当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

汽车线束设计及线束用原材料


设计!研究

!"#$%&!’"#"()*+

汽车线束设计及线束用原材料
谷孝卫 (河南天海电器(集团)公司线束研究所,河南 鹤壁

*’)""")

摘要:对汽车线束电源分配、车身线束三维布局、插接件和导线的选取 、 线

束 外 包 扎 和 固 定 方 式 等 设 计 原 则 进 行介绍,重点分析线束用导线、密封件、固定扣和各种包扎管、胶带等原材料的性能及选用原则。 关键词:线束;设计;材料 中图分类号: +*#%,#!",! 文献标识码: 文章编号: &""%$)#%( (!""# ) &"$""&#$"*

!"#$%& ’( )*+’,’+$-" .$/$&% 01/&"## 1&2 3+# 415 61+"/$17#
.+ /0123450
(65717 8017910 :;5<=>0<

?.>2@AB

C2>A,D 65E0 *’)""" , C9071 )

)8#+/19+:

895 1@=92> 07=>2F@<5G F5G0H7 A>07<0A;5G 2I A245> F0G=>0E@=027D %J ;1K2@=D G5;5<=027 2I <2775<=2>G 17F

<1E;5GD A1<L07H 17F I0M07H 2I 1@=2N2=0O5 40>07H 91>75GGD I2<@G07H 27 A5>I2>N17<5G 17F =95 G5;5<=07H A>07<0A;5G 2I >14 N1=5>01;G I2> =95 <1E;5GD G51; <2NA2757=GD I0M07H <;0AGD A1<L07H A0A5G 17F =1A5G, ;"< 5’/2#: 40>07H 91>75GGP F5G0H7P N1=5>01;

汽车线束是汽车电路的网络主体,没有线束也就 不存在汽车电路。随着人们对汽车的安 全 性 、 舒 适 性、经济性和排放性要求的提高,汽车线束变得越 来越复杂,但车身给予线束的空间却越来越小。因 此,如何提高汽车线束的综合性能设计便成为关注 的焦点,而且汽车线束制造厂家不再单纯地搞线束 后期设计和制造,和汽车主机厂家联合进行前期开 发成为必然的趋势。笔者根据几年来从事线束设计和 制造的经验,谈谈线束的一般设计流程和设计原则。

灯电源、安全气囊电源等。

9= 发 动 机 起 动 时 卸 掉 负 载 的 电 源 ( 一 般 称 为
。这部分电器件一般所带的负载较大, -CC 电 源 ) 且在汽车起动时不必工作。一般有点烟器电源、空 调电源、收放机电源、刮水器电源等。

,./

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。

,./., , ,-,
整车电路设计 电源分配设计 汽车的供电系统设计是否合理,直接关系到汽 车电器件的正常工作与否和全车的安全性,因此世 界各国的汽车线束设计出发点基本都是以安全为 主。整车电气系统基本上由 % 个部分组成。 。 1= 蓄电池直接供电系统 (一般称常电或 %" 电) 这部分的电源所接负载一般都是汽车的安全件或重 要件,主要目的是在为这些件提供电能时尽量少的 加以控制,确保这些件即使汽车发动不起来也能短 暂正常工作,以方便到站点维修等。如:发动机

熔断器的选取原则

1= 发 动 机 :C+ 、 -QR 等 对 整 车 性 能 及 安 全 影 响
大,另外,易受其他用电设备干扰的电器件必须单 设熔断器。

8= 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间的干扰并不敏感。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。

9= 对于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。

2= 熔断器分快熔式和慢熔式。快熔式熔断器的
主要部件是细锡线,其中片式熔断器结构简单、可 靠性和耐振好、易检测,所以被广泛采用;慢熔式 熔断器实际上是锡合金片,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。

:C+ 及发动机传感器的工作电源、燃油泵的工作 电
源、 -QR 控制器的电源、诊断接口电源等。

8= 点火开关控制的供电系统 (一般称为 S. 档或
。这部分电器件基本上是在发动机工作运转 &’ 电 ) 的情况下才使用,取自发电机的电源,避免了为蓄 电池充电时争电源的可能性。如:仪表电源、制动
收稿日期: !""#$"%$&’

"= 电阻型的负载与电感型的负载尽量避开使用
同一个熔断器。

作者简介:谷孝卫 (&()"$ ) ,男,毕业于河南机电高等专科学校汽车专业,一直从事汽车线束的研究开发工作。

!"

《 汽车电器》 !"" # 年第 $% 期

’()*+,"-()(./01

设计"研究

!" 一般根据电器件的最大连 续 工 作 电 流 计 算 并
确定熔断器容量,可按经验公式:熔断器额定容 量 ! 电路最大工作电流 "#$% (或 &$% ) 。

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,确保系统安全工作。

%" 无线电系统为避免干扰,也要单独搭铁。 &" 弱信号传感器的搭铁最好独立,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。

!"#$#

断路器

断路器最大的特点是可恢复性,但其成本较 高,使用较少。断路器一般都是热敏机械装置,它 利用两种金属的不同热变形,使触点开闭或自行接 通 。 新 型 的 断 路 器 , 使 用 ’() 固 体 材 料 作 为 过 流 保 护元件,它是一种正温度系数的电阻,根据电流或 温 度的高低断开或接通。这种保护元件的最大优势 是当故障排除后能自动接通,不需人工调节和拆换。

’" 其他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。

!" 蓄电池负极线、发动机搭 铁 线 等 因 导 线 截 面
较大,因此一定要控制好线长和走向,减小电压 降;为增加安全性,发动机、车身一般要单独连到 蓄电池负极搭铁;

!$#$%

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!* +)熔断,从 而切断电源,防止产生恶性事故。易熔线也是由导体 和绝缘层构成,绝缘层一般为氯磺化聚乙烯材料, 因为绝缘层较厚,所以看起来比同规格的导线粗。 易熔线一般接在蓄电池直接引出的电路中。易 熔 线 的 常 用 的 公 称 截 面 有 $,- ../、 $,* ../、 $,&*

(" 搭铁方式:一是通过孔式接头搭铁,此法一
定要在接头的尾部烤上热缩管绝缘;二是通过内部 短接的护套直接搭铁。

#

线束三维布局走向设计 此流程主要是模拟仿真不同区域的线束走向、

直径,考虑线束过孔的密封和保护,模拟线束的固 定 孔 位 和 固 定 方 式 等 , 如 图0所 示 。 三 维 布 线 用 的 主要软件有 ’:;<5 、 6= 和 )7(>7 等。

../、 0,$ ../、 0,* ../, 甚 至 还 有 # ../ 等 更 大 截
面 的 易 熔 线 。 易 熔 线 的 导 线 线 段 长 度 分 为 ( *$1* )

..、 (0$$10$ ) ..、 (0*$10* ) .. - 种。
易熔线应有明显的标志,当其熔断后,其标志仍 应存在以便于更换。易熔线的熔断特性如表 0 所示。
表) 项 目
/

易熔线的熔断特性 内 容

易熔线规格 ? ..

$,紫

$,*


$,&*


0


0,*
黄 图) 线束的固定孔位和固定方式

标记 (绝缘层颜色) 熔断电流 (经验值) ? 7 熔断时间 ? +

0*$

/$$

/*$ !*

-$$

-*$

%

插接件的选取设计 插接件是线束的核心部件,插接件的性能直接

!$%

继电器的选取设计 继电器分为电流式和电压式/种 。 一 般 根 据 用

决定着线束整体的性能,而且对全车的电器稳定 性、安全性起着决定性的作用。

电器的功率和开关的承载能力来决定是否选用继电 器。常用继电器的设备一般有刮水器、喇叭、除 霜、前照灯、雾灯、风扇、鼓风机、转向灯 (闪光 器)等。继电器 分 2 3 、 0/ 3 、 /4 3 - 种 , 常 用 的 继 电器额定电压为 0/ 3 。 选用继电器要参考的技术要 求 :!可 靠 性 好 ;

%"!

插接件的选取设计原则

#" 插接件选取要保证与电器件的良好接触,使
接触电阻降为最低,提高可靠性,优先选用双弹簧 式压紧结构的插接件。

$" 根据导线的截面积和通过电流的大小合理选
择插接件。

" 性能稳定; # 质量轻、体积小、寿命长,对周围
元器件影响小; $ 结构简单、工艺性好、成本低。

%" 发动机舱内对接的护套,由于舱内温度、湿
度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体,因此一定 要选择防水性护套。

!$&

搭铁分配设计原则

#" 发 动 机 5)6 、 789 等 对 整 车 性 能 及 安 全 影 响
大,且易受其他用电设备干扰,所以这些件的搭铁 点一定要单设。

&" 在同一条线束中若用同一种护套,其颜色一
定要有区别。

’" 基于汽车外观的整体协调性,在发动机舱中
应优先选用黑色或深色的护套。

$" 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

!" 为减少线束对接用护套的种类和数量,优先
《 汽车电器》 !""# 年第 $% 期

"能够延长蓄电池使用寿命的制水设备

详见插

广告"

!"

设计!研究

’()*+,!-()(./01

选用混合型件,使装配固定方便。

0* ! 左右。 !"# !$#$%
插接件原材料 (材质)性能分析 护套材质 (塑料件) 常 用 的 材 质 主 要 有 3!0 、 3!00 、 !"# 、 3"4 、

!" 对 于 要 求 性 能 较 高 的 安 全 气 囊 、 !"# 、 $%&
等用的端子插接件,应优先选用镀金件以保证安全 可靠性。

#" 蓄电池接头 (电瓶夹)内部为锥体,锥度为 ’() ;电瓶夹的材料为镀锡铜、镀锌铜或铅锑合金。 $" 不 同 规 格 的 插 接 件 可 承 载 的 电 流 一 般 如 下 : ’ 系 列 , ’* ! 左 右 ; +,+ 或 - 系 列 , +* ! 左 右 ; .,/ 系
列, -* ! 左右; 0,- 系列, .1 ! 左右; 2,/ 或 ),1 系列,
表) 类别 燃烧难易

33 等 , 笔 者 总 结 了 它 们 的 具 体 性 能 差 异 , 见 表 + 。
设计插件时可根据不同的需求选择不同的材质, 还可根据实际情况在塑料中添加阻燃或增强材料, 以达到增强或阻燃的目的,如添加玻璃纤维增强 等。

插接件护套材质的性能差异

3@A
容易

3"4
不易

3%
容易

!"#
容易

3!0
缓慢燃烧

33
容易

3!00
缓慢燃烧

突出缺点

密度较大, 耐酸阻燃差

冲 击 强 度 低,耐热性 差 , 耐磨性、 加 容易翘曲,需 工流动性差 热处理,成型 周期长

耐候性差

负荷变形,低 抗蠕变性 抗 蠕 变 性 能 温易脆裂,收缩 能差,抗氧 差,抗氧化性差 太 大 , 热 扭 曲 温 化性差 度较低

突出优点

综合性能较 耐磨耗,尺 好,塑料中力 寸 稳 定 性 好 , 综合性能良好 学性能最接近 电绝缘特性好 金属

较 高 的 强 度,耐热,耐 化学药品,具 有超强的易加 工性,优异的 尺寸稳定性, 有很高的耐冲 击强度,优良 的电性能

有优良的耐 有优良的 摩擦性能和耐 抗弯曲疲劳性 耐 摩 擦 性 能 磨 耗 性 能 , 抗 能好 和耐磨耗性 冲 击 性 优 于 能

3!00

和其它塑 料共混目的

减短成型周期

改善应力开 裂对缺口敏感 改善其阻燃性

克服低温冲 击强度差,提 增加抗氧性, 高 负 荷 变 形 温 度和抗紫外线 以避免被氧化 能力,改进染 色性和印刷性

增加抗氧 性,以避免 被氧化

!$#$#

端子材质 (铜件)

汽 车 线 束 常 用 的 导 线 种 类 有 日 标 ( !5## 等 ) 、 、 德 标 ( 897: ) 、美标等几大系列。 国 标 ( 657 )

插接件用的铜主要是黄铜和青铜 (黄铜的硬度 比青铜的硬度稍低) ,其中黄铜占的比重较大。另 外,可根据不同的需求选择不同的镀层。

!5## ( !5# ) 导 线 的 特 点 是 薄 皮 绝 缘 , 柔 韧 性 较
好 ; 657 的 特 点 是 绝 缘 皮 厚 , 比 较 柔 软 , 延 展 性 好;德标导线绝缘皮更薄,柔韧性好;美标导线绝 缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照 工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境 选取适当类型的导线。

& &$%

导线的选取设计 导线类型的选择 线束设计选用导线类型重点考虑线束所处的环

境和功能。例如:发动机周围环境温度高,腐蚀性 气体和液体也很多。因此,一定要使用耐高温、耐 油、耐振动、耐摩擦导线;行李厢盖上的导线要在 低温下保持其弹性,所以要选用冷弹性导线保证其 正常工作;自动变速器上的导线一定要耐高温、耐 液压油,其温度稳定性要好;弱信号传感器要用屏 蔽导线,例如爆震 传 感 器 和 曲 轴 位 置 传 感 器 、 !"# 轮速传感器等;门内线耐弯曲性要求高等。 汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导 线 , 绝 缘 皮 为 35% 绝 缘 材 料 。 线 束 用 导 线 要 有 耐 温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等 特性。

&$#

计算选取导线截面积

%" 根 据 电 器 件 功 率 的 大 小 计 算 流 通 导 线 的 电
流;长时间工作的电气设备可 选 择 实 际 载 流 量 0*; 的导线;短时间工作的用电设备可选用实际载流量

0*;<’**; 之间的导线。 &" 根据不同的工作环境和温度大小适当改变导
线的截面积。

’" 根据导线的走向、插接件的数量 (即电压降
的大小)适当改变导线的截面积。

(" 关于导线截面积的计算,也有一些专家总结
出一些经验公式=

!"# $ %>

& "!!’ $ %?

!"

《 汽车电器》 !"" # 年第 $% 期

—建电解液、 补充液厂 !投资热点——

详见插

广告!

’()*+,!-()(./01

设计!研究

式 中 : !—电 —— 流 ; "—功 —— 率 ; #!—系 —— 统 电 压 ; $ —导 —— 线 截 面 积 ; #"—允 —— 许 最 大 电 压 降 损 失; !—铜电阻率; —— —— % —导线长度。 或按下面经验公式:

可直接用海绵胶带粘在车身上。

!" 底盘线因与车体接触部位较多,因此用波纹
管包扎防止线束磨损。

"#% "#%#$

包扎用原材料的性能分析 波纹管 波纹管在线束包 扎 中 一 般 占 到 -$. 左 右 , 甚 至

!&$ ’#$%& ’ ( !" 允许流通电流与导线截面积关系经验理论值
(比按上面公式计算值偏大)如表 ) 所示。
表’ 截面积 载流量 -$. 载流量 #$$. 允许流通电流与导线截面积关系经验值

更多。主要的特点就是耐磨性较好,在高温区耐 高温性、阻燃性、耐热性都很好。波纹管的耐温在
#-) #$ 02

$F2 $F82 8 #( #-

# #>

#F2 (0

(F2 )(

0 (2 0(

)) 22

/0$1#2$ 3 间。它的材质一般分 ** 和 *4 ( 种。 *4 材
质在阻燃、耐磨方面优于 ** 材质;但 ** 材质在抗弯 曲疲劳性方面强于 *4 材质。

>F2 ##F2 #0F2 #>

82 #$2

"#%#% !
全车线束密封件 (橡胶件)的设计 汽车线束过孔时一般运用橡胶件进行过渡,以 起到耐磨、防水、密封等作用。主要分布在以下部 位:发动机与驾驶室接口处、前舱与驾驶室接口处 、四门 (或有后背门)与车厢接口处、 (左右共 ( 处) 油箱进口处。 常用的材质一般为天然橡胶、氯丁胶、硅橡 胶、三元乙丙等。 天然橡胶的特性:具有良好的弹性和机械强 度,有优异的耐曲挠性,有较高的撕裂强度和良好 的耐寒性。缺点:耐老化性不大好,不耐油和臭 氧,易燃。 氯丁胶的特性:耐臭氧、耐热老化、耐油等性 能较好,具有难燃性和自熄性;但耐低温性不好。 硅橡胶的特性:耐热性、耐寒性和耐侯性较 好;缺点是不耐油。 三元乙丙的特性:耐侯性、耐臭氧、耐热、耐 腐蚀性、耐酸碱等性能都较好,而且拥有高强度和 高伸缩率;缺点:粘接性较差,且弹性没天然橡胶 好,耐油性差。 比较而言,三元乙丙的综合性能较好,所以现 在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙材料。

*+, 管

*+, 管 的 功 用 和 波 纹 管 差 不 多 。 *+, 管 柔 软 性
和抗弯曲变形性较好,而且 *+, 管 一 般 为 闭 口 , 所 以 *+, 管主要用于线束拐弯的分支 处 , 以 便 使 导 线 圆 滑 过 渡 。 *+, 管 的 耐 热 温 度 不 高 , 一 般 在 &$ 3 以下。

"#%#&

胶带

胶带在线束中起到捆扎、耐磨、绝缘、阻燃、 降噪、作标记等作用,在包扎 材 料 中 一 般 占 到 )$. 左右。线束用胶带一般分 *+, 胶 带 、 绒 布 胶 带 和 布 基 胶 带 ) 种 。 *+, 胶 带 耐 磨 性 、 阻 燃 性 较 好 , 耐 温 在 &$ 3 左右,降噪性不好,价格较便宜。绒布胶带 和 布 基 胶 带 材 料 为 *56。 绒 布 胶 带 的 包 扎 性 和 降 噪 性 最 好 , 耐 温 在 #$2 3 左 右 ; 布 基 胶 带 的 耐 磨 性 最 好 , 耐 温 最 高 #2$ 3 左 右 。 绒 布 胶 带 和 布 基 胶 带 共 有的缺点是阻燃性不好,价格昂贵。

"#&

线束固定设计

#" 中央电器盒一般用钢板条、螺栓等固定,或
用电器盒本身设计的固定结构直接安装在车身上。

$" 各条线束一般用塑料扎带、扣钩等固定在车
身孔内。车身孔大多为圆孔或椭圆孔,一般直径为

2 77、 - 77、 8 77不等。 %" 各条线束间对接的护套一般用护套支架集体
固定起来,并安装在车身上。

" "#$

全车线束包扎和固定设计 线束包扎设计 线束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蚀、防止干

&" 海狮、 9*+ 等较大车型的车身线长且粗,一
般用护板固定在车身上,以降低震动和噪声。 参考文献:
:#; 汽车线束行业标准 < =, ’ 6 (>#$- — ($$(< :(; 插接器行业标准 < =, ’ 6 0#810#&< :); 汽车用熔断器标准 < =, ’ 6 0($ — ($$0< :0; 汽车用易熔线标准 < =, ’ 6 (($ — #>>-< :2; 日标电线标准 < ?4@A B -## — >0< :-; 德标电线标准 < BCD 8(22# — - ’ #>>-< :8; 国标电线标准 < ?E ’ 6 &#)> — #>>>< :&; 徐 向 阳 < 汽 车 电 器 与 电 子 控 制 技 术 :9;< 北 京 : 机 械 工 业 出
版社 <

扰、降低噪声、美化外观的作用,一般根据工作环 境和空间大小制定以下包扎设计方案。

#" 发动机线束工作环境恶劣,因此全用高阻燃
性、防水、机械强度高的波纹管包扎。

$" 前舱线工作环境也相对较差,大部分枝干也
用阻燃性好的波纹管包扎,部分分支用*+,管包扎。

%" 仪表线工作空间较小,环境相对较好,可用
胶带全缠或花缠。

&" 门 线 和 顶 篷 线 工 作 空 间 较 小 , 可 用 胶 带 全
缠,部分枝干可用工业塑料布包扎;较细的顶篷线

(责任编辑



悦)

!投资 &’(%%% 元可建年产千吨电解液厂

详见插

广告!

《 汽车电器》 !""# 年第 $% 期

!"


相关文章:
汽车线束设计
汽车线束设计_电子/电路_工程科技_专业资料。关于汽车线束设计中的部分要点 汽车线束设计 汽车线束设计及线束用原材料 汽车线束是汽车电路的网络主体,没有线束也就不...
汽车线束设计
汽车线束设计 2007-3-23 15:40:09 【文章字体:大中小】 打印 收藏 关闭 汽车线束设计及线束用原材料汽车线束是汽车电路的网络主体, 没有线束也就不存在汽车...
汽车线束材料全分析
汽车线束设计思想以及其生产制造流程,浩智电子在多篇文章均有分析提及。但在汽车...五,汽车线束材料之胶带。 线束用胶带分为布基胶带,塑基胶带,绒布胶带,纸胶带等...
汽车线束设计之六:全车线束包扎和固定设计
3.胶带 胶带在线束中起到捆扎、耐磨、绝缘、阻燃、降噪、作标记等作用,在包扎材料中一般占到 30%左右。线束用胶带一般分 PVC 胶带、气绒布胶带和布基胶带 3 种...
设计指南内容(整车线束)新
线束路径的设计 1、绘制电器平面布置图及线束平面布置图 2、根据整车的数据用 ...线束外层保护材料 A、 汽车线束的外部保护 B、 线束在车体上的固定 a 、用...
汽车线束电路原理
1、电气原理图的设计、计算 汽车线束是全车汽车电气原理的物理表现形式, 因此应...要用耐磨材料保 护比如: 工业塑料布; 地板上的线束及远离发动机部分的线束采用...
线束设计
汽车线束设计及线束用原材料. 汽车电器. 2006.10:16-19 (3) 任凤文, 汽车电线束设计、制造及检验的探讨 (上) 汽车电器; 1997.5: 9-12 [9] (4)谷孝卫...
汽车线束设计之四:导线的选取设计
汽车线束设计之四:导线的选取设计_信息与通信_工程科技_专业资料。万库网——最...汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线, 绝缘皮为 PVC 绝缘材料线束用...
汽车线束设计综述
耐磨材料保护比如:工业塑料布;地板上的线束及远离发动机部分的线束采用阻燃型波纹...汽车线束设计及线束用原... 4页 免费 汽车线束设计 5页 免费 汽车线束设计之...
汽车线束设计之五:全车线束密封件(橡胶件)的设计
汽车线束设计之五:全车线束密封件(橡胶件)的设计_机械/仪表_工程科技_专业资料...比较而言,三元乙丙的综合性能较好,所以现在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙材料...
更多相关标签:
汽车线束原材料 | 汽车线束设计 | catia汽车线束设计 | 汽车线束设计软件 | 汽车线束设计规范 | 汽车线束设计标准 | 汽车线束设计基础知识 | 汽车线束设计知识 |