028-85266660-819
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汽車線束固定件設(shè)計選用原則
2023-08-29
線束是汽車組成不可缺失的零部件，它是汽車電子電器之間連接的載體，連接汽車的電子電器部件并使之發(fā)揮功能，因此線束的固定以及防護就顯得尤為重要，如果線束固定不牢固，可能會導(dǎo)致線束與周邊環(huán)境的磨損，造成用電器功能的喪失。近年來，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，電器功能越來越多，線束環(huán)境越加復(fù)雜，選擇合理的固定件可以避免很多干涉問題。本文根據(jù)自己的設(shè)計經(jīng)驗，從實際出發(fā)，對汽車線束固定件的選型原則及注意事項進(jìn)行總結(jié)。線束固定件的目的是固定線束走向、防止線束與周邊件的干涉、防止線束損傷以及防止線束來回串動產(chǎn)生噪聲等。
| 1 扎帶卡扣的種類及特點
線束上用到的固定件主要有扎帶、卡扣、管卡、管夾、護套卡扣、卡釘?shù)龋鶕?jù)使用情況，可將固定件分為5種，詳見表1。
1.1 扎帶類型
扎帶可分為杉樹型、箭頭型、焊接螺柱型、卡鈑金型、粘貼型等多種類型。
1） 杉樹型扎帶：因其扎帶頭類似于杉樹而得名。杉樹型相對于其他幾種的優(yōu)點是適配板厚范圍大，缺點是拔出力小于箭頭型，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。其中，杉樹型扎帶又分為：普通型、偏置型、抬高型以及帶管卡型，如圖1所示。
2） 箭頭型扎帶：有著高拔出力，當(dāng)聽到“咔噠”一聲，使用者即能感受到箭頭已安全固定到位，箭頭型扎帶相對于其他幾種的優(yōu)點是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點是適配板厚范圍小。箭頭型扎帶又分為：普通型、帶管卡型、無保護型、半保護帽型、偏置型以及抬高型，如圖2所示。
3） 焊接螺柱型扎帶：主要用于車身上無法開孔的部位，車身上焊接螺柱，扎帶安裝在螺柱上實現(xiàn)線束固定。常見焊接螺柱型扎帶又分為：可橫向調(diào)整扎帶、不可橫向調(diào)整扎帶、低平可橫向調(diào)整扎帶、帶保護帽扎帶等，如圖3所示。
4） 卡鈑金型扎帶：用來捆扎和引導(dǎo)鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上。其優(yōu)點是安裝方便、無需開孔，缺點是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。常見卡鈑金型扎帶的類型如圖4所示。
5） 粘貼型扎帶（圖5）：撕開上面的塑料薄膜后，粘貼使用。其優(yōu)點在于裝配方便，無需對手件做任何工作。缺點是操作繁瑣，固定不牢靠，且成本較高。
1.2 卡扣類型
卡扣可分為杉樹型、箭頭型、焊接螺柱型、鈑金型等多種類型。
杉樹型卡扣分為偏置、一字和半一字3種，如圖6所示。其相對于其他幾種的優(yōu)點是適配板厚范圍大，缺點是拔出力小于箭頭型，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。箭頭型卡扣分為：一字、半一字、偏置一字、偏置半一字、“L”型走向以及組合卡扣，如圖7所示。箭頭型扎帶相對于其他幾種的優(yōu)點是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點是適配板厚范圍小。
焊接螺柱型卡扣主要用于車身上無法開孔的部位。車身上焊接螺柱，卡扣通過安裝在螺柱上來實現(xiàn)線束固定，主要分為一字卡和組合卡，如圖8所示。
鈑金型卡扣是特別設(shè)計用來捆扎和引導(dǎo)鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上，主要分為一字卡和偏置一字卡兩種，如圖9所示。其優(yōu)點在于安裝方便，無需開孔，缺點是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。
1.3 管卡
管卡安裝方便、簡單，但其使用直徑有限，且有些種類固定不牢靠。管卡分為鈑金固定管卡、帶固定管卡以及雙管卡等，如圖10所示。
1.4 管夾
管夾一般安裝在需要牢固固定的線束上，其優(yōu)點是固定牢靠，具有導(dǎo)向支撐作用，缺點是成本高，且安裝較其它卡扣復(fù)雜，拆卸困難。管夾分為P型管卡、（組合式） 帶固定的雙管卡兩種，如圖11所示。
1.5 護套卡扣
護套卡扣是用來確保定位連接器到基板的零部件，其優(yōu)點是裝配簡單，拆卸方便。護套卡扣分為箭頭型、杉樹型、組合型以及鈑金卡等，如圖12所示。
| 2 基于車身開孔方式的選型
車身常見的開孔型式有通孔、非通孔/螺紋孔、螺柱、鈑金邊或其他銳邊等，故卡扣選型時，除匹配開孔大小外，需適配鈑金厚度，同時需考慮卡扣安裝到位后，卡扣頭部與周邊環(huán)境件間隙。常見通孔鈑金開孔形式如圖13所示。
非通孔主要是指應(yīng)用于變速箱體等鑄造件上的螺紋孔，需選用適配螺紋孔內(nèi)徑的卡扣。螺柱（圖14） 包括車身上凸焊螺柱及固定件的雙頭螺柱，需選用匹配螺柱直徑大小的卡扣。
鈑金邊或其他銳邊，無法開孔或焊接螺柱的位置，選用鈑金卡扣固定，但不推薦使用，尤其濕區(qū)環(huán)境下，不建議固定在鈑金件上，易造成漆面劃傷，鈑金腐蝕生銹，且鈑金卡使用時需考慮安裝定位。
| 3 基于整車環(huán)境的選型
1） 依據(jù)車身環(huán)境選擇線束固定件。線束固定件選型要滿足整車環(huán)境要求，車身不同區(qū)域溫度、防水、降噪、顏色等要求各不相同，所選線束固定件要滿足所處位置的環(huán)境要求。
2） 車身環(huán)境溫度要求。車身環(huán)境不同區(qū)域溫度分布各不相同。前機艙環(huán)境溫度在-40~125℃之間，部分區(qū)域在125℃以上，例如高溫區(qū)EGR、排氣歧管、氧傳感器區(qū)域。駕駛艙環(huán)境溫度在-40~85℃之間。線束固定件要依據(jù)區(qū)域溫度要求選擇滿足耐溫要求的固定件。
3） 線束固定件常用材料耐溫等級。不同材料的線束固定件耐溫范圍不同，在設(shè)計選型時要根據(jù)固定件使用溫度范圍合理選型。一般前機艙溫度范圍在-40~125℃之間，在設(shè)計選型時要特別注意。如果線束布線時能合理避開高溫區(qū)，也可以選擇耐溫等級在-40~105℃之間的固定件，以便降低設(shè)計成本。
4） 車身環(huán)境防水、防塵、降噪等要求。為防止水、灰塵等進(jìn)入室內(nèi)，同時降低噪聲，與駕駛室內(nèi)相關(guān)濕區(qū)需要考慮密封和降噪。線束固定件作為所在區(qū)域需要密封的一部分，需要用到防水固定件，一般將前艙、底盤、四門、前后保區(qū)域定義為濕區(qū)。
| 4 基于標(biāo)準(zhǔn)及工廠生產(chǎn)的選型
1） 應(yīng)符合主機廠的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和工程技術(shù)人員的要求。主機廠標(biāo)準(zhǔn)一般都規(guī)定了緊固件的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)識、包裝、運輸及貯存等。除此之外，主機廠的工程師可能也會對固定件的選取有某些特殊要求，在選用固定件時應(yīng)注意這些要求。
2） 優(yōu)先選用扎帶（杉樹型），盡量避免選用鈑金卡、管卡。線束固定件中扎帶安裝方便、簡單，其相對于綁膠帶卡扣固定更可靠，線束不容易脫落，且價格相對便宜，在線束中使用最廣泛。在滿足設(shè)計要求的前提下，
要優(yōu)先考慮選用扎帶。針對車身鈑金孔不同的板厚要求，杉樹型扎帶可以滿足多種板厚的要求，有利于減少物料的種類，所以在設(shè)計選型時，優(yōu)先考慮杉樹型扎帶。在設(shè)計需要偏置時，如果扎帶不能滿足要求，優(yōu)先選用杉樹型卡扣。盡量避免選用鈑金卡，由于鈑金卡固定時會破壞車身漆面，暴露區(qū)域有腐蝕的風(fēng)險，對于外觀性要求高的位置慎重選用，且其固定位置精度一般不易保證，如必須選用時，建議選用塑料類型的，不破壞車身漆面，或用于固定在非金屬件上。盡量避免在管路上采用管卡固定線束，因為一般在其上采用管卡固定的效果會比較差，且固定狀態(tài)一般很難保證，此種方式最好只用做進(jìn)行管線隔離之用。
3） 增加共用性，減少新物料。線束固定件的設(shè)計選型應(yīng)考慮共用性，在滿足設(shè)計要求的情況下，盡可能選擇較少的固定件物料種類。對于客戶來說，較少的種類有利于車身鈑金的開孔；對于我們來說，較少的種類利于生產(chǎn)制造，有利于進(jìn)一步壓縮采購、物流和生產(chǎn)制造的成本。同時在滿足設(shè)計要求的前提下，盡量不開發(fā)新物料件，有利于進(jìn)一步降本和控制產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性。
4） 從數(shù)據(jù)庫內(nèi)選型，并選擇具有成本優(yōu)勢的固定件。盡量使用現(xiàn)有件，減少新采購件。在滿足設(shè)計要求的前提下，有多個物料都滿足要求時，選用具有價格優(yōu)勢的固定件，從設(shè)計源頭降低線束成本，減少物料品種，提升線束總成可靠性。
5） 保證整車線束布局的美觀整潔性。線束固定件的設(shè)計選型應(yīng)滿足線束整車布線環(huán)境要求以及整車技術(shù)要求，保證整車線束布置的美觀性、整潔性。在前機艙內(nèi)，要求線束固定件的顏色和周圍電器件顏色保持一致，要求為黑色或深色，禁止使用白色。在駕駛室內(nèi)，因有內(nèi)飾件覆蓋，顏色沒有特殊要求，但建議以黑色為主。
| 5 結(jié)語
隨著自動駕駛及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展及5G技術(shù)應(yīng)用，車內(nèi)的電器功能越來越多，導(dǎo)致線束要連接的電器功能也越來越多，同時面對線束布置的空間會越來越小，環(huán)境越來越惡劣。通過了解汽車線束固定件的選型設(shè)計原則，可以幫助我們在線束布置設(shè)計過程中，快速地在不同的環(huán)境中選擇合適的固定件，以確保整車線束的安全可靠。
