工程机械电气系统线束布置与装配要点分析

2019年12月10日 评论 445 2634字

随着工程机械使用者对操纵舒适性、节能、安全性要求的提高,工程机械电气系统逐渐向着汽车电气系统特点靠拢。整机电气系统线束设计阶段考虑要充分考虑线束的布置,整机电器件选定后结合车身结构的具体情况对电器件布置进行综合全面的考虑,电器件布置完成后进行布线设计,因考虑到电器件及线束装配过程中可能存在的问题,产品试制后电器件的安装位置需要相应进行调整,以保证整机电气系统布局合理。

整体走向合理、外观整齐

工程机械线束应沿机架内侧面、梁等车身固定位置走线(车架上设计的穿线管或走线槽),避免线束承受挤压力或活动部件摩擦干涉。

主线布置走向在投影方向上应横平竖直,采用H 型的布线结构可减小线束长度。线束布置应与管路及周围零部件的间隙均匀、合理,做到外观整齐。

固定点布置合理、固定可靠

根据线束在整车上的实际安装位置,为了避免线束由于自重产生低垂、由于震动产生轴向窜动,以及通过车身上锐边位置时进行防护。必须设立合理、足够的固定点对线束进行固定。

根据线束的走向、车身的具体结构设置固定点。线束过弯处弯曲半径(按线束内侧弧线测量)不应过大,参考表1 原则布置。

工程机械电气系统线束布置与装配要点分析

在没有支点的直线距离上两固定点间距一般不大于300mm,为防止线束过弯拐点位置造成干涉,拐点位置必须设置固定点,直角拐点需设置2 个固定点,且固定点位置应在距拐点100mm 的范围内,钝角拐点在此范围可设置1 个固定点,但需保证线束安装后无干涉现象,同时应避免锐角拐点的出现。

在存在支点的干线上设置固定点,固定点距支点应不大于100mm。与其他线束连接的插接件应固定在车体上,且在考虑插接件前不大于100mm 的合适位置设置固定点。

按照线束的尺寸选择固定线夹、并在线束上标明线夹固定点。为规范线束固定位置,指导装配操作,提高装配效率,可采用在线束上预先缠绕胶带的方法对固定点进行标示,胶带可选择白色或红色等易识别颜色,以便于装配操作过程中识别(图1)。三维布线阶段对固定点进行预先标示,装配试制阶段,根据装配可操纵性对线束结构及固定点进行再次优化。

工程机械电气系统线束布置与装配要点分析

线束避免和周围零部件干涉

1)线束固定后不直接和车身锐边接触,一是要与锐边、角留有间隙,二是要线束增加保护,避免车身锐边损坏线束外部绝缘层,导致短路事故。

2)安装在振动部件(发动机、振动式压路机压轮框架等)上的线束应根据振动部件振幅确定线束的预留长度,避免线束传递振动造成内部接点出现虚接现象,且尽量不要将插接件固定点设置在振动部件上。

3)安装于发动机附件高温区域的线束考虑线束耐高温特性,线束参考标准QC/T 29106-2004 进行设计(表2)。发动机线束应布置于发动机低温侧,线束与排气歧管之间的距离应大于50mm,与发动机处温度大于150℃的零部件距离大于50mm。

工程机械电气系统线束布置与装配要点分析

4)线束不与发动机燃油管路使用相同的固定点,尤其是在线束连接部位和油路连接部位,不与燃油管路交叉或接触,应布置与燃油管路的上侧。避免线路表面破损短路和油料泄漏或蒸发密度等条件均达到一定条件时引起火灾。

装配工艺性、维修工艺性

1)装配时不要把线束拉得太紧(尤其在工作装置等运动部件上),运动部位线束预留长度应该保证部件运动至极限位置时线束不承受拉力或挤压。线束装配后,周围要有足够的间隙通过,尤其是工作装置及操纵系统附近,线束与临近运动部件之间的间隙应大于25mm,保证不被其它部件挤压、不被操纵连杆等拉扯。避免线束绝缘层图1 推土机地板架线束 被夹断、磨损或破裂引起接地等故障。

2)为了便于检查及维修,插接件布置在容易操作的位置,如果电器件的安装操作空间足够,则线束可直接插接至电器件上;如果安装空间狭小且位置隐蔽,则需要将电器件所带导线适当加长,使得与线束连接插接件布置在便于安装及维修的位置。插接件尽可能的水平布置,不要布置在雨水聚集区域或车体外部,避免直接和雨水、油类等外界环境接触;必须布置在上述区域时要采用防护措施,采用防水插件,使用胶塞或胶套等方法,避免插件内进水使端子表面氧化。

3)仪表箱内线束布置时,根据仪器仪表的安装深度、插接口的位置及方向、安装后距后面板的空间确定预留线束的长度,考虑到操作的方便性,插接方向的空间必须大于2 倍插头长度,线束必须预留一定长度。

4)线束过线孔必须大于需要通过的最大插接件的尺寸,过线孔设计环管等橡胶防护件。如从驾驶室内向室外通过钣金孔,外部线束必须低于过线孔,且要设计相应橡胶防护及密封件,避免孔口振动磨损,避免在线束上滴、洒液体后,有液体进入室内的可能。

其它注意事项

1)蓄电池正极端子和电气舱盖板之间必须留有不小于20mm 的间隙,蓄电池正极电缆和运动部件的间隙必须在25mm 以上,避免短路引起蓄电池瞬间大电流放电,造成蓄电池爆炸。蓄电池正极端子必须设置绝缘塑料保护罩或其它不易变形的保护措施,同时保证保护措施不易脱离。蓄电池负极必须分别单独连接车身,负极固定使用螺栓或螺母,接线柱确保无喷漆、锈蚀。

2)为防止电磁干扰,仪表信号线、发动机控制模块信号线等布置尽可能避开大电流导线(发动机启动线束)和电磁干扰源(喇叭、启动电机等)。同时,信号线采用双绞线、多层屏蔽线能有效地防止电磁干扰。

3)接地点应布置在底盘或车身等大型结构件上,但是要避开雨水聚集区域或车体外侧,防止接地点锈蚀后接触不良。接地点也应避开燃油管路,避免燃油泄漏存在的安全隐患。同时,连接接地线前应检查确保接地点部位无油漆、锈蚀,防止接触不良。

4)确保保险丝和继电器更换的方便性,使用频率高的用电器,其保险丝和继电器在保险丝盒内的位置布置在易寻找、易更换操作的位置。使用频次高、长时间工作、负载电流大的用电器,其熔断器、继电器布置时适当增加相互间距离,或和使用频次低、短时间工作、负载电流小的熔断器、继电器间隔布置。避免热量聚集、散发慢,造成局部温度上升,降低熔断器、继电器的性能和寿命。同时,温度上升也会造成保险丝盒本体变形、碳化,安装件的位置精度降低、接触电增加,进一步引起保险丝、继电器的发热量上升,保险丝盒报废。

结语

恶劣的工作环境及多变的工况造成了工程机械电气系统故障频繁,线束布置合理、装配操作规范是提高电气系统可靠性的重要举措。不同工程机械应结合其特有的工作环境及结构特点,采用三维布线进行线束布置设计并遵循以上基本原则合理布置线束及规范装配操作,线束装配及后期维修的工艺性在产品试制阶段进行改善,能够有效提高电气系统的合理性及可靠性。

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