整车线束设计及搭铁策略分析.doc

整车线束设计及搭铁策略分析整车线束设计及搭铁策略分析吁苗,帅希士(江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心,江西南昌330001)摘要:在整车线束设计中,很大一部分工作是在验证熔断器与线型选择是否合理,线束布置是否得当以及搭铁点的选择是否可靠.本文通过实例介绍整车线束设计中的一些基本方法.关键词:线柬设计;线束布置;搭铁策略中图分类号:U463.61文献标识码:A文章编号:10038639(2010)O1000603DesignofVehicleWiringHarnessandAnalysisofGroundingStrategyYUMiao.SHUAIXishi(JianglingMotorsCo.,Ltd.,Nanchang330001,China)Abstract:Inthedesignofvehiclewiringharness,mostoftheworkistoassesswhethertheselectionoffuseandlinetypeisrational,theharnessdistributionisproperandtheselectionofgrounding.pointisreliable.Theauthorintroducessomemethodsofdesigningvehiclewiringharnesswithsomeexamples.Keywords:designofwiringharness;harnessesdistribution;groundingstrategy1线路保护设计线路保护就是要对导线加以保护,兼顾对回路电器件的保护.保护装置主要有熔断器,断路器和易熔线.1.1熔断器的选取原则熔断器按保护形式分可分为过电流保护与过热保护.用于过电流保护的熔断器就是平常所说的保险丝.一般而言,发动LECU,ABS等对整车性能及安全影响大,易受其它用电设备干扰的电器件必须单设熔断器;而发动机传感器,各类报警信号灯和外部照明灯,喇叭等电器件对整车性能及安全影响也较大,但该类电负荷对相互问的干扰并不敏感.因此这类电负荷可以根据情况相互组合共同使用一个熔断器.至于那些为增加舒适性而设置的普通电器件类的电负荷.可以根据情况相互组合,共同使用一个熔断器.但对于电阻型的负载与电感型的负载应尽量避开使用同一个熔断器.关于熔断器容量的确定.有如下经验公式:熔断器容量正常工作电流/(负载特性系数X峰值电流时间系数负载装配区域系数x熔断器的安装区域系数).公式中各系数说明如下.1)负载特性系数负载特性分为连续负载和间断负载.连续负载:工作时间在10S以上.连续负载系数为0.8.间断负载:工作时间在10s以下.间断负载系数为1.1.2)峰值电流时间系数如出现峰值电流的时间0.2S,其系数为l.如出现峰值电流的时间>O.2S,其系数为0.9.3)负载装配区域系数如布置在室内则系数定义为1,如布置在发动机舱则系数定义为0.9.4)熔断器的安装区域系数如熔断器单独放置则系数为1;如果熔断器放置在熔断丝盒内则系数为0.9.例如:喇叭的工作电流为8A.熔断器容量8/(0.8xO.9xO.9xO.9)=13.7A.根据熔断器的实际规格.可以选择15A的熔断器来保护线路.有关慢速,快速熔断器的选择,应该根据所保护线路上的负载特性而定.一般来说,对于阻性负载,多用快速熔断器;而对于感性负载,多用慢速熔断器.具体情况可以让设计的厂家提供有关各控制系统的抑制峰值电流的性能曲线.1.2断路器断路器是一种热敏机械装置.它利用2种金属的不同热变形,使触点开闭.当电路过载时,断路器流过电流增大,温度升高,双金属片弯曲,使触点打开,电路断开;温度降低后双金属片又恢复原状,自动接通电路.如前照灯电路就应使用断路器,而不宜使用熔断器.因断路器在电路断开后能自动接通,在意外情况下还能在短时间内,短时或间断地保护前照灯的工作.还有一些电路,如电动修改稿收稿日期:20090907作者简介:吁苗.2007年毕业于重庆交通大学,车辆_T程专业研究生,一直在江铃汽车股份有限公司-作;帅希士,2007年毕业于中南大学,机械电子工程专业研究生,一直在江铃汽车股份有限公司工作.;汽车电器2010年第1期黑发不知勤学早,白首方悔读书迟座椅,门锁,车窗等,由于其受机械负载的影响.容易造成较大的电流波动,也应使用断路器.1.3易熔线易熔线的特点是当线路通过极大的过载电流时,易熔线能在一定的时间内(一般5s)熔断,从而切断电源,防止产生恶性事故.易熔线一般接在蓄电池直接引出的电路中.2导线选取原则根据电器件功率的大小计算流经导线的电流.一般而言.长时间工作的电气设备可选择实际载流量60%的导线;短时间工作的用电设备可选用实际载流量60%100%间的导线.此外,根据不同的工作环境和温度大小可适当改变导线的截面积.导线截面积的计算公式如下S=IpL/U式中:.导线截面积,mm;,_电流,A;铜导线电阻率,一般取值0.0185Q?mm2/rn;,J导线长度,ITI;(,l_一导线允许的电压降,V.表1是不同规格的导线在不同的温度下通过的安全电流,供参考.表1不同规格导线在不同温度下通过的安全电流注:1)为155导线;2)为90导线.对于装配在发动机上的发动机控制线束,建议采用铜线,铜线外皮采用能够隔热并能耐柴油腐蚀的PVC或PUR.同时要注意下面所列的线径要求以及连接执行器电线的最大负荷.1)传感器引线和控制线线径为0.351.0toni2.比如水温传感器,轨压传感器,空调继电器.2)小电流执行器线径为O.751.0millz,例如真空EGR,节气门控制阀.3)用H桥控制的执行器和喷油器线径为1.52.0mnq,比如电控EGR.4)所有12v供电线线径为2.5IFlm:5)进出蓄电池的供电线线径为4.06.0mm.具体需要依据相连器件图纸所提供的参数而定.鉴于国内导线材质问题,制作线束时强烈建议采用尽可能粗和尽可能短的导线,尤其是与喷油系统相关的线束,以确保喷油器能够正常工作.3搭铁策略分析搭铁点的分配在汽车线束设计中尤为重要.否则就会造成信号干扰,而影响某些电器的正常功能实现.下面就具体论述在搭铁点的分配中应该注意的要点:首先,发动机ECU,ABS装置等对整车性能及安全影响大,而且易受其他用电设备干扰,所以这些器件的搭铁点一定要单设:而对于安全气囊系统,它的搭铁点不仅应单设,而且为了确保其安全可靠,最好采用复式搭铁.其目的是其中一处搭铁失效,系统可以通过另一搭铁点搭铁.以确保系统安全工作.其次,无线电系统为避免干扰,也要单独搭铁.至于弱信号传感器的搭铁最好也独立.搭铁点最好是在离传感器较近的位置,以保证信号的真实传递.还有蓄电池负极线,发动机搭铁线等因电线截面较大,因此一定控制好线长和走向.减小电压降;为增加安全性,一般发动机,车身都要单独连到蓄电池负极搭铁.除此之外的电器件,可根据具体布置情况相互组合共用搭铁点.原则是就近搭铁,避免搭铁线过长,造成不必要的电压降.必须提醒的是信号搭铁和功率搭铁不能铆接.必须分开对待,以避免信号间的相互干扰,因为它们对搭铁的冲击是不同的.而这种对搭铁的冲击会影响较敏感的电子电器元件的正常工作.图1是某商务车的搭铁分配方式.表2是其搭铁点说明图1某商务车的搭铁分配方式专为个体设计的一I小型,壁挂式蓄电池用水设备详见插3广告汽车电器2010年第1期0表2某商务车搭铁点说明4线束的布置原则在整车线柬的布置中,可参照如下几条原则,以保证线束布置的可靠性.1)所有布置在运动件附近的线束.应该至少有50mm间隙要求.在线束最大的装配公差条件下,安装在传动系统上的线束与没有装在传动系统上的零件之间的间隙至少为19mm.在其它操作条件下,这个间隙是为了保证运动件/总成的运动的整个范围.2)2个相对运动件之间的线束必须被固定在每个部件上.并且线束的连接长度应该是比这2个零件的最大更换距离大25mm以上.3)线束和与线束不关联的相邻件之间的间隙最小为6mm,除非线束已经被固定在这个部件上,或者线束与附近的运动件之间已经有遮挡物.4)为了保证线束上相关的橡胶堵塞功能正常,堵塞的安装孑L必须满足下面的要求:对于直径大于40mm的孔,需要使用最小翻边高度为3mE的翻边孔,翻边方向需要密封,除非特定条件下,不要求翻边.沿着孔的半径大于堵塞:fL6mm以内的钣金表面必须平滑.堵塞孔边缘必须没有损坏线束的毛刺.5)橡胶堵塞应该设计成在小于100N安装力情况下,就能完全装配到钣金孔内.6)需要手工装配,要压入座椅的线束固定件.以及那些有线夹插入的孔及槽,应该按照以下最大安装力来设计:对用手指压装的固定件,操作力为45N;对用手工压装的固定件,操作力为75N.7)线束分支必须有足够的松弛(在线束最小长度条件下大于25mm).使它们不用给连接的传感器或者其它器件增加负载.8)为防止搭铁片破坏主干上的线束,装车时线束主干上搭铁片到线束主干的最小间隙应维持在25mm.9)发电机B+线不应该布置在VRS及HALL传感器和相关线束100mm范围以内.假如线束是双绞_汽车电器201o年第1期线,布置在vRS线束100mm以内是允许的.10)杠杆定位挡块插接件的布置必须使最小的间隙大于手工装配的空间要求.11)在发动机与车身之间的线束分支点到锋利或者易磨损的边缘应该有最d10mm间隙(在发动机正负5.的运动情况下).这个间隙要求的条件是在线束的最大装配公差范围内以及线束没有固定点的情况下.12)在所有的装配和动态条件下,钣金,内饰,外饰,电子仪器部件,电器元件,不能无意地擦拭或摩擦密封条.需遵守如下的规定:到门插销/挡板的间隙>9.0mm:门主要安装件到前翼子板的间隙>3.5mm:AB轮缘密封载体到座椅垫,到仪表板的间隙5.0mm:后备厢密封件到后备厢内饰板之间的间隙6.0mm;其他所有的器件8.0mm.13)可变磁阻(VR)曲轴位置传感器线束应双绞及屏蔽.线束绞距应为153mm.双绞及屏蔽到传感器连接器间的距离应在5Omm以内,离PCM插接件应在l00mm以内.屏蔽层应该用一根小于200mm的线单独搭铁到车辆底盘或车辆钣金.14)PCM/ECM到搭铁片的电源反馈线路长度应<500mm.这是为了避免电磁兼容性(EMD)的问题.15)对于利用脉宽调制控制的燃油泵的限制逆流/防逆流燃油系统,在PWM控制器和燃油泵/传感器总成之间的线束距离不应该超过4m.16)转速传感器连线和喷油器连线要走不同的路径,而且它们双绞间距要不同,以防止连线之间的电容和电感耦合干扰.此外,转速传感器连线要屏蔽到搭铁,以阻止来自外部的电容干扰.17)传感器和执行器线束(包括车身大电流线束,如车灯,喇叭等)应走不同路径,尽量使执行器和传感器线束成交叉状态,而不要成平行状态.走线避免急转弯.线束必须采用保护措施,能够防喷水.5结束语在某款商用车的整车线束设计中,我们采用了上述的原则进行设计.设计开发出的新产品车型通过汽车试验场45000km道路可靠性试验以及国外EMC验证后,整车电气系统未发生任何故障,电线束连接件均工作正常,选型设计合理.参