從汽車整車電氣原理到2D線束的轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)研究

  前言

    在電氣原理設(shè)計(jì)中，是將整車電氣系統(tǒng)利用符號進(jìn)行合理的連接，從而對電路的原理、電氣系統(tǒng)部件的連接關(guān)系等進(jìn)行清晰的反映，有利于快速的對電氣設(shè)備故障進(jìn)行排除。線束3D設(shè)計(jì)，能夠?qū)Σ煌瑓^(qū)域的固形形式、固定孔位、保護(hù)情況、過孔密封、線束直徑等進(jìn)行模擬仿真，對裝配的干涉情況進(jìn)行驗(yàn)證。

    一、線束總體方案的設(shè)計(jì)原則

    應(yīng)當(dāng)按照電氣原理的要求，分配能源給每個(gè)線路和子系統(tǒng)。在線束的設(shè)計(jì)中，其中心通常為中央電器盒，從而達(dá)到方便檢修、降低成本、節(jié)省空間、集中供電等目的。在整車線束設(shè)計(jì)當(dāng)中，共有三個(gè)電器盒，分別為發(fā)動機(jī)艙電器盒、儀表電器盒和電源總?cè)蹟嚯娖骱?。在線束設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)重視其可靠性和安全性，防止熱聚積的情況，同時(shí)應(yīng)當(dāng)便于生產(chǎn)和裝配。因此要分段和分組設(shè)計(jì)線束，劃分同一子系統(tǒng)或統(tǒng)一部位為一組。同時(shí)應(yīng)當(dāng)避免過多的分段，以免影響電性能，產(chǎn)生過大的電壓，或引發(fā)電器故障。

    另外，在線束設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)盡量縮短走向，降低線路壓降。在滿足強(qiáng)度和性能的基礎(chǔ)上，盡量縮小線束截面積。對于線束搭鐵應(yīng)當(dāng)具備防信號干擾、安全牢靠等特點(diǎn)，針對不同的電器件，應(yīng)當(dāng)采用不同的組合方式。在保護(hù)和固定線束時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免干涉、摩擦、噪聲等情況。此外，還要考慮到維修和裝配的便利性、線束連接處的易操作性、貫通處的集合彎曲限度等。

    二、2D線束設(shè)計(jì)的基本流程

    應(yīng)當(dāng)按照負(fù)載的分配情況、電氣原理要求等因素，對熔斷器盒進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。例如，在某款SUV汽車當(dāng)中，共設(shè)計(jì)了三個(gè)電器盒。其中，電源總?cè)蹟嗥骱袑側(cè)蹟嗥鬟M(jìn)行了集結(jié)，對前艙電器盒與儀表電器盒分配總電源。導(dǎo)電片的前部配合安裝正極接頭，后部與電源分配接柱之間利用平板式熔斷片進(jìn)行連接，并且用螺栓緊固。儀表電器盒與前艙電器盒對于全車負(fù)載分配進(jìn)行集結(jié)，線路板結(jié)構(gòu)利用PCB印制。在電氣部分外殼上直接插入線束保護(hù)套，防止發(fā)生銅條結(jié)構(gòu)的不良接觸，對裝配線束較為有利。

    在對電路走向加以分析的基礎(chǔ)上，對全車線束的結(jié)合情況與分段設(shè)計(jì)圖進(jìn)行繪制。結(jié)合線路走向和電器件布置，對全車清晰的2D布線圖進(jìn)行繪制，為線路走向和2D線束圖的繪制提供參考依據(jù)。在綜合設(shè)計(jì)各段線束的過程中，主要包括設(shè)計(jì)線束固定保護(hù)、制定插接件引腳定義、選取適當(dāng)材料等。通過以上步驟的準(zhǔn)備，最后繪制出相應(yīng)的2D線束圖。

    三、各段線束的綜合設(shè)計(jì)

    （一）儀表板

    在車輛當(dāng)中，儀表板線束的作用主要是對各類開關(guān)等控制模塊進(jìn)行集結(jié)，以及對全車負(fù)荷進(jìn)行集中分配等。在駕駛員對指令的發(fā)出和對信號的接收方面，發(fā)揮著不可替代的重要作用。由于儀表板具備相對良好的工作環(huán)境，因此對于選取材料等方面的要求不是很高。不過，由于其是全車電氣的核心，因此要求具備較高的電性能。

    （二）發(fā)動機(jī)艙和發(fā)動機(jī)

    在發(fā)動機(jī)艙線束中，對空調(diào)、洗滌刮水器、報(bào)警燈、照明燈等電器設(shè)備的線束進(jìn)行了集結(jié)。在這一位置當(dāng)中，振動較大、溫度較高、工作環(huán)境相對比較惡劣。同時(shí)，還要考慮到揮發(fā)性氣體的腐蝕、工業(yè)溶劑和水的預(yù)防，因此對于材料選擇等方面，具有較高的要求。

    （三）駕駛室內(nèi)

    在汽車的駕駛室當(dāng)中，電器設(shè)備線束的數(shù)量較少，主要是發(fā)揮對接其他線束，進(jìn)行回路的過渡。其工作環(huán)境較為一般，但是車身上具有很多的鋒利部位，因此應(yīng)當(dāng)對其外觀的包扎進(jìn)行良好的設(shè)計(jì)。此外，在其它方面并沒有特殊的要求。

    （四）車門

    在車門線束當(dāng)中，主要是對閉鎖系統(tǒng)、揚(yáng)聲器、后視鏡電動機(jī)、玻璃升降系統(tǒng)等進(jìn)行集合。在車門位置，內(nèi)飾板對線束進(jìn)行了較為良好的覆蓋，因此工作環(huán)境較為理想。由于考慮到車門需要經(jīng)常性的進(jìn)行開關(guān)，因此線束材料應(yīng)當(dāng)具備較高的強(qiáng)度。

    （五）蓄電池

    蓄電池中的線束分為負(fù)極線和正極線，在全車電流負(fù)荷當(dāng)中，它是最終的集結(jié)點(diǎn)和供電的源頭。因此，對于全車的電器性能發(fā)揮來說，蓄電池線束的設(shè)計(jì)質(zhì)量，將會產(chǎn)生直接的影響。如果設(shè)計(jì)不合理，甚至可能會引發(fā)重大的安全事故。

    四、2D線束圖的繪制

    在完成線束設(shè)計(jì)之后，就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行2D線束圖的繪制。在線束圖當(dāng)中，必須對線束分支的實(shí)際走線進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，同時(shí)可添加一些文字說明，以便于理解。在圖紙中，應(yīng)當(dāng)按照原物的外形繪制熔斷絲盒、插接件等產(chǎn)品，同時(shí)標(biāo)明定位結(jié)構(gòu)。采用前端正視投影的方式繪制插接件，真實(shí)的繪制混合型和圓形護(hù)套。在插接件中應(yīng)當(dāng)分別標(biāo)明截面、顏色和線號，對于特殊的材質(zhì)和顏色要求，應(yīng)當(dāng)特別標(biāo)明。通常用實(shí)心黑點(diǎn)來代表分支點(diǎn)和測量，同時(shí)在分支的中間位置標(biāo)注尺寸。對于橡膠件、扎帶、卡扣等，應(yīng)當(dāng)繪制出大體形狀，標(biāo)明固定方向、出頭長度、出頭方向等。在圖中，還應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的符號對外觀包扎的方式進(jìn)行表示，標(biāo)清管材的長度、內(nèi)徑等信息。最后要將各項(xiàng)技術(shù)的具體要求在圖紙的下方進(jìn)行明確的標(biāo)注和說明，例如公差要求、尺寸測量方式、線束的材質(zhì)等。對于線束圖的其它方面內(nèi)容，廠家在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和繪制的過程中，可以根據(jù)客戶的具體需求，進(jìn)行相應(yīng)材料的增減。

    五、結(jié)論