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線束的類別及導線類型選擇的依據

  導線類型又稱為導線線種,導線選擇的第一步是先確定導線的類別,本文主要介紹車用導線的類別及導線類型選擇的依據。

  1 導線的分類

  1)按標準分類

  低壓汽車導線按照標準不同主要分國標線、日標線、德標線、 美標線等4大系列。

  選用導線類型重點考慮線束所處的環境和功能,每個標準系列下的導線也有很多子類供選擇,如:

  國標:QVR、QVR-105、QFR、QVVR等;

  德標:FLRY-A、FLRY-B、FLR4Y、FLR13Y等;

  日標:AV、AVS、AVSS、CAVS、AVX、AEX等;

  美標:GXL、TWP、TXL、GPT、HDT、STS等。

  日標導線的特點是薄皮絕緣,柔韌性較好;國標導線的特點是絕緣皮厚,比較柔軟,延展性好;德標導線絕緣皮更薄,柔韌性好;美標導線絕緣皮一般為熱塑性或熱固性彈性體,還有經過輻照工藝加工的。可根據用戶的需求和不同的工作環境選取適當類型的導線。在汽車行業里面,目前德標線使用的最多,日標線主要是日系車使用。

  不同系列的導線的參照標準(在線束工程師公眾號里面回復關鍵詞“導線標準”即可獲取)如下:

  1) 國標線纜參照標準:GB/T 8139、JB/T 8139、QC/T 730、QC/T 1037

  2) 日標線纜參照標準:JASO D608、JASO D609、JASO D611、JIS C3406

  3) 德標線纜參照標準:ISO 6722、DIN72550、DIN72551、DIN76772、VW 60306、LV 112- 3

  4) 美標線纜參照標準:SAE J1128、 SAE J1678、 US CAR-21。

  2)按用途分類

  從用途上分, 汽車線束上的導線大致可以分為普通導線、雙絞線和屏蔽線。

  普通導線應用最廣泛, 不再贅述。

  雙絞線是由兩根帶絕緣層的普通細電線按一定的比例相互纏繞而成的,如下圖所示:

  雙絞線原理是:若外界電磁信號在2條導線上產生的干擾大小相等且相位相反, 這個干擾信號就會相互抵消。雙絞是消除干擾最簡單的一種方式, 在一些要求不是很嚴格的情況下可以使用雙絞線。

  屏蔽線分為鋁箔屏蔽線和編織網屏蔽線,如下圖所示:

  鋁箔主要是用于屏蔽高頻電磁波,防止高頻電磁波與網線導體接觸進而產生感應電流, 增加串擾。 編織網一般是由鍍錫圓銅線編織而成。主要是防止低頻電磁波干擾。其工作原理與鋁箔是相同的。

  屏蔽線工作原理:以鋁箔屏蔽線為例,當高頻電磁波接觸到鋁箔時,根據法拉第電磁感應定律可知,電磁波會趨附到鋁箔表面,并產生感應電流。此時,需要一根導體把感應電流導入大地,避免感應電流對傳輸信號造成干擾。(故屏蔽線一般要求屏蔽層一端搭鐵一端懸空。)

  鋁箔屏蔽線中的黑色電線是搭鐵線, 編織網屏蔽線中的編織網是搭鐵線, 現在一般用的都是鋁箔屏蔽線, 因為其線束加工過程操作相對簡單。

  屏蔽是避免電磁干擾的最有效措施, 因為外界的干擾電磁波在傳播過程中, 遇到金屬材料并不會穿過, 而是被迫改變方向沿著金屬行進。因此,若將金屬材料包覆在所要屏蔽的設備或導線外邊進行屏蔽, 并通過接地線與大地連接, 干擾電磁波會通過接地線流向大地, 被屏蔽導線中的信號就能被正常傳輸。

  下表顯示了雙絞線和屏蔽線的定義、成本、加工、功能和運用5個方面的異同點對比。

  表 雙絞線于屏蔽線對比

  2 導線的特性

  汽車線束常用的導線通常使用多股絞合銅導線,絕緣皮多用PVC絕緣材料,要有耐溫、耐油、耐磨、防水、防腐蝕、抗氧化、阻燃等特性。

  1) 耐熱性

  根據線束導線的工作環境溫度,選用不同耐溫等級的電線。線束設計選用導線類型重點考慮線束所處的環境和功能。

  導線耐溫等級分8個溫度等級(ISO 6722),如下表:

  圖:ISO 6722對導線耐溫等級的定義

  乘客艙的電線可選用耐溫等級為90℃的導線;發動機艙線束可選擇耐溫等級為180℃的導線;橫穿上述2個區域的導線應選用耐溫等級同時滿足2個區域溫度要求的導線, 可以通過溫度場獲得該區域的耐溫要求, 再從各導線耐溫等級確定選用的導線類型。

  2) 耐磨性

  導線本身就應該具備防止配線部位由于磨損而引起的絕緣體損壞、漏電。

  在設計時, 導線應盡量避免與容易發生震動的零件接觸,以防止線束發生磨損、斷裂。如不可避免, 可采用包裹膠帶或者外加波紋管。

  3) 阻燃性

  阻燃性是指零件在著火后將燃燒時間(速度)、范圍控制在一定范圍內的規定。

  4) 彎折性

  規定設計中要求具有彎曲性的零件的反復彎曲性。零件的彎曲程度、允許彎曲次數、環境溫度要根據使用情況來設定。如車門用的膠套要求達到180° / 10萬次/ -30~80℃。

  3 導線類型的確定

  導線類型的選擇,應該是基于平臺化的基礎上進行的。以下是關于導線類型選擇的一些行業通用原則:

  由于導線隨著環境溫度的升高其載流量會降低,導線選取時需根據線束的工作環境,選取相應耐溫等級的導線。

  發動機周圍環境溫度高,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、耐摩擦導線;

  自動變速器上的導線一定要耐高溫、耐液壓油,其溫度穩定性要好;

  行李廂蓋上的導線要在低溫下保持其彈性,所以要選用冷彈性導線保證其正常工作;

  弱信號傳感器要用屏蔽導線,例如爆震傳感器和曲軸位置傳感器、ABS輪速傳感器等;

  頻繁開/關的車門電線耐彎曲性要求高;

  跨越車身之間的電線要求撓曲性能良好等;

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