重卡線束搭鐵設(shè)計(jì)及應(yīng)用

郭秀杰，宋英華，張 俊，申 瑋

（中國(guó)重汽集團(tuán)汽車研究總院，山東 濟(jì)南 250002）

汽車上的用電器回路，大多數(shù)是蓄電池正極線直接與各用電器連接，蓄電池負(fù)極線直接搭在發(fā)動(dòng)機(jī)或車身金屬體上。像這種直接搭在發(fā)動(dòng)機(jī)或車身金屬體上的汽車線束連接方式稱為搭鐵。搭鐵分為正極搭鐵和負(fù)極搭鐵。隨著商用車電器設(shè)備越來(lái)越多，搭鐵性能的好壞直接影響整車系統(tǒng)性能穩(wěn)定與否。

1 搭鐵設(shè)計(jì)介紹

1.1 搭鐵原則

搭鐵點(diǎn)數(shù)量、位置及每個(gè)搭鐵點(diǎn)連接的負(fù)載類型是搭鐵設(shè)計(jì)的核心，在電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)負(fù)載類型和安裝位置合理選擇搭鐵點(diǎn)區(qū)域。根據(jù)用電器布置位置及搭鐵點(diǎn)計(jì)算得出回路線總長(zhǎng)。結(jié)合各系統(tǒng)搭鐵阻抗或電壓降的要求分析搭鐵線允許最大長(zhǎng)度，進(jìn)行搭鐵線長(zhǎng)度區(qū)域同心圓劃分，查找最佳公共搭鐵點(diǎn)。

搭鐵分配應(yīng)遵循：就近搭鐵、同系統(tǒng)同搭鐵、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)搭鐵的設(shè)計(jì)原則。

1）就近搭鐵 搭鐵點(diǎn)優(yōu)先設(shè)計(jì)在距離電器件較近的地方。搭鐵線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以避免額外的電壓降。

2）同系統(tǒng)同搭鐵 目的是避免不同系統(tǒng)間的串?dāng)_，同時(shí)便于系統(tǒng)故障的排查。信號(hào)搭鐵與功率搭鐵要分開，在信號(hào)型用電器的搭鐵設(shè)計(jì)時(shí)要將模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的搭鐵線分開，功率型用電器設(shè)計(jì)時(shí)要將電阻型和電感型的搭鐵線分開。

3）關(guān)聯(lián)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)搭鐵 關(guān)聯(lián)系統(tǒng)之間為保證信號(hào)傳輸準(zhǔn)確，將各自的搭鐵點(diǎn)盡量靠近設(shè)計(jì)，如果距離較遠(yuǎn)，應(yīng)在其各自的搭鐵點(diǎn)之間再連接導(dǎo)線橋接。

1.2 搭鐵類型

所有負(fù)載按照搭鐵線接線方式可分為單獨(dú)搭鐵、共用搭鐵及屏蔽搭鐵。

1）單獨(dú)搭鐵 在整車搭鐵設(shè)計(jì)中，單獨(dú)搭鐵的設(shè)備分為兩種：一種是ECU、ABS、AMT等涉及安全的控制模塊，另一種為空調(diào)風(fēng)機(jī)等大功率感性負(fù)載。單獨(dú)搭鐵優(yōu)勢(shì)在于電氣設(shè)備直接接在各自距離最近的搭鐵點(diǎn)，減少負(fù)載間的相互干擾。

2）共用搭鐵 考慮商用車上用電設(shè)備過(guò)多，不可能讓每個(gè)用電設(shè)備都單獨(dú)搭鐵，有時(shí)候就需要將某些用電設(shè)備的搭鐵線合并在一起，因此，負(fù)載按照布置位置及類型共用搭鐵，共用搭鐵可分為單點(diǎn)串聯(lián)搭鐵、單點(diǎn)并聯(lián)搭鐵、混合搭鐵，表1為各種類型負(fù)載共用搭鐵的推薦方式，表2為各種共用搭鐵的優(yōu)缺點(diǎn)。

表1 組合搭鐵

3）屏蔽搭鐵 屏蔽搭鐵優(yōu)先選擇同系統(tǒng)同搭鐵原則，即屏蔽層搭鐵搭在該系統(tǒng)控制器內(nèi)部或同一搭鐵點(diǎn)上。

1.3 搭鐵設(shè)計(jì)裝配工藝

搭鐵設(shè)計(jì)需要考慮搭鐵位置可靠性、裝配可靠性、防護(hù)可靠性和維修便利性。通過(guò)反復(fù)驗(yàn)證大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得出某重型卡車整車區(qū)域搭鐵裝配工藝如下。

1）蓄電池負(fù)極搭鐵 起動(dòng)機(jī)負(fù)極線要求端子完全套入蓄電池接線柱，此處螺柱材質(zhì)較軟（鋁或銅鋅合金），螺母擰緊力矩要求6±1Nm，如圖1所示。

表2 共用搭鐵優(yōu)缺點(diǎn)

圖1 蓄電池搭鐵

2）蓄電池箱內(nèi)搭鐵 箱體搭鐵前，需在接線柱上預(yù)裝一個(gè)M6外鋸齒鎖緊墊圈，壓入端子后使用M6尼龍自鎖螺母將其緊固到位，擰緊力矩9±1Nm，如圖2所示。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵 發(fā)動(dòng)機(jī)采用殼體搭鐵，使用M10自鎖螺母緊固，要求擰緊力矩45±5Nm，如圖3所示。

圖2 蓄電池箱內(nèi)搭鐵

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵

4）駕駛室本體搭鐵 駕駛室本體搭鐵分為搭鐵孔搭鐵和螺柱搭鐵，當(dāng)使用搭鐵孔搭鐵時(shí)，搭鐵孔在使用前需用銑刀打磨露出無(wú)涂層的白車身，如圖4所示。

當(dāng)駕駛室本體搭鐵使用螺柱搭鐵時(shí)，搭鐵螺柱在使用前需預(yù)埋螺母或外鋸齒鎖緊墊圈，一般為M6的螺柱，擰緊力矩9±1Nm，如圖5所示。

在設(shè)計(jì)某重型卡車整車區(qū)域搭鐵時(shí)，應(yīng)用以上搭鐵規(guī)范，經(jīng)測(cè)試搭鐵性能良好，沒有出現(xiàn)因?yàn)榇铊F不好導(dǎo)致電器系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

圖4 搭鐵孔搭鐵

圖5 螺柱搭鐵

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著用電器的增多，搭鐵設(shè)計(jì)已經(jīng)成為整車線束設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在進(jìn)行線束設(shè)計(jì)初期，就要參考搭鐵設(shè)計(jì)原則和布置規(guī)范，合理布置搭鐵點(diǎn)，以規(guī)避由于搭鐵不良帶來(lái)的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，并運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)分析手段不斷提升設(shè)計(jì)能力，大大增加整車電器系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低整車售后成本，提高業(yè)界口碑。