张爱磊
(南京依维柯汽车有限公司,江苏 南京 211806)
汽车线束是连接车载电源与电器设备的主要线路系统,负责整车电力输送与信号传递,凸显出整车线束布置工作的重要性。为了保证车辆的安全运行,必须科学设计整车线束系统,提高整车线束的可靠性,在规定里程中保证电力传输与信号传递,实现整车线束系统安全性与耐久性的提升。对此,要加大整车线束布局设计的重视,在实际设计布局中,考虑各种影响因素和风险隐患,做好整车线束的整体设计,逐一完善各个细节,提高整车线束布置的综合水平。在这样的环境背景下,探究整车线束布局具有非常重要的现实意义。
在整车线束布置设计中,相关设计人员要了解相关边界条件,掌握车身、仪表板、内饰件、动力总成以及底盘等相关系统参数信息,为相关件的设计提供信息依据。参考整个电器件二维布置图、整车布置结构以及外形图,掌握整车电器件具体功能与特殊要求,正确识别高温区、强电磁干扰区以及振动区等。在确定整车线束设计结构后,要对设计方案进行分析评价,从几个方案与备选方案中,选择最佳的设计方案,加强各方之间的讨论,明确输入信息与输出信息,进而提高整车线束布置设计的可行性。
1)线束分段设计 在装配条件下,减少分段数量,结合装配需求,对4个门、后开门、电喷线束等部分进行分段布置,根据防火墙与车身结构来确定发动机舱线束和仪表板线束的分段情况,结合室内顶灯和顶棚装配方式来确定室内灯线束和仪表板线束的分段情况,其中Airbag、ECU、TCU、IMMO等部件不应采用分段设计。
2)整车EMC设计 针对安全相关电器要进行单独搭铁,传感器和信号采集器要以共搭铁为主,保证等势,防止车辆运行中发生信号丢失的情况。同时,针对功率型、感性负载、阻性负载,搭铁点要进行分开设置,防止各个部分的相互干扰。除此之外,针对大功率回路和信号线要分开布置,防止同一主干与分支并存在2组或CAN线上。
3)整车NVH设计 线束车身内各个过孔要设置隔燥胶堵,线束和用电器之间要选择用电对板的对接方式,线与线之间要保证可靠与固定,门线束和整车底盘线束之间的固定点距离控制在150 mm之内,合理选择减燥胶垫卡扣,提高各个线束固定的牢靠性,常处于高频工作中的继电器尽量不应设置在驾驶室内,在油箱盖和后门对接位置可以设置泡棉。
1)安装配置工艺 线束插接件尽量布置在随手触及的位置,简单拆卸车身件或是可接触到的插接件,针对只能用一只手插拔的插接件,可以将另一端安装在车身位置。设计人员要注意线束与插接件之间的过孔空间、密封以及插接件固定,在满足需求的基础上,提高穿线与插接操作的有效性,包括仪表、空调面板以及音响等电器件,后端线束要预留便于插拔的长度。设计人员尽量不要在临近位置设置型号、颜色相近的插接件,规划插件区分,防止装配中存在误插情况而损坏线束与用电器。
2)线束固定与保护 结合线束走向和车身形状来设计固定点,若没有支点,直线上设置2个固定点间距控制在300 mm以内,钝角拐角点位置上布置固定点,设置2个固定点,防止线束中存在锐角拐点。结合线束走向与尺寸,使用固定卡扣,注明固定位置,卡扣安装位置上要预留一定的空间,便于卡扣的安装与拆卸。针对线束和电器件连接位置,插接件要控制在120 mm范围内,增设固定点,降低插接件的端子震动,为了留着线束和周边间隙,可以在插接件安装位置中设置硬管或夹板,防止线束变形,部分位置可以设置定位卡扣,提高线束整体方向性。在插接件数量多的情况下,要考虑插接件固定位置,设计线束槽与线束支架,并对线束外漏和车身产生摩擦的部分线束加以保护,设置波纹管,防止车辆运行中过于摩擦导致管线破损。
3)线束布置过孔 在整车线束的前期设计中,要确定过孔位置与结构形状,明确该位置与连接件之间的对应关系。线束若在驾驶室从内向外过孔,则外部线束要低于过线孔,防止线束上的液体流到室内。在门线束与座舱线束布置设计中,车门上过线孔应低于车身侧围上过线孔,不断提高线束上橡胶件的可靠性,线束过孔胶套安装可靠,在正常使用情况下,保证胶套始终在安装位置上,提高线束位置的固定性。
1)防止零部件相互干扰 在进行整车线束布置中,要沿边或是沿槽进行设计,防止线束受到直接压力,和管路的间隙要保证均匀,协调线束和零部件之间的距离,合理设置线束空隙,防止和零部件间产生摩擦,损坏线束。同时,针对运动部件上的线束,要结合实际情况,保证关联线束长度,结合部件振动幅度与最大运动形成进行计算线束预留长度,使得线束的预留长度可以不受承受拉力的影响。
2)规避高温区 在整车线束布置设计中,线束要远离高温区。若无法避开,设置超过80 mm隔热罩进行线束保护;若没有隔热罩,线束距离高温区至少160 mm以上,包括排气系统、增压系统以及EGR等高温部件。线束与排气消声器高温区之间的距离要超过200 mm。尽量不和燃油管路、制动管路选择同一固定点,避免接触油管路,考虑到其他管路,包括水管和真空管,防止相互干涉。
3)预防电磁干扰 在整车线束布置设计中,要避免零部件电磁干扰,信号线要远离干扰源,传感器信号源避免大电流零部件的电源线,距离超过300 mm 。科学规划用电器,缩短信号线长度,针对关键系统搭铁线要进行单独布置,防止受到干扰。
综上所述,在整车线束布置设计的过程中,要根据商用车的实际情况,规划布置方案,加强安装配置工艺、线束固定与保护、线束布置过孔等方面的工作,提高整车线束布置的科学性。