汽车电线束的设计.doc

汽车电线束的设计 一汽集团公司技术中心轿车部电气室 任凤文 2003-06-28随着人们对汽车安全性、舒适性，排放和经济性要求不断提高，电控单元在汽车上的应用势必越来越多，电控单元间的数据交换也越来越复杂。这就要求电线束的设计必须具备优质的数据传递能力，而且要节省空间，减少汽车的自身质量。设计人员对汽车电线束的重视程度甚至比对电器件的重视程度还要高。1汽车电线束的传统设计电线束在整车中的作用是将电气系统的电源信号或数据信号进行传递或交换，实现电气系统的功能及要求。11 电线束的设计流程确定整车电气功能，并给出相关要求确定整车电气负荷，并给出相关特殊要求求绘制整车电气原理图及线路原理图进行整车电源分配（含搭铁线）确定导线（含型号、线径、线色）、线束保护、线束固定及线束过孔分配保护装置所含回路并逐一确定容量绘制二维线束图绘制三维线束布置图以三维线束布置图为依据，对二维线束图进行尺寸校核认可并投产不合格合格图1 汽车电线束设计流程111 电线束的设计流程见图1。图1只给出了线束设计流程的原则，对其详细解释如下：a由电气总布置人员提供整车电气系统的功能，电气负荷及相关的特殊要求，电器件的状态、安装位置，线束与电器件对接的形式。b根据电气功能及要求，绘制整车电气原理图及线路图。c根据电气原理图对每个电气子系统及回路进行能源分配，其中包括电源的搭铁线。d根据各子系统电气件的分布情况，确定线束的布线形式，每根线束连接的电器件及在汽车上的走向；确定线束的外保护形式及过孔的保护；根据电气负荷确定熔断器或断路器；再根据熔断器或断路器的容量确定导线的线径；根据电器件的功能，依据相关标准确定导线的线色；根据电器件本身的接插件确定线束上与其对接的端子和护套。e根据整车可装配熔断器及附加熔断器的数量，划分各路熔断器所带的负载，并根据负载的容量及形式，确定熔断器的容量(含断路器和易熔线的确定)。f绘制二维线束图和三维线束布置图。g根据经核准的三维线束布置图，校核二维线束图，二维线束图准确无误方可发图，经认可后试制、生产。112 线束设计过程中除要按上述流程进行外，还有很多因素必须考虑。a线束的安全性、可靠性要好，具有可修复性，不可造成热聚积。b电气性能要好，走向尽可能短，只要满足机械强度可使用更细的导线，以降低线束质量。c尽量远离热源，要防水、防腐蚀，避免摩擦，易发生碰撞的线段采用软保护。d可生产性要好，比如：加防水胶、套胶管要容易。e尽量采用模块化设计，比如：一个子系统尽量要设计到一根线束上。12 电线束的设计121 整车电源分配及线路保护装置的确定为了保护汽车的线路和各种电气设备，需要使用各种保护装置，主要有熔断器、断路器和易熔线。这些保护装置在线路短路时立即熔断，防止线束烧坏，起到保护电气部件的作用；在用电设备发生过载时，在一定时间内保护装置断路，也能起到保护电气部件的作用。1211 熔断器熔断器一般分为快动作式熔断器和慢动作式熔断器，两种形式的熔断器其熔断参数差别较大，同一熔断值的不同熔断器所保护的导线线径不同，如：3OA的慢动作式熔断器可保护3.0mm2的导线，而30A的快动作式熔断器可保护2.0mm2的导线。快动作式熔断器的主要部件是细锡线，它封装在玻璃管、陶瓷管或片式塑料板内，按此封装结构现有3种形式即玻璃管式、陶瓷管式和片式。其结构见图2。片式熔断器结构简单可靠、耐振性好、易检测。一个熔断器可以只保护一条线路，也可保护很多线路，多的可达10条以上。究竟哪几条线路由一个熔断器来保护，其分配的原则如下： a. 同一性质的负载分配到同一个熔断器，即电阻型与电感型的负载尽量避开使用同一个熔断器。如：红旗轿车上的几个雾灯都归到一个熔断器来保护；同一侧的后尾灯与前停车灯归一个熔断器保护；功率不大的汽车室内所有灯和牌照灯都由一个熔断器保护；压缩机、继电器和空调电动机等感性负载由一个熔断器保护。b为电控单元提供电能的线路最好使用单独的熔断器，以防止其他负载影响电控单元的工作。c电控单元控制的执行器或传感器所需电能的线路保护，最好不与常规用电器件合用一个熔断器。如：喷嘴、炭罐电磁阀、油泵、氧传感器的加热器件、点火线圈等主要电气部件一定要慎重考虑线路的保护措施。红旗CA718OAE型轿车就是将前4件由一个熔断器保护，后1件与发动机电控单元的点火供电合用一个熔断器。慢动作式熔断器实际上就是锡合金片，其容量的大小决定其结构的厚薄或宽窄。由于其有宽度和厚度，要熔断它需要比快动作式熔断器的时间长。这种结构的熔断器一般串接到感性负载的电路中，如电机电路，而不布置在中央配电盒当中。如果中央配电盒的空间允许也可与快动作熔断器集中到一起，也可将其安装在独立的电源盒内，如红旗轿车的保护水箱风扇电机的熔断器和ABS使用的熔断器。1212 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，其结构示意图见图3。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。新型的断路器用正温度系数的PTC固体材料作为过流保护元件，其结构坚固不易损坏。当电流或温度高于某一特定值时，其电阻呈指数增加，可达几十兆欧，电路内的电流被限制在几十毫安之内，相当于线路断开；当温度降低，PTC保护片的阻值几乎为零，电路被自动接通。当PTC过流保护元件“起跳” 后，由本身流过微弱的几十毫安电流使其发热，维持高阻状态。只有当故障排除，等PTC过流保护元件冷却以后，元件才能重新接通，避免了反复起跳造成电路的损坏。这种保护元件的最大优势是当故障排除后自动接通，不需人工调节和拆换。但其成本较高，因此它通常只用于影响行车安全的电路中。例如：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。红旗轿车在车窗控制电路中就使用了断路器，该断路器具体参数见表1。表1 红旗轿车车窗断路器技术参数额定电流切断时间/s（2倍额定值）重新接通时间/s（额定电压带载）3014303520816351510203512613355517201213 易熔线易熔线是另一种形式的线路保护装置，它实际上就是一小段标准的铜绞线，其线径通常要比所保护的导线小很多，但在它的表面有比较厚的不易燃烧的绝缘层，所以看起来要比同规格的导线粗。易熔线在它和被保护线路的接头处装有标牌，注明“熔线”，以便于识别。10年前，易熔线使用的较为普遍，特别是日本车喜欢在蓄电池直接引出的线路中靠近蓄电池敷设易熔线。甚至将熔断器或断路器布置得较隐秘，且认为较重要的线路中敷设两道保护，易熔线为第1道，熔断器或断路器为第2道。将易熔线敷设在较方便拆卸的位置，让电流先通过易熔线，再通过熔断器或断路器。线路发生过载时，由于易熔线的阻值大于该回路导线阻值，易熔线先熔断，从而保护了线路，也保护了不易拆卸的熔断器或断路器。可见易熔线保护了熔断器或断路器。1214 熔断器和断路器容量计算及确定第1种方法：根据每一路用电器的最大连续工作电流计算熔断器的容量。在确定容量时，通常要比计算出的熔断值高出一个等级。如：红旗轿车远光灯的功率为60W，计算出最大连续电流值为5 A，但确定其容量应选为10 A。按此方法逐一将整车的熔断器确定好。第2种方法：根据每一路的最大工作电流来选定熔断器的额定容量，其关系式为：熔断器额定容量=电路最大工作电流80如：红旗轿车的2个前雾灯为55W，1个后雾灯为21 W，其最大工作电流为ll A， 用此关系式计算出该路熔断器的容量为13.7A，圆整为15A。汽车上有许多感性元件，其自感电动势产生的峰值电流远远超过稳态时的连续工作电流。在选取熔断器时，其容量不应小于最大连续工作电流。如：红旗轿车的25号熔断器所带的负载为：点火线圈(工作电流为7 A)、节流阀体电动机(工作电流为4.6A)和微机的工作电源(工作电流为700 mA )，计算出最大工作电流为12 A，按上式来确定熔断器的容量应取15 A。由于熔断器在短时间内可以承受很高的峰值电流，也就是峰值电流可以在短时间内超过熔断器的容量，因此感性元件回路中选取熔断器额定容量时，自感电动势产生的峰值电流可不予考虑。再以前照灯电路为例，当前照灯第1次接通时，由于灯泡温度低，灯丝电阻值小，会产生一个很高的冲击电流，随着温度的升高，灯丝阻值增加，电流减小。因此在确定熔断器的容量时，可以只考虑最大工作电流，忽略第1次接通时电流的冲击。片式和陶瓷管式熔断器的容量和颜色通常有标准规定，各国的标准有所不同。表2给出了德国的相关标准。表2 德国片式和陶瓷管式熔断器容量和颜色规定类型容量(A)颜色片式3紫片式4粉红片式5浅棕片式7.5棕片式10红片式15蓝片式20黄片式25自然白片式30绿陶瓷管式5黄陶瓷管式8白陶瓷管式16红陶瓷管式25蓝熔断器不仅要保护线束还要保护用电设备，因此选取熔断器的容量值也不要太高。例如：刮水器电路中的熔断器，其值选取如果太高，只能在线路短路时起保护作用。当刮水器摆杆发卡电动机堵转，造成电流过大时，熔断器便起不到保护作用了。有的国家在线束设计时，还在蓄电池正极与供电线路之间加一个大容量的熔断器，用以保护由于供电线路短路或线束连接有误造成的短路。大容量熔断片要根据具体情况选取不同容量，一般为50、100、150A。南韩车喜欢采用这种设计思路。上述工作进行完毕，可提交一份整车电力负荷分配表。表3是红旗CA7180AE型轿车的电力负荷分配表。表3 红旗CA7180AE型轿车的电力负荷分配表序号熔断丝号容量/A供电方式所带负荷功率或电流阻性元件感性元件1Si11575电前后雾灯（3个）21W+55Wx22Si21530电报警灯（4个转向灯）21Wx43Si32530电制动灯21Wx2ABS(2Ax4+60A)max喇叭5Wx24Si4530电前点烟器/后点烟器10A/10A收发机电源（含扬声器）25Wx4+20Wx2行李箱灯5W室内灯5Wx3阅读灯10W5Si6530电右后尾灯（2个）（5+10）W右驻车灯4W6Si7530电左后尾灯（2个）（5+10）W左驻车灯4W7Si81030电右远光灯60W远光指示灯2W8Si91030电左远光灯60W9Si101075电右近光灯55W10Si111075电左近光灯55W11Si121515电前雾灯开关位置指示灯1.2W后风窗除霜开关位置指示灯1.2W倒车灯21W12Si132015电油泵电动机6A4个喷嘴1Ax4O2传感器2.8A炭罐电磁阀0.8A13Si14530电牌照灯（2个）5Wx2发动机室照明灯10W前后点烟器照明灯（2个）调光电阻出端1.2W烟灰盒照明灯调光电阻出端1.2W收放机位置灯调光电阻出端1.2W鼓风机开关位置灯调光电阻出端1.2W杂物箱照明灯1.2W14Si152575电刮水电动机20A（max）46A（常用）洗涤泵3A左右转向灯（任2个）21Wx2高速继电器线圈0.2A15Si163075电后风窗除霜加热器13A16Si173075电压缩机50W压缩机继电器线圈0.2A风扇继电器线圈0.2A空调鼓风电动机27A17Si192030电电动门锁4Ax518Si251515电点火线圈及驱动器19Si261515电仪表20Si30530电ABS（ITT公司产品）（静态）21Si3050冷却风扇电动机50A双速（每速一个）max12030电电动门窗6Ax4122 线束模块化设计的划分及附件的确定汽车上的电器件几乎遍布于汽车的每个角落。将这些电器件连接起来就靠电线束来体现。电线束在设计过程中如何进行模块化设计，并将走向设计得十分合理；每根电线束所接的电器部件与电气子系统的功能作得协调一致；所用附件选取的正确无误；还将线束的制造工艺体现得正确、完美，这就体现出线束设计师的水平及能力。1221 中央配电盒中央配电盒是多功能电子化控制器件，它几乎将全车的熔断器、断路器、继电器集中为一体，可以说它是整车电气、电子线路的控制中心。汽车上安装中央配电盒，做到了集中供电；减少了接线回路；简化了线束；减少了插接件；节省了空间；减轻了整车质量；又降低了线束成本。与中央配电盒对接的线束插接件与其对接的插拔力要求非常严格，保证接触电阻几乎为零。它还有良好的散热、导电、抗干扰、绝缘等性能。由于线束与其对接的护套及端子是专用器件又有颜色加以区别，既不至于造成误插，又能加快生产的节拍，适合集团化、批量化生产。如红旗轿车的中央配电盒，它的设计非常巧妙，在内部有3层覆铜板。各层铜板间都有符合要求的绝缘层，各继电器、熔断器及引出端，按线路要求与不同层铜板相连，只要线束与其对接，便可获得电源；也可使信号延续或放大。红旗轿车用中央配电盒的结构及外形见图4， 背面与线束对接方式见图5， 中央配电盒内部接线见图6。1222 确定线束走向，合理分段设计电线束的分段式设计，就是根据电器件的类型和在汽车上的位置，将电线束分成若干根。因为将整车电器件用一根电线束连接起来的整体设计给制造、装配都带来很多不便，当今世界范围内轿车电线束，一般都设计成H 型、E 型，简单一些的设计成T型，H和E这2种类型的示意图见图7。下面举几个实例加以说明。红旗轿车的蓄电池安装在后座椅下面右侧，中央配电盒布置在前挡风玻璃下部水槽内的左侧，起动机及交流发电机安装在机舱内发动机右侧。为将电源系统构成一个整体，将电源电线束由蓄电池开始，经车身地板右侧至前围板内分为2支。一支从前围板过孔至发动机舱与起动机电线束和交流发电机线束连接，达到蓄电池与交流发电机的并连，起动机的电源从蓄电池直接供给。在右侧纵梁将这3根线束用螺栓按规定的拧紧力矩在电源盒里连接为一体，这样可使交流发电机、起动机的线做到最短，线路压降最小。另一支沿前围板向左与中央配电盒相接，为中央配电盒提供电源。按此方法将该线束设计成T字型结构。再以红旗轿车外部照明灯和信号灯电线束的布置为例，来说明同一功能的电器件，不一定非要设计到同一根线束当中，这样设计的电线束会相当长，相当复杂。将前、后两部分灯的信号线分成2根线束。前部照明灯归于发动机室左线束而后部信号灯的连接归到车身线束。发动机室左线束从驾驶室的左侧穿过前围板， 顺着左前纵梁，将沿路电器件连接，再顺着保险杠骨架，给各个前照灯和信号灯提供电源。车身线束从驾驶室的左侧贴着地板，穿过后墙，先分开一支接汽油箱传感器。然后再分开2支，一支顺着行李箱左侧围，分别给后尾灯、转向灯、位置灯供电。另一支穿入行李箱盖，分别给倒车灯、牌照灯、雾灯供电。红旗轿车的电动门锁及门窗2个系统的控制器件由一根电线束完成，设计成了H字型结构。图8是目前红旗轿车电动门锁及门窗电线束的布线。该线束设计虽然较复杂，但体现了两种设计思想：一是按功能连接，将2个系统的所有电器件全部连接到该线束中；二是连接门内板里的所有电器件。虽然该线束复杂一些，但避免了同一门内板里敷设2根或更多根线束，既不好装配又使线束变得零乱的现象出现。但这也不是最佳设计，目前正在将门内板的所有电器件单独作成一根线束，在汽车的2个A柱及2个B柱与车内电线束由护套对接起来。采用这种方法，既解决了门内线束与驾驶室里线束是一个整体，在汽车检修拆卸，车门时的不便，也解决了拆卸时可能将线束外保护层破坏的问题。国外轿车现已发展到将发动机上的线束作为随发动机同步分装的附件，装发动机时将线束敷设好，装配好发动机后再与相关线束对接。新开发的红旗轿车也采用了这种方式。这种结构虽然造成插接件增多，潜在的故障点增多，但可在选取插接件时给予特别的重视来加以弥补。护套要选取带旋紧且能卡牢的结构；端子要选取头座的接触电阻最小、插拔力最大的结构。这可能给设计带来一些麻烦，但却换取了维修或更换发动机的方便。模块化设计的电线束优点很多，如：线束的设计图纸简单，易于阅读和绘制；一根线束内导线颜色不易重复，同一根线束中可采用不同方式加以保护；适合批量生产；节省装配工时；某段线损坏更换容易，维修也方便。但采用模块化设计的线束增加了导线间的相互连接，必须将连接端子上的电阻降为最小，插接件间拉拔力要足够大，还要考虑整车的电源分配，如红旗轿车上采用了T型支架固定电线束间的对接护套。用中央配电盒合理地将不同类型的电源及信号，通过插接件分配给各个电线束。1223 选取导线a根据环境选取导线的类型 汽车线束中的导线通常使用多股绞合铜电线，导线的绝缘层仍为PVC绝缘塑料。汽车上一般都选用这种薄壁绝缘层多股绞合铜导线作为低电压信号的传输。 线束设计时选用的导线必须考虑其所处的环境及功能。例如：发动机周围环境温度高，腐蚀性气体和液体也很多，此时，一定要使用高于150的耐高温导线。行李箱盖上的导线要在低温下保持其弹性，要选用冷弹性导线保证低温下正常工作。转向柱上使用的导线一定要耐磨，耐切割、胶合力高。自动变速器上的导线一定要耐液压油、耐高温，其温度稳定性要好，可在一55150环境温度下正常工作，甚至有的还要在导线线心内充满硅材料，防止毛细现象。增压发动机上传感器一定要使用耐200高温的导线。ABS总成线要使用耐l50200高温，外保护绝缘层硬、耐磨、但线心要大于133根的胶合导线，以便增加线体的柔韧性。制动蹄片线由于其处在车轮附近，经常遭到泥水、沙石的飞溅，必须使用外部有较厚、耐磨的橡胶材料的导线。还有一些特殊导线，如：动力线即起动机线、交流发电机输出线、蓄电池线，由于其功能的特殊要求，必须承受大电流，所以要求其绝缘层的散热性好。特别是起动机、交流发电机都处在发动机舱内的高温环境下，离排气管又近，要求其绝缘层一般要达到耐200高温，甚至更高。导线上的电压降还要求相当低，为满足这么多的性能要求，一般都采用特殊导线。 汽车上的电控产品增加，微弱信号增多，为保证数据传递的可靠性，一般是采用屏蔽线加以保护。传统的屏蔽方法是在导线外加一层编织线，但也只能防止100 MHz以下频率的干扰源。现在已有新的防干扰屏蔽线诞生。新型屏蔽导线在铜胶合外层多加了一层高分子滤波线层，再外层才是编织层。其原理是靠分子相互运动将高频干扰波作为能量吸收，再变成热量散发出去。一般的干扰由外层的屏蔽线起作用， 高频段的干扰由滤波线层起作用。要防止电磁干扰对微弱信号的影响，在设计过程中有2种因素必须加以考虑：一是对屏蔽线路要做到整体屏蔽， 即屏蔽要连续。二是要对整个回路加以屏蔽，即信号的正、负端都要屏蔽。而且正、负信号线还要作在一个屏蔽层中，所以一般都采用两心或更多心线的屏蔽线国外对汽车电线束的要求越来越严格，特别是德国，在绿色环保运动的要求下， 汽车报废后， 所有的东西都要回收，所以德国要求不能用PVC导线，而使用了一种叫Duralite汽车导线，专为高性能汽车设计的，它由坚固的聚酯材料制成，比传统的PVC导线或铰链聚乙烯导线具有质量轻、体积小、纵向强度高的特点。目前国外汽车导线的发展趋势是减少主机厂的供货厂商，减少采购部门，一些配套厂变成了主机厂的研究开发单位，这会缩短开发周期，更主要的是对汽车线束的原线品质具有可控性，从而保证了汽车电线束的整体品质提高。b. 选取导线截面积应按照加载后产生的电流进行选择。这就要求在小的电压降和轻的线束质量之间做出最佳选择。国外一些厂家经过大量试验总结出了各种电路的电压损失，在线束设计时作为确定导线截面积的参考，甚至是计算的依据。表4给出了典型电路允许最大电压损失的相关参数。表4 典型电路允许最大电压损失电路负载线路最大电压损失端子和线路最大电压损失灯电路15W0.10.6灯电路15W0.30.6充电电路额定值0.50.5起动电路最大在200.50.5起动线圈输入端1.51.9其它电路额定值0.51.5通常传送到零部件的电能应该不小于系统提供能量的9O(即电压降损失小于lO)，如果系统使用24V电压系统，则表4的值应增加l倍。导线截面积可按如下公式计算式中： I-电流，A； P-用电设备的功率，W ；Us系统提供的电压，V； Ud-允许最大电压降损失，V； -铜电阻率（约为00185mm2/m）；L-导线长度，m；A-导线截面积，mm2 。红旗轿车前照灯近光灯丝的功率为55 W，系统电压为l2 V，计算出电流值为4.6A。前照灯的供电端到灯丝的距离为5m，根据表4给出的线路允许最大电压损失为0.3V，计算出导线截面积为1.4mm2。如按表4给出的端子及线路允许最大电压损失为O.6V，计算出导线截面积为O7 mm2。为了避免温升对线路的影响，计算导线截面积后，还要根据该器件所处工作环境温度下连续工作时的电流密度并经校核后，才能最后确定导线的截面积。因为随温度的升高，导线的载荷能力在下降，博世(BOSCH)公司归纳出汽车用不同规格的铜导线承受电流的相关数据见表5。表5 汽车用铜导线规格及相关参数（单芯，未镀锡，PVC绝缘）标称截面积/mm220时每米电阻/（m/m）导体最大直径/mm电缆最大直径/mm允许连续电流（近似值）/A允许电流密度/（A/mm2）30时50时0.537.11.02.3117.8100.7524.71.22.51510610118.51.42.71913.5101.512.71.63.02417.0102.57.62.13.73222.71044.712.74.54229.81063.143.45.25438.36101.824.36.67351.86161.166.08.19869.66250.7437.510.212991.64350.5278.811.51581124500.36810.313.21981404700.25912.015.52451743按表5的规定对计算出的2种截面积进行校核：其公式为P=IA。 截面积为1.4mm2的导线的电流密度为：3.3Amm2 ； 截面积为0.7mm2的导线的电流密度为：6.6Amm2。可见，这2种截面积的导线，其电流密度都在允许的范围内。综合多方因素，并折中考虑将这段导线截面积圆整为lmm2。c. 选取导线颜色 导线的颜色代号及选用的顺序在ZB T35 002 汽车用低压电线的颜色中已作规定，并在GB 9328 公路车辆用低压电缆(电线)中对双色线的组合也作了规定。选用顺序以单色线为主，选用双线色时以组序在前的为优先级。红旗系列轿车电线束的设计，目前遵循的是德国大众公司的标准，其中导线颜色的标准见VW 75130，它对各个子系统电器件使用的电线颜色作了详细的规定，表6列出了其中的一部分。表6 德国大众公司对汽车电气系统使用导线颜色的规定电气系统主色线副色线蓄电池（正），起动机（30）黑蓄电池打铁（负）裸线直接连接蓄电池的各电器件红点火开关行车档所带负荷（15）黑点火开关辅助档所带负荷（75）黑黄点火开关起动档所带负荷（50）红黑控制系统所带负荷的电源线（15）黑白依照表6中的规定，无论是线束的设计还是制造都有章可循，而且还方便汽车检修时对线束的查找。d. 选取插接件和护套 绝缘护套的作用一是将插接件进行绝缘；二是利用护套的限位自锁对插接件定位，防止对接时插接件产生轴向运动；三是保证与电器件的良好对接。护套既可与电器设备对接，又可相互连接。近些年绝缘护套发展很快，其结构在不断改进：增加了防水措施，不同结构采用了不同的防水橡胶密封塞，有的是整体密封， 有的是单孔密封；增加了护套对接后的卡锁结构，使线与线间或线与器件间的接触电阻降为最小；增加了护套的挂接结构，使护套的固定更为方便，也避免了由于护套无固定而产生的噪声；增加了护套的压线盖，以保证护套中插入的插接件尾部压接的导线不在护套根部时出现不必要的晃动，以减少导线的剪切力，提高线束的品质；插接件改进成双弹簧式的结构，从而增加了对接后的接触压力，减小了接触电阻。护套的这些技术改进既给线束设计者提供了更充分的选择余地，也为提高线束的品质提供了可靠的保证。线束上护套的结构要根据电器件的护套及其所处的环境，选择合理的密封形式；在没有对护套固定的位置处，还必须考虑使用带有挂接结构的护套。如与发动机舱内电器件对接的护套， 应选择带防水橡胶密封塞的。防水的形式是用整体式的还是用单孔式的取决于电器件的结构。由于单孔式较整体式防水橡胶密封塞的护套有更大的优越性，它对单根电线进行密封可使装配及维修更加灵活，可靠性也大大提高。在条件差的环境中应优先选用此种护套。而在驾驶室对接的护套，可不必采取防水措施。线束与线束对接还要根据位置及固定方式合理选择护套结构。如红旗系列轿车，线束对接基本上集中在继电器支架上，这就要选用与继电器支架相匹配的长方形护套。而发动机室左电线束上与雾灯电线对接的护套，其固定结构是一种圆形夹子，因此必须选用能卡到夹子里的圆形护套。选用同一种护套时其颜色一定要有区别，特别是在同一根线束中选择同种类型的护套是不可避免的，但如果使用颜色加以区分会给线束的制造、装配和维修带来很大的方便，在红旗轿车上突出体现了这一点。此外，线束与线束对接的一对护套一定要选用相同的颜色，避免装配和维修时出现对接错误。在中央配电盒上集中了大量的对接护套，为设计中央配电盒接口的方便并满足规范的要求，中央配电盒与线束对接的护套只设计了很少的几种规格。为避免线束与其对接时发生混淆，同一种护套便采用不同颜色加以区分，这样就解决了制造和装配间的矛盾。另外基于汽车外观的整体协调性，在发动机舱内应优先选用黑色或深色的护套。选择插接件时主要是根据选用的护套进行匹配。设计时应注意以下几个问题： 插接件要优先选择接触电阻非常小的双弹簧式的结构； 保证插接件与护套间的合理匹配； 针对压接电线的截面积选择合适的插接件； 对于单孑L橡胶密封塞的护套，要选择尾部能压接橡胶密封塞的插接件。汽车线束上有许多搭铁用的圆形孔式插接件，还有不带护套的裸露插接件。传统的处理方法是在压接前将塑料或橡胶套套入导线，压接后，再将塑料或橡胶套套入插接件的尾部。长期使用，塑料或橡胶套易从插接件上脱落。当保护套脱落后， 可使有害的液体侵入到导线的内部甚至深部。许多国家早些年就开始着手解决此问题，美国的瑞侃公司在20世纪60年代就研究开发出了“形状记忆” 产品即热缩管，即将塑料或聚合物先成型为管状、交链(即用高能电子束对其进行辐照，改善其性能)、加热、再扩展成型。使用时，先将热缩管套入导线，插接件与导线压接后将热缩管套入插接件的尾部；再将热缩管加热，加热后的热缩管便被激活其“形状记忆”，即回复到扩展前的小管径尺寸，而且在热缩管的内壁有一层胶，胶层及小管径的热缩管便将插接件与导线紧紧地连接成一体。这便解决了上述问题， 保证了线束的品质。e. 电源的搭铁设计和导线的集中压接 电源的搭铁设计是非常重要的，它直接影响着信号的正常传递，如果搭铁不合理可能会造成信号的减弱。一般情况下，控制器与为控制器服务的传感器的搭铁，不应与汽车常规电器件、特别是汽车上的电感器件的搭铁合为一体。图9所示的接法会使控制器(ECU) 的搭铁端留有残余电压，图l0的接法是正确的。弱信号传感器的搭铁最好独立，搭铁点最好是在离器件较近的位置，以保证信号的真实传递。带有绝缘漆层的搭铁位置一定要加以去漆处理，最好在车身钣金件上焊接排式的焊接螺母，多根线束的搭铁都可在此处连接。这样即解决了多处搭铁零乱的问题，又解决了多处搭铁位置对绝缘漆层进行处理的复杂工艺。这种处理方式有可能出现线束搭铁的引出点不十分合理的现象，这些相互矛盾的问题可根据具体情况采取不同的搭铁处理方式。线束在设计过程中导线的集中压接绝不能忽视。压接点的选择第一要满足线路原理的要求；第二要考虑线束的分支是否从此压接点处经过；第三还要考虑导线的走向，应以最短为宜。图ll就是一个线束压接点设计不合理的实例。其不合理处有3点： 压接点过于集中，可能在这些点处同时流过电流，造成电流过于集中，使线束过热。过热点处出现绝缘层的老化、龟裂，时间长久可能会使线束短路，造成烧线。 在100 mm长的线段中合股压接5处，而且每处压接的导线还很多，工艺上实现起来相当困难，甚至是不可能的。线束中的合股压接一般是压接点相隔应在20 mm以上。 ll8 导线一端是从830 mm-N：的线段连接电器件，另一端连接到830 mm长线段左侧支线的电器件上，根本不从此处压接点经过。线束内部压接，还要在压接处加以保护，对于要求严格的线段，压接后用热缩管套入，最大直径的热缩管可连接50根电线。此热缩管在加热几秒钟后，其内层的聚烃胶便会渗入到每根导线当中，从而起到了万无一失的保护作用。f. 导线的外保护 导线组成电线束有多种多样的结构形式， 最普遍的一种是使用PVC胶带将线束捆扎起来，这种结构具有柔性，便于布线，一般在仪表板及弯脚较多的地方使用。第2种方式是采用塑料粘接将导线一根一根排起来，如图12所示，此方法可将线束作成扁平结构，易于穿过狭窄区域，如地毯下或内饰里。红旗轿车在天棚内就采用了此结构的线束，方便了内饰板与车身金属板的配合。第3种方式是将线束放在PVC套管内，此结构的最大优点是耐磨，如果密封胶的效果好还起防水作用。这种结构的线束一般使用在发动机舱内，如在高温热源附近还应使用耐高温的PVC套管。红旗轿车发动机舱内的线束就使用了这种结构，而且在排气管附近的起动机和交流发电机电线束上使用了耐200高温的PVC套管，对线束加以保护。图13展示了整车的线束布置，该示意图并不能完全体现线束的复杂程度，因为线束之间和线束与器件间的连接还未给出。单就红旗基本型车的电线束就比图l3中给出的要复杂得多。可见，随着轿车电气控制系统的不断增加，汽车电线束的复杂程度也会越来越高，其故障的几率也越来越多。这就给汽车电气设计人员提出了新的课题，即如何简化电线束、减少汽