應單獨搭鐵,防止被幹擾;
c.蓄電池負極搭鐵和發動機、變速箱搭鐵要慎重考慮。
3 設計二維線束圖
3.1 配電盒(保險和繼電器)是整車電氣的核心,起到:分配負荷、集中供電、節省空間、簡化線束、降低成本和方便檢修的作用。一般根據需要可設計成2 到3 個。一些新開發車型的配電盒已兼有電子控制的功能;并且無觸點、無保險絲的中央控制盒也将越來越有市場,TJ 走在了前沿。
3.2 導線顔色的選用依據ZBT35002《汽車用低壓電線的顔色》執行。
3.3 插接件的選用
a.依據導線線徑和通過電流大小選用插接件;
b.發動機艙選用密封插接件;
c.優先選用雙彈簧式壓緊結構的插接件,減小接觸電阻。
3.4 線束包紮方式
a.駕駛室内一般用膠帶間隔纏繞;
b.儀表闆内一般采用膠帶緊密纏繞;
c.地闆上或離發動機較遠的部位、一般采用阻燃波紋管包紮;
e.車門内部、行李箱門内部一般采用粘帶或工業塑料布的包紮形式;
f.離發動機較近的區域有些采用穿隔熱的玻璃絲套管或線束纏紮玻璃絲帶。
除了以上之外,還應注意:防盜ECU 與讀寫線圈之間的距離,防止信号傳輸衰減; 各個傳輸信号的電器件如“氧傳感器”、“爆震傳感器”、“讀寫線圈”等應選用LE-SE 信号線或屏蔽線等線種
布線圖雖然反映了電氣設備在汽車上的實際安裝位置,但是圖上導線縱橫交錯,增加了讀圖的難度,為了使電路圖更接近于實際,常需要繪制線束安裝圖,線束安裝圖把敷線圖中同路的導線相對集中,形成線束。
在汽車上,為了安裝方便和保護導線,将同路的許多導線用棉紗編制物或聚氯乙烯塑料帶包紮線束,稱為線束。
線束圖是根據電氣設備在汽車上的實際安裝部位繪制的全車電路圖。在圖上,部件與部件間的導線以線束形式出現,線束圖與敷線圖相似,但圖面雙敷線圖簡單明了,接近實際,對使用、維修人員适用性較強。
線束安裝圖不詳細描述線束内部的導線走向,隻将露在線束外面的線頭與接插器詳細編号,并用字母标定。配線記号的表示方法突出,便于配線,各接線端都用序号和顔色準确無誤地标注出來。線束圖與電路圖、敷線圖結合起來使用,具有很大的參考價值。所以,現代汽車維修手冊中一般都給出電路圖和線束安裝圖。
4、線束安裝圖的繪制
由于線束安裝圖主要是以線束的形成出現的,圖面的線條較少,各部件之間連接的表達就成為其主要的内容,為表達清楚導線的顔色,接頭的端子代号,常需輔以線束分組和端子編号表及線束端子接線表。
(1)線束的内容
①線束的組成
汽車線束圖由多個線束組成,有主線束,分線束。在圖上應表現出各線束的組成,每個線束上有幾個分支,每個分支上有多少根線,導線的顔色及條紋是什麼。
②接線代号和接線标志
汽車上的電器數量多而複雜,為使連線正确,各個連接點都應标注接線代号和接線标志,以便于連接。
③線束的長度
線束的長度包括線束的總長、每個分支的長度和兩個線端間隔的長度。
④插接器
由于線束有多條,線束與線束、分支與線束、或分支與電器之間都是通過插接器進行連接的,
應表示出每個插接器上有幾條導線,每條導線位于插接器接線孔的什麼位置,插接器的形狀
是什麼樣的,相鄰的幾個插接器是否容易混淆。
(2)導線顔色
①名詞術語
單色導線:絕緣表面為一種顔色的導線。
雙色導線:絕緣表面為兩種顔色的導線。
主色:雙色導線中面積比例大的顔色。
輔助色:雙色導線中面積比例小的顔色。
②導線的顔色和代号
導線的顔色和代号應符号表1-2-1 的規定。
表1-2-1 導線的顔色
線色 常用縮寫 中文 線色 常用縮寫 中文
Black BLK/B 黑色 Light Green LT GRN 淺綠
Blue BLU/BL 藍色 Orange ORG/ O 橙色
Brown BRN/BR 棕色 Pink PNK/P 粉紅
Clear CLR/CL 透明 Purple PPL/PP 紫色
Dark Blue DK BLU 深藍 Red RED/R 紅色
Dark Green DK GRN 深綠 Tan TAN/T 褐色
Green GRN/G 綠色 Violet VIO/ V 粉紫
Gray GRY/ GR 灰色 White WHT//W 白色
Light Blue LT BLU 淺藍 Yellow YEL/Y 黃色
③導線顔色的組成
單色導線的顔色由表1-2-1 規定的一種顔色組成。
雙色導線的顔色由表1-2-1 規定的兩種顔色配合組成。
導線顔色的選用應優先選用單色,再選用雙色。
④搭鐵線
各種汽車電器的搭鐵線應選用黑色導線,黑色導線除作搭鐵外,沒有其他用途。
⑤導線顔色的标注
導線顔色的标注采用顔色代号表示,如單色導線,顔色為紅色,标注為 “R”;
雙色導線,第一色為主色,第二色為輔助色,主色為紅色,輔助色為白色,标注為“RW”。
(3)導線截面積
導線的截面積根據工作電流的大小來選取,對于一些電流特别小的電器,如指示燈電路,為了保證應有的力學強度,導線的截面積不得小于0.5mm2。
導線的截面積标注在顔色代碼前面,單位為毫米時不标注,如:1.25R 表示導線截面積為1.25mm2 的紅色導線;1.0G/Y 表示導線截面積為1.0 mm2 的雙色導線,主色為綠色,輔助色為黃色。

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