谈车用电缆线束的金属线材及其运用

2020年10月18日 评论 270 4769字

电线束的功能由普通信号传递扩大到数据传递。由于导线传输信号的局限性,越来越阻碍着整车的发展,因而大量使用光缆,将使汽车线束的制造技术迎来第三次飞跃,光缆具有传输速度快、容量大、体积小、保密性强、抗干扰好等优势,将很快成为未来汽车数据处理和交换的重要优选材料,使动力和信号分配系统进入一个新的发展历史阶段。

汽车线束电缆用的金属材料

汽车线束是指由铜材冲制而成的接触件端子(连接器) 与电线电缆压接后,外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等,以线束捆扎形成连接电路的组件。线束应用非常广泛,可用在汽车、家用电器、计算机和通讯设备、各种电子仪器仪表等方面。

汽车电线又称低压电线,它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线,有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线,有些软线细如毛发,几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管(聚氯乙烯)内,柔软而不容易折断。

谈车用电缆线束的金属线材及其运用

汽车线束对材料的要求非常严格:包括其电气性能、材料散发性、耐温性等等,都比一般的线束要求要高,特别是涉及到安全方面的:如方向控制系统、刹车这些重要组件的线束,要求更为严格。汽车线束电缆用的金属材料有如下种类:

铜:导电性仅次於银,导热性仅次于金、银;抗腐蚀,无磁性,塑性好,易于焊接,用途广泛。铜合金主要为提高铜的耐磨性,耐腐蚀性及机械物理性能。

银:金属导电性及导热性最高,具有良好的耐腐蚀性及耐氧化性,易于焊接;主要用于镀层和包复层;主要用做耐高温线及(注:依照集肤效应原理)用做高频通讯电缆导体。

铝:导电性仅次于银、铜、金;导热性好,耐腐蚀性好,机械强度一般,塑性好,比重小。缺点是抗拉强度低,不易焊接。铝合金主要为提高铝的机械强度,耐热性及可焊性。

金,镍:用做耐高温线。

铁(钢):常作复合导体的加强材料,如钢芯铝绞线,铜包钢,铝包钢线等。

锌:用做钢丝/钢带/铁导体的镀层,用以防腐蚀。

锡:用做钢丝/铜线的镀层,用以防腐蚀,并有利於铜线的焊接。

汽车线束电缆线材的类型、规格与标准

汽车线束电缆在在汽车中有着很大的应用。汽车线束电缆选择什么样的导线类型,更是对汽车线束的性能起着重要的作用。要设计一根好的线束,对于导线的类型选择容不得半点马虎。线可以按照性质来分为电子线与电缆线:电子线包括非屏蔽线与屏蔽线(UL1571 这种线会有屏蔽线,其他电子线一般都是非屏蔽线);电缆线也包括非屏蔽线与屏蔽线, 比如:UL2464,可以分成这两种。按照标准分:UL/CSA(安规线)、CCC(国标线)、VDE(德标线) PSE( 日标线) 等, 其中UL/CSA,VDE, CCC 是比较经常见的线,目前用的最多是UL/CSA线。

谈车用电缆线束的金属线材及其运用

汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线,它们各自都有允许负载电流值,配用于不同功率用电设备的导线。以整车线束为例,0.5规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等;0.75规格线适用于牌照灯,前后小灯、制动灯等;1.0规格线适用于转向灯、雾灯等;1.5规格线适用于前大灯、喇叭等;主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5~4mm2电线。这只是指一般汽车而言,关键要看负载的最大电流值,例如蓄电池的搭铁线、正极电源线则是专门的汽车电线单独使用,它们的线径都比较大,起码有十几平方毫米以上,这些“巨无霸”电线就不会编入主线束内。

汽车线束常用的导线种类有日标(AVSS等)、国标(QVR)、德标(FLRY)、美标等几大系列。AVSS导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;QVR的特点是绝缘皮厚,比较柔软,延展性好;德标导线绝缘皮更薄,柔韧性好;美标导线绝缘皮一般为热塑性或热固性弹性体,还有经过辐照工艺加工的。可根据用户的需求和不同的工作环境选取适当类型的导线。汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线,绝缘皮为PVC绝缘材料。

线束用导线要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。汽车线束选用的导线,要充分考虑线束所处的环境和功能。例如:发动机周围环境温度高,腐蚀性气体和液体也很多。因此,一定要使用耐高温、耐油、耐振动、耐摩擦导线;行李厢盖上的导线要在低温下保持其弹性,所以要选用冷弹性导线保证其正常工作;自动变速器上的导线一定要耐高温、耐液压油,其温度稳定性要好;弱信号传感器要用屏蔽导线,例如爆震传感器和曲轴位置传感器、ABS轮速传感器等;门内线耐弯曲性要求高等。

汽车低压电线束横断面的技术要求

汽车线束是当今电子化、信息化时代行业中发展快、市场需求量最大、安装方便的产品之一。车内配置功能齐全,但隐藏在车身内部的电器线路复杂,尺寸偏大,不易更换。线束的可靠性是影响整车性能的关键部件,线束质量的控制十分必要。国标对汽车低压电线束横断面分析技术的要求和压接连接端子断面分析技术如下:

电线束尺寸应符合下列要求F型压接端子剖面分析仪:干线和保护套管长度宜不小于100mm,并为10的倍数铆接断面电脑分析仪。如:100mm、110mm、120mm;端子切片分析系统支线长度宜不小于30mm;接点之间汽车低压电线束横截面金相分析仪,接点与分支点之间距离宜不小于20mm;电线与端子连接处需装绝缘套管时线束端子检测设备,绝缘套管长度不得小于20mm。

端子与电线连接应优先采用压接方法汽车线束压接端子截面分析技术,连接应符合下列要求:端子应分别压紧在导体和绝缘层上汽车线束端子切面分析系统,导体不应压断,绝缘层不应压人导体压接部位,应可见电线导体汽车线束断面金相分析仪,但不能妨碍插接。绝缘层压接部位经不少于3个循环的弯折试验后汽车线束压接端子截面分析。采用压接方法的端子与电线压接处的横断面应符合规范的要求连接器金相分析系统。

端子与导体压接和压接接点横断面检验应按下述方法进行线束断面金相分析仪:试样的制作线束端子检测设备:将受检试样(应避开端子的加强筋)截断后,取其中一侧作为试样,其断面应磨平,并做化学腐蚀处理汽车线束断面金相分析仪,直至能够样检验。

根据国家有关技术规范规定,不同回路的电线、不同电压的电线、不同的交流电线与直流电线是不能穿在同一根护管内的。因为不同线路的用途、规格不同,电量负荷也不同,若是穿在一起,电量负荷较大的会干扰和损坏电量电荷较小的线路,万一电源线熔断,会造成短路,产生火花,导致火灾。弱电信号线更不能与强电走在一起,这是因为强电产生的电磁场会影响弱电的信号,影响通信和视频效果。照明线和插座线截面积不一,负荷电量更是不统一,插座线反复使用频繁,会造成触电,短路等现象。所以不同用途、不同功能的电线绝不能穿在同一根护管内。

汽车线束电缆线材的排列与加工

在排列线束前要事先绘制线束图,线束图与电路原理图是不一样的。电路原理图是表述各个电气部分之间关系的图像,它不反映电气件彼此之间怎样连接,不受各个电气元件的尺寸形状和它们之间距离的影响。而线束图则必须要顾及各个电气元件的尺寸形状和它们之间的距离,也要反映出电气件彼此之间是如何连接的。线束厂根据线束图做成线束排线板后,就按照排线板的规定来截线排线了。

整车主线束一般分成发动机(点火、电喷、发电、起动)、仪表、照明、空调、辅助电器等部分,有主线束及分支线束。一条整车主线束有多条分支线束,就好象树杆与树支一样。整车主线束往往以仪表板为核心部分,前后延伸。由于长度关系或装配方便等原因,一些汽车的线束分成车头线束(包括仪表、发动机、前灯光总成、空调、蓄电池)、车尾线束(尾灯总成、牌照灯、行李箱灯)、篷顶线束(车门、顶灯、音响喇叭) 等。

线束上各端头都会打上标志数字和字母,以标明导线的连接对象,操作者看到标志能正确连接到对应的电线和电气装置上,这在更换线束时特别有用。同时,电线的颜色分为单色线和双色线,颜色的用途也有规定,一般是车厂自订的标准。我国行业标准只是规定主色,例如规定单黑色专用于搭铁线,红单色用于电源线,不可混淆。线束用机织线或塑料粘带包裹,出于安全、加工和维修方便,机织线包裹已经淘汰,现在是用粘性塑料胶带包裹。

线束用机织线或塑料粘带包裹,出于安全、加工和维修方便,机织线包裹已经淘汰,现在是用粘性塑料胶带包裹。线束与线束之间、线束与电气件之间的连接,采用联插件或线耳。联插件用塑料制成,分有插头和插座。线束与线束之间用联插件相接,线束与电气件之间的连接用联插件或线耳。随着汽车功能的增加,电子控制技术的普遍应用,电气件越来越多,电线也会越来越多,线束也就变得越粗越重。因此先进的汽车就引入了CAN总线配置,采用多路传输系统。

与传统线束比较,多路传输装置大大减少了导线及联插件数目,使布线更为简易。

汽车电线的导体是由许多根铜丝绞合而成,绞合的导体具有良好的弯折性和柔韧性。绞制导体的铜丝是采用拉丝机把很粗的铜杆通过多道拉拔拉制的。铜丝的尺寸在0.1~0.4mm 左右,和头发丝的粗细差不多。传统的拉丝机每次只能拉制一根铜丝,单头拉丝机拉制的铜丝是在不同的时间,不同的设备拉制的,其工艺条件区别很大,模具、润滑、拉拔力、韧炼温度和时间等多种工艺参数很难保持一致,这样的铜丝凑在一起,其尺寸、材质、金相结构,力学弹性模量、极限断裂伸长率都差别很大。而目前先进的拉丝机是带连续退火的多头拉丝机,一次可以拉制一束铜丝,这一束铜丝有十几根。这种拉丝机占地少,生产效率高,节能显著,用人少,劳动强度底。多头拉丝技术广泛被国外汽车电线制造厂所采用,主要是其保证了汽车电线的高质量。

汽车线束电缆线材的选择

汽车线束材料一般选用铜芯聚氯乙烯(QVR)、铜芯聚氯乙烯—丁晴复合物绝缘低压电线(QFR),而铜芯耐热105℃的聚氯乙烯(OVR-105)则应用在车辆高温区电器及仪表线路上。世界著名的汽车零部件公司德尔福开发了可循环再利用的无卤(Halogen Free)线束材料,是30年来电源导线技术发展的重大突破。无卤线束覆膜采用美国GE高新材料公司的“柔性Noryl树脂”。柔性Noryl树脂不含卤素、氯素及铅, 最高使用温度达110 ℃,温度特性及阻燃性出色。更重要的是,这种材料非常环保,可回收循环利用。

线束的颜色:客车线束错综复杂。为便于接线和修理,应能直观地分清线头,同一束中相同直径的线路应尽量在颜色上有所区分。线束的颜色有单色或双色之分:双色由主色和辅色构成,辅色为2条轴向直条,成对称位置分布,布置方法为先主色后辅色,如红绿线(RG);单色标志的颜色及代号为红R、橙O、黄Y、绿G、棕N、蓝U、紫P、黑B、白W、灰S。

电线电缆作为电力传输的主要载体,选购汽车线束电缆时注意以下几点:选购电线电缆产品时应观察产品的合格证对于产品型号、规格、额定电压、芯数、生产日期、执行标准、许可证编号等相关信息是否标注齐全,产品实物表面应印有厂名、产品型号和额定电压的连续性标志,核实两者相关的信息是否一致。电线外层塑料皮色泽鲜亮、质地细密,表面是否有毛刺或突起,外观是否光滑、圆整、色泽均匀,导体使用电解铜,外层光亮而稍软。再看一下电缆的截面,铜(铝) 芯应处于中间,塑料层厚薄应均匀。合格证上都有长度标识,可先估算一下成品包装的一圈线的长度,再数一下线盘的圈数,估出整卷线的大概长度,此外还要注意导体的直径,看电缆的长度和截面。选用电线电缆产品时,最好请教有经验的专业电工,根据自己的用电负荷来采用合适截面大小和电压等级的电缆。

结束语

综上所述,随着汽车功能的增加,电子控制技术的普遍应用,电气件越来越多,电线也会越来越多,线束也就变得越粗越重。现代汽车就引入了CAN总线配置,采用多路传输系统。与传统线束比较,多路传输装置大大减少了导线及联插件数目,使布线更为简易。

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