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電線束的功能由普通信號傳遞擴(kuò)大到數(shù)據(jù)傳遞。由于導(dǎo)線傳輸信號的局限性,越來越阻礙著整車的發(fā)展,因而大量使用光纜,將使汽車線束的制造技術(shù)迎來第三次飛躍,光纜具有傳輸速度快、容量大、體積小、保密性強(qiáng)、抗干擾好等優(yōu)勢,將很快成為未來汽車數(shù)據(jù)處理和交換的重要優(yōu)選材料,使動力和信號分配系統(tǒng)進(jìn)入一個新的發(fā)展歷史階段。
汽車線束電纜用的金屬材料
汽車線束是指由銅材沖制而成的接觸件端子(連接器) 與電線電纜壓接后,外面再塑壓絕緣體或外加金屬殼體等,以線束捆扎形成連接電路的組件。線束應(yīng)用非常廣泛,可用在汽車、家用電器、計算機(jī)和通訊設(shè)備、各種電子儀器儀表等方面。
汽車電線又稱低壓電線,它與普通家用電線是不一樣的。普通家用電線是銅質(zhì)單蕊電線,有一定硬度。而汽車電線都是銅質(zhì)多蕊軟線,有些軟線細(xì)如毛發(fā),幾條乃至幾十條軟銅線包裹在塑料絕緣管(聚氯乙烯)內(nèi),柔軟而不容易折斷。
汽車線束對材料的要求非常嚴(yán)格:包括其電氣性能、材料散發(fā)性、耐溫性等等,都比一般的線束要求要高,特別是涉及到安全方面的:如方向控制系統(tǒng)、剎車這些重要組件的線束,要求更為嚴(yán)格。汽車線束電纜用的金屬材料有如下種類:
銅:導(dǎo)電性僅次於銀,導(dǎo)熱性僅次于金、銀;抗腐蝕,無磁性,塑性好,易于焊接,用途廣泛。銅合金主要為提高銅的耐磨性,耐腐蝕性及機(jī)械物理性能。
銀:金屬導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性,具有良好的耐腐蝕性及耐氧化性,易于焊接;主要用于鍍層和包復(fù)層;主要用做耐高溫線及(注:依照集膚效應(yīng)原理)用做高頻通訊電纜導(dǎo)體。
鋁:導(dǎo)電性僅次于銀、銅、金;導(dǎo)熱性好,耐腐蝕性好,機(jī)械強(qiáng)度一般,塑性好,比重小。缺點是抗拉強(qiáng)度低,不易焊接。鋁合金主要為提高鋁的機(jī)械強(qiáng)度,耐熱性及可焊性。
金,鎳:用做耐高溫線。
鐵(鋼):常作復(fù)合導(dǎo)體的加強(qiáng)材料,如鋼芯鋁絞線,銅包鋼,鋁包鋼線等。
鋅:用做鋼絲/鋼帶/鐵導(dǎo)體的鍍層,用以防腐蝕。
錫:用做鋼絲/銅線的鍍層,用以防腐蝕,并有利於銅線的焊接。
汽車線束電纜線材的類型、規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)
汽車線束電纜在在汽車中有著很大的應(yīng)用。汽車線束電纜選擇什么樣的導(dǎo)線類型,更是對汽車線束的性能起著重要的作用。要設(shè)計一根好的線束,對于導(dǎo)線的類型選擇容不得半點馬虎。線可以按照性質(zhì)來分為電子線與電纜線:電子線包括非屏蔽線與屏蔽線(UL1571 這種線會有屏蔽線,其他電子線一般都是非屏蔽線);電纜線也包括非屏蔽線與屏蔽線, 比如:UL2464,可以分成這兩種。按照標(biāo)準(zhǔn)分:UL/CSA(安規(guī)線)、CCC(國標(biāo)線)、VDE(德標(biāo)線) PSE( 日標(biāo)線) 等, 其中UL/CSA,VDE, CCC 是比較經(jīng)常見的線,目前用的最多是UL/CSA線。
汽車線束內(nèi)的電線常用規(guī)格有標(biāo)稱截面積0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的電線,它們各自都有允許負(fù)載電流值,配用于不同功率用電設(shè)備的導(dǎo)線。以整車線束為例,0.5規(guī)格線適用于儀表燈、指示燈、門燈、頂燈等;0.75規(guī)格線適用于牌照燈,前后小燈、制動燈等;1.0規(guī)格線適用于轉(zhuǎn)向燈、霧燈等;1.5規(guī)格線適用于前大燈、喇叭等;主電源線例如發(fā)電機(jī)電樞線、搭鐵線等要求2.5~4mm2電線。這只是指一般汽車而言,關(guān)鍵要看負(fù)載的電流值,例如蓄電池的搭鐵線、正極電源線則是專門的汽車電線單獨(dú)使用,它們的線徑都比較大,起碼有十幾平方毫米以上,這些“巨無霸”電線就不會編入主線束內(nèi)。
汽車線束常用的導(dǎo)線種類有日標(biāo)(AVSS等)、國標(biāo)(QVR)、德標(biāo)(FLRY)、美標(biāo)等幾大系列。AVSS導(dǎo)線的特點是薄皮絕緣,柔韌性較好;QVR的特點是絕緣皮厚,比較柔軟,延展性好;德標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮更薄,柔韌性好;美標(biāo)導(dǎo)線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體,還有經(jīng)過輻照工藝加工的。可根據(jù)用戶的需求和不同的工作環(huán)境選取適當(dāng)類型的導(dǎo)線。汽車線束常用的導(dǎo)線通常使用多股絞合銅導(dǎo)線,絕緣皮為PVC絕緣材料。
線束用導(dǎo)線要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。汽車線束選用的導(dǎo)線,要充分考慮線束所處的環(huán)境和功能。例如:發(fā)動機(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、耐摩擦導(dǎo)線;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;自動變速器上的導(dǎo)線一定要耐高溫、耐液壓油,其溫度穩(wěn)定性要好;弱信號傳感器要用屏蔽導(dǎo)線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等;門內(nèi)線耐彎曲性要求高等。
汽車低壓電線束橫斷面的技術(shù)要求
汽車線束是當(dāng)今電子化、信息化時代行業(yè)中發(fā)展快、市場需求量、安裝方便的產(chǎn)品之一。車內(nèi)配置功能齊全,但隱藏在車身內(nèi)部的電器線路復(fù)雜,尺寸偏大,不易更換。線束的可靠性是影響整車性能的關(guān)鍵部件,線束質(zhì)量的控制十分必要。國標(biāo)對汽車低壓電線束橫斷面分析技術(shù)的要求和壓接連接端子斷面分析技術(shù)如下:
電線束尺寸應(yīng)符合下列要求F型壓接端子剖面分析儀:干線和保護(hù)套管長度宜不小于100mm,并為10的倍數(shù)鉚接斷面電腦分析儀。如:100mm、110mm、120mm;端子切片分析系統(tǒng)支線長度宜不小于30mm;接點之間汽車低壓電線束橫截面金相分析儀,接點與分支點之間距離宜不小于20mm;電線與端子連接處需裝絕緣套管時線束端子檢測設(shè)備,絕緣套管長度不得小于20mm。
端子與電線連接應(yīng)優(yōu)先采用壓接方法汽車線束壓接端子截面分析技術(shù),連接應(yīng)符合下列要求:端子應(yīng)分別壓緊在導(dǎo)體和絕緣層上汽車線束端子切面分析系統(tǒng),導(dǎo)體不應(yīng)壓斷,絕緣層不應(yīng)壓人導(dǎo)體壓接部位,應(yīng)可見電線導(dǎo)體汽車線束斷面金相分析儀,但不能妨礙插接。絕緣層壓接部位經(jīng)不少于3個循環(huán)的彎折試驗后汽車線束壓接端子截面分析。采用壓接方法的端子與電線壓接處的橫斷面應(yīng)符合規(guī)范的要求連接器金相分析系統(tǒng)。
端子與導(dǎo)體壓接和壓接接點橫斷面檢驗應(yīng)按下述方法進(jìn)行線束斷面金相分析儀:試樣的制作線束端子檢測設(shè)備:將受檢試樣(應(yīng)避開端子的加強(qiáng)筋)截斷后,取其中一側(cè)作為試樣,其斷面應(yīng)磨平,并做化學(xué)腐蝕處理汽車線束斷面金相分析儀,直至能夠樣檢驗。
根據(jù)國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定,不同回路的電線、不同電壓的電線、不同的交流電線與直流電線是不能穿在同一根護(hù)管內(nèi)的。因為不同線路的用途、規(guī)格不同,電量負(fù)荷也不同,若是穿在一起,電量負(fù)荷較大的會干擾和損壞電量電荷較小的線路,萬一電源線熔斷,會造成短路,產(chǎn)生火花,導(dǎo)致火災(zāi)。弱電信號線更不能與強(qiáng)電走在一起,這是因為強(qiáng)電產(chǎn)生的電磁場會影響弱電的信號,影響通信和視頻效果。照明線和插座線截面積不一,負(fù)荷電量更是不統(tǒng)一,插座線反復(fù)使用頻繁,會造成觸電,短路等現(xiàn)象。所以不同用途、不同功能的電線絕不能穿在同一根護(hù)管內(nèi)。
汽車線束電纜線材的排列與加工
在排列線束前要事先繪制線束圖,線束圖與電路原理圖是不一樣的。電路原理圖是表述各個電氣部分之間關(guān)系的圖像,它不反映電氣件彼此之間怎樣連接,不受各個電氣元件的尺寸形狀和它們之間距離的影響。而線束圖則必須要顧及各個電氣元件的尺寸形狀和它們之間的距離,也要反映出電氣件彼此之間是如何連接的。線束廠根據(jù)線束圖做成線束排線板后,就按照排線板的規(guī)定來截線排線了。
整車主線束一般分成發(fā)動機(jī)(點火、電噴、發(fā)電、起動)、儀表、照明、空調(diào)、輔助電器等部分,有主線束及分支線束。一條整車主線束有多條分支線束,就好象樹桿與樹支一樣。整車主線束往往以儀表板為核心部分,前后延伸。由于長度關(guān)系或裝配方便等原因,一些汽車的線束分成車頭線束(包括儀表、發(fā)動機(jī)、前燈光總成、空調(diào)、蓄電池)、車尾線束(尾燈總成、牌照燈、行李箱燈)、篷頂線束(車門、頂燈、音響喇叭) 等。
線束上各端頭都會打上標(biāo)志數(shù)字和字母,以標(biāo)明導(dǎo)線的連接對象,操作者看到標(biāo)志能正確連接到對應(yīng)的電線和電氣裝置上,這在更換線束時特別有用。同時,電線的顏色分為單色線和雙色線,顏色的用途也有規(guī)定,一般是車廠自訂的標(biāo)準(zhǔn)。我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只是規(guī)定主色,例如規(guī)定單黑色專用于搭鐵線,紅單色用于電源線,不可混淆。線束用機(jī)織線或塑料粘帶包裹,出于安全、加工和維修方便,機(jī)織線包裹已經(jīng)淘汰,現(xiàn)在是用粘性塑料膠帶包裹。
線束用機(jī)織線或塑料粘帶包裹,出于安全、加工和維修方便,機(jī)織線包裹已經(jīng)淘汰,現(xiàn)在是用粘性塑料膠帶包裹。線束與線束之間、線束與電氣件之間的連接,采用聯(lián)插件或線耳。聯(lián)插件用塑料制成,分有插頭和插座。線束與線束之間用聯(lián)插件相接,線束與電氣件之間的連接用聯(lián)插件或線耳。隨著汽車功能的增加,電子控制技術(shù)的普遍應(yīng)用,電氣件越來越多,電線也會越來越多,線束也就變得越粗越重。因此的汽車就引入了CAN總線配置,采用多路傳輸系統(tǒng)。
與傳統(tǒng)線束比較,多路傳輸裝置大大減少了導(dǎo)線及聯(lián)插件數(shù)目,使布線更為簡易。
汽車電線的導(dǎo)體是由許多根銅絲絞合而成,絞合的導(dǎo)體具有良好的彎折性和柔韌性。絞制導(dǎo)體的銅絲是采用拉絲機(jī)把很粗的銅桿通過多道拉拔拉制的。銅絲的尺寸在0.1~0.4mm 左右,和頭發(fā)絲的粗細(xì)差不多。傳統(tǒng)的拉絲機(jī)每次只能拉制一根銅絲,單頭拉絲機(jī)拉制的銅絲是在不同的時間,不同的設(shè)備拉制的,其工藝條件區(qū)別很大,模具、潤滑、拉拔力、韌煉溫度和時間等多種工藝參數(shù)很難保持一致,這樣的銅絲湊在一起,其尺寸、材質(zhì)、金相結(jié)構(gòu),力學(xué)彈性模量、極限斷裂伸長率都差別很大。而目前的拉絲機(jī)是帶連續(xù)退火的多頭拉絲機(jī),一次可以拉制一束銅絲,這一束銅絲有十幾根。這種拉絲機(jī)占地少,生產(chǎn)效率高,節(jié)能顯著,用人少,勞動強(qiáng)度底。多頭拉絲技術(shù)廣泛被國外汽車電線制造廠所采用,主要是其保證了汽車電線的高質(zhì)量。
汽車線束電纜線材的選擇
汽車線束材料一般選用銅芯聚氯乙烯(QVR)、銅芯聚氯乙烯—丁晴復(fù)合物絕緣低壓電線(QFR),而銅芯耐熱105℃的聚氯乙烯(OVR-105)則應(yīng)用在車輛高溫區(qū)電器及儀表線路上。世界的汽車零部件公司德爾福開發(fā)了可循環(huán)再利用的無鹵(Halogen Free)線束材料,是30年來電源導(dǎo)線技術(shù)發(fā)展的重大突破。無鹵線束覆膜采用美國GE高新材料公司的“柔性Noryl樹脂”。柔性Noryl樹脂不含鹵素、氯素及鉛, 使用溫度達(dá)110 ℃,溫度特性及阻燃性出色。更重要的是,這種材料非常環(huán)保,可回收循環(huán)利用。
線束的顏色:客車線束錯綜復(fù)雜。為便于接線和修理,應(yīng)能直觀地分清線頭,同一束中相同直徑的線路應(yīng)盡量在顏色上有所區(qū)分。線束的顏色有單色或雙色之分:雙色由主色和輔色構(gòu)成,輔色為2條軸向直條,成對稱位置分布,布置方法為先主色后輔色,如紅綠線(RG);單色標(biāo)志的顏色及代號為紅R、橙O、黃Y、綠G、棕N、藍(lán)U、紫P、黑B、白W、灰S。
電線電纜作為電力傳輸?shù)闹饕d體,選購汽車線束電纜時注意以下幾點:選購電線電纜產(chǎn)品時應(yīng)觀察產(chǎn)品的合格證對于產(chǎn)品型號、規(guī)格、額定電壓、芯數(shù)、生產(chǎn)日期、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、許可證編號等相關(guān)信息是否標(biāo)注齊全,產(chǎn)品實物表面應(yīng)印有廠名、產(chǎn)品型號和額定電壓的連續(xù)性標(biāo)志,核實兩者相關(guān)的信息是否一致。電線外層塑料皮色澤鮮亮、質(zhì)地細(xì)密,表面是否有毛刺或突起,外觀是否光滑、圓整、色澤均勻,導(dǎo)體使用電解銅,外層光亮而稍軟。再看一下電纜的截面,銅(鋁) 芯應(yīng)處于中間,塑料層厚薄應(yīng)均勻。合格證上都有長度標(biāo)識,可先估算一下成品包裝的一圈線的長度,再數(shù)一下線盤的圈數(shù),估出整卷線的大概長度,此外還要注意導(dǎo)體的直徑,看電纜的長度和截面。選用電線電纜產(chǎn)品時,請教有經(jīng)驗的專業(yè)電工,根據(jù)自己的用電負(fù)荷來采用合適截面大小和電壓等級的電纜。
結(jié)束語
綜上所述,隨著汽車功能的增加,電子控制技術(shù)的普遍應(yīng)用,電氣件越來越多,電線也會越來越多,線束也就變得越粗越重。現(xiàn)代汽車就引入了CAN總線配置,采用多路傳輸系統(tǒng)。與傳統(tǒng)線束比較,多路傳輸裝置大大減少了導(dǎo)線及聯(lián)插件數(shù)目,使布線更為簡易。
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