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汽車線束設(shè)計(jì)原則（精）
時(shí)間: 2019-12-13 16:22 瀏覽次數(shù)：
汽車線束 是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車上的電器配置、功能也越來越多，所以連接各個(gè)
汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路。隨著人們對(duì)汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求的提高，汽車上的電器配置、功能也越來越多，所以連接各個(gè)電器件的線束也越來越復(fù)雜，成為當(dāng)代汽車故障的多發(fā)環(huán)節(jié)，也因此在汽車設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造中受到越來越多的關(guān)注。如何提高汽車線束的綜合性能成為關(guān)注的焦點(diǎn)，汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設(shè)計(jì)和制造，增加與汽車主機(jī)廠聯(lián)合進(jìn)行前期開發(fā)已成為必然的趨勢(shì)。
（1）根據(jù)各個(gè)電器件的位置不同，確定三維布線的形式，目前國(guó)際上通用的布線形式一般為E型和H型。
汽車電線束的設(shè)計(jì)
電線束在整車中的作用是將電氣系統(tǒng)的電源信號(hào)或數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳遞或交換，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)的功能及要求。
電線束的設(shè)計(jì)流程和制造流程
（1）由電氣布置工程師提供整車電氣系統(tǒng)的功能，電氣負(fù)荷及相關(guān)的特殊要求。電器件的狀態(tài)、安裝位置、線束與電器件對(duì)接的形式。
（2）根據(jù)電氣功能及要求，繪制整車電氣原理圖及線路圖。
（3）根據(jù)電氣原理圈對(duì)每個(gè)電氣子系統(tǒng)及回路進(jìn)行能源分配，其中包括電源的搭鐵線，以及接地點(diǎn)的分配。
（4）根據(jù)各子系統(tǒng)電氣件的分布情況，確定線束的布線形式，每根線束連接的電器件及在汽車上的走向；確定線束的外保護(hù)形式及過孔的保護(hù)；根據(jù)電氣負(fù)荷確定熔斷器或斷路器；再色；根據(jù)電器件本身的接插件確定線束上與其對(duì)接的端子和護(hù)套的型號(hào)。
（5）繪制二維線束圖和三維線束布置圖。
（6）根據(jù)經(jīng)核準(zhǔn)的三維線束布置圖，校核二維線束圖，二維線束圖準(zhǔn)確無誤方可發(fā)圖，經(jīng)認(rèn)可后試制、生產(chǎn)。
二維線束圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)
配電盒
配電盒（保險(xiǎn)和繼電器）是整車電氣的核心，起到分配負(fù)荷、集中供電、節(jié)省空間、簡(jiǎn)化線束、降低成本和方便檢修的作用。一般根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成2~3個(gè)。一些新開發(fā)車型的配電盒已兼有電子控制的功能；并且無觸點(diǎn)、無保險(xiǎn)絲的中央控制盒也將越來越有市場(chǎng)。
導(dǎo)線的選取
（1）導(dǎo)線顏色的選用依據(jù)《汽車用低壓電線的顏色》執(zhí)行。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)周圍環(huán)境溫度高，腐蝕性氣體和液體也很多。因此，一定要使用耐高溫、耐油、耐振動(dòng)、耐摩擦導(dǎo)線。
（3）行李廂蓋上的導(dǎo)線要在低溫下保持其彈性，所以要選用冷彈性導(dǎo)線保證其正常工作。
（4）自動(dòng)變速器上的導(dǎo)線一定要耐高溫、耐液壓油，其溫度穩(wěn)定性要好。
（5）弱信號(hào)傳感器要用屏蔽導(dǎo)線，例如電噴系統(tǒng)中的傳感器、CAN回路、ABS中的輪速傳感器；收音機(jī)的SPEAKER回路、安全氣囊中的相關(guān)傳感器（如碰撞傳感器）等。
（6）門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。
插接件的選用
（1）插接件選取要保證與電器件的良好接觸，使接觸電阻降為最低，提高可靠性。
（2）根據(jù)導(dǎo)線的截面積和通過電流的大小合理選擇插接件。
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)對(duì)接的護(hù)套，由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇防水性護(hù)套。 在同一條線束中若用同一種護(hù)套，其顏色一定要有區(qū)別。
（4）為減少線束對(duì)接用護(hù)套的種類和數(shù)量，優(yōu)先選用混合型件，使裝配固定方便。對(duì)于要求性能較高的安全氣囊、ABS、ECU等用的端子插接件，最好選用鍍金件以保證安全可靠性。
線束包扎方式
線束外包扎起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用，一般根據(jù)工作環(huán)境和空間大小制定以下包扎設(shè)計(jì)方案。其選擇原則如下：
（1）發(fā)機(jī)線束工作環(huán)境惡劣，因此全用高阻燃性、防水、機(jī)械強(qiáng)度高的波紋管包扎。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)艙線工作環(huán)境也相對(duì)較差，大部分枝干也用阻燃性好、耐高溫的波紋管包扎，部分分支用PVC管包扎。
（3）儀表線工作空間較小，環(huán)境相對(duì)較好，可用膠帶全纏或花纏。
（4）門線和頂篷線工作空間較小，可用膠帶全纏；較細(xì)的頂篷線可直接用海綿膠帶粘在車身上。
（5）底盤線因與車體接觸部位較多，因此用波紋管包扎防止線束磨損。
三維布線圖繪制要點(diǎn)
（1）根據(jù)各個(gè)電器件的位置不同，確定三維布線的形式，目前國(guó)際上通用的布線形式一般為E型和H型。
（2）模擬仿真不同區(qū)域的線束直徑。
（3）考慮線束過孔的密封與保護(hù)。
（4）線束的固定孔位與固定形式確定。
（5）理論上講，一根線束連接所有的電器件是最合理的，但實(shí)際裝車時(shí)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(tǒng)化設(shè)計(jì)。
（6）搭鐵點(diǎn)設(shè)計(jì)在線束設(shè)計(jì)中是很重要的，否則會(huì)造成信號(hào)干擾，影響某些電器的功能實(shí)現(xiàn)；根據(jù)車型不同設(shè)計(jì)成多個(gè)接地點(diǎn)，搭鐵的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)：
A：發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、ABS裝置等對(duì)整車性能及安全影響大、而且易受其他用電設(shè)備干擾，所以這些件的搭鐵點(diǎn)一定要單設(shè)。
B：對(duì)于安全氣囊系統(tǒng)，它的接地點(diǎn)不僅應(yīng)單設(shè)，而且為了確保其安全可靠，最好采用復(fù)式接地。其目的是其中一處接地失效，系統(tǒng)可以通過另一接地點(diǎn)接地，確保系統(tǒng)安全工作。
C：無線電系統(tǒng)為避免干擾，也要單獨(dú)接地。
D：弱信號(hào)傳感器的接地最好獨(dú)立，接地點(diǎn)最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號(hào)的真實(shí)傳遞。
E：其他電器件可根據(jù)具體布置情況相互組合共用接地點(diǎn)。原則是就近接地，避免接地線過長(zhǎng)，造成不必要的電壓降。
F：蓄電池負(fù)極線、發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵線等因電線截面較大，因此一定要控制好線長(zhǎng)和走向減小電壓降；為增加安全性，一般發(fā)動(dòng)機(jī)、車身都要單獨(dú)連到蓄電池負(fù)極搭鐵。
G：信號(hào)地和功率地不能鉚接接地，必須分開對(duì)待。
關(guān)于接地方式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
A：是通過孔式接頭接地，此法一定要在接頭的尾部烤上熱縮管絕緣。
B：是通過內(nèi)部短接的護(hù)套直接接地。
為了保證起動(dòng)時(shí)減少線路接觸壓降，蓄電池極樁夾頭、車架與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體都接上大截面積的搭鐵線，并將接觸部位徹底除銹、去漆、擰緊，蓄電池線的搭鐵端最好把搭鐵片直接注塑保護(hù)。因此，搭鐵在線束安裝工藝上非常重要。我們對(duì)搭鐵點(diǎn)的處理很簡(jiǎn)單，在大梁和車身未噴漆前先打上螺母，待從涂裝車間出來后卸下螺母，基本上能保證搭鐵點(diǎn)金屬充分外露。最后有少許油漆或污物則用砂紙打磨。
線束設(shè)計(jì)過程中除要按上述流程進(jìn)行外。還有很多涉及原則必須考慮。
（1）所有布置在運(yùn)動(dòng)件附近的線束，應(yīng)該至少有50mm間隙要求。在線束最大的裝配公差條件下，安裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的線束與沒有裝在傳動(dòng)系統(tǒng)上的零件之間的間隙至少為19mm，在線束最大的裝配公差條件下，在其它操作條件下，這個(gè)間隙是為了保證運(yùn)動(dòng)件/總成的運(yùn)動(dòng)的整個(gè)范圍。
（2）兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的線束必須被固定在每個(gè)部件上，并且線束的連接長(zhǎng)度應(yīng)該是比這兩個(gè)零件的最大更換距離大25mm以上。
（3）線束與線束不關(guān)聯(lián)的相鄰件之間的間隙最小為6mm，除非線束已經(jīng)被固定在這個(gè)部件上，或者線束與附近的運(yùn)動(dòng)件之間已經(jīng)有遮擋物。
（4）線束所產(chǎn)生的噪聲到駕駛員座椅頭枕處，不能大于50dB，頻率50~15000Hz。
（5）為了保證線束上相關(guān)的橡膠堵塞功能正常，堵塞的安裝孔必須滿足相關(guān)要求。
（6）橡膠堵塞應(yīng)該設(shè)計(jì)成在小于100N安裝力情況下，就能完全裝配到鈑金孔內(nèi)。
（7）需要手工裝配，要壓入座椅的線束固定件，以及那些有線夾插入的孔及槽，應(yīng)該按照以下最大安裝力來設(shè)計(jì)；對(duì)用手指壓裝的固定件，操作力為45N；對(duì)用手工壓裝的固定件，操作力為75N。
（8）線束分支必須有足夠的松弛（在線束最小長(zhǎng)度條件下大于25mm），使他們不用給連接的傳感器或者其它增加負(fù)載。
（9）為了阻止接地片破壞主干上的任何線束，裝車時(shí)線束主干上的接地片到線束主干的最小間隙應(yīng)維持在25mm。
線路保護(hù)設(shè)計(jì)
導(dǎo)線選取
（1）根據(jù)電器件功率的大小計(jì)算流通導(dǎo)線的電流；長(zhǎng)時(shí)間工作的電氣設(shè)備可選擇實(shí)際載流量60%的導(dǎo)線；短時(shí)間工作的用電設(shè)備可選用實(shí)際載流量60%~100%之間的導(dǎo)線。
（2）根據(jù)不同的工作環(huán)境和溫度大小適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。
（3）根據(jù)導(dǎo)線的走向、插接件的數(shù)量（即電壓降的大小）適當(dāng)改變導(dǎo)線的截面積。
整車線路保護(hù)裝置的確定
為了保護(hù)汽車的線路和各種電氣設(shè)備，需要使用各種保護(hù)裝置，主要有熔斷器、斷路器和易熔線。這些保護(hù)裝置在線路短路時(shí)立即熔斷，防止線束燒壞，起到保護(hù)電氣部件的作用。
熔斷器的選取原則
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、ABS等對(duì)整車性能及安全影響大。另外，易受其他用電設(shè)備干擾的電器件必須單設(shè)熔斷器。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、各類報(bào)警信號(hào)燈和外部照明燈、喇叭等電器件對(duì)整車性能及安全影響也較大，但該類電負(fù)荷對(duì)相互間的干擾并不敏感。因此，這類電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個(gè)熔斷器。
（3）對(duì)于為增加舒適性而設(shè)置的普通電器件類的電負(fù)荷可以根據(jù)情況相互組合，共同使用一個(gè)熔斷器。
（4）電阻型的負(fù)載與電感型的負(fù)載盡量避開使用同一個(gè)熔斷器。
一般根據(jù)電器件的最大連續(xù)工作電流計(jì)算并確定熔斷器容量。
經(jīng)驗(yàn)公式：熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷80%（或70%）
熔斷器不僅要保護(hù)線束還要保護(hù)用電設(shè)備，因此選取熔斷器的容量值也不要太高。
斷路器
斷路器是一種熱敏機(jī)械裝置，前照燈電路應(yīng)使用斷路器，而不宜使用熔斷器。因斷路器在電路斷開后能自動(dòng)接通，在意外情況下還能在短時(shí)間內(nèi)，短時(shí)或間斷地保護(hù)前照燈的工作。還有一些電路，如電動(dòng)座椅、門鎖、車窗等，由于其受機(jī)械負(fù)載的影響，容易造成較大的電流波動(dòng)，也應(yīng)使用斷路器。
易熔線
易熔線的特點(diǎn)是當(dāng)線路通過極大的過載電流時(shí)，易熔線能在一定的時(shí)間內(nèi)（一般≤5s）熔斷，從而切斷電源，防止產(chǎn)生惡性事故。易熔線一般接在蓄電池直接引出的電路中。
繼電器
繼電器分為電流式和電壓式兩種。一般根據(jù)用電器的功率和開關(guān)的承載能力來決定是否選用繼電器。常用繼電器的設(shè)備一般有刮水器、喇叭、除霜、前照燈、霧燈、風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、轉(zhuǎn)向燈（閃光器）等。
供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
整車電氣系統(tǒng)基本上由3個(gè)部分組成。
1、蓄電池直接供電系統(tǒng)（一般稱常電）
這部分的能量是靠蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能供用電器使用。
這部分的電源所接負(fù)載一般都是汽車的安全件或重要件，主要目的是在為這些部件提供電能時(shí)盡量少地加以控制，確保蓄電池的性能正常發(fā)揮。
2、點(diǎn)火開關(guān)控制的供電系統(tǒng)（一般稱為IG檔）
這部分電器件基本上是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下才使用，取自發(fā)電機(jī)的電源，避免了為蓄電池充電時(shí)爭(zhēng)電源的可能性。如：儀表電源、制動(dòng)燈電源、安全氣囊電源等。
3、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)卸掉負(fù)載的電源（一般稱為ACC電源）
這部分電器件一般所帶的負(fù)載較大，且在汽車起動(dòng)時(shí)不必工作。一般有點(diǎn)煙器電源、空調(diào)電源、收放機(jī)電源、刮水器電源等。
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