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线束的类别及导线类型选择的依据

  导线类型又称为导线线种,导线选择的第一步是先确定导线的类别,本文主要介绍车用导线的类别及导线类型选择的依据。

  1 导线的分类

  1)按标准分类

  低压汽车导线按照标准不同主要分国标线、日标线、德标线、 美标线等4大系列。

  选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能,每个标准系列下的导线也有很多子类供选择,如:

  国标:QVR、QVR-105、QFR、QVVR等;

  德标:FLRY-A、FLRY-B、FLR4Y、FLR13Y等;

  日标:AV、AVS、AVSS、CAVS、AVX、AEX等;

  美标:GXL、TWP、TXL、GPT、HDT、STS等。

  日标导线的特点是薄皮绝缘,柔韧性较好;国标导线的特点是绝缘皮厚,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。在汽车行业里面,目前德标线使用的最多,日标线主要是日系车使用。

  不同系列的导线的参照标准(在线束工程师公众号里面回复关键词“导线标准”即可获取)如下:

  1) 国标线缆参照标准:GB/T 8139、JB/T 8139、QC/T 730、QC/T 1037

  2) 日标线缆参照标准:JASO D608、JASO D609、JASO D611、JIS C3406

  3) 德标线缆参照标准:ISO 6722、DIN72550、DIN72551、DIN76772、VW 60306、LV 112- 3

  4) 美标线缆参照标准:SAE J1128、 SAE J1678、 US CAR-21。

  2)按用途分类

  从用途上分, 汽车线束上的导线大致可以分为普通导线、双绞线和屏蔽线。

  普通导线应用最广泛, 不再赘述。

  双绞线是由两根带绝缘层的普通细电线按一定的比例相互缠绕而成的,如下图所示:

  双绞线原理是:若外界电磁信号在2条导线上产生的干扰大小相等且相位相反, 这个干扰信号就会相互抵消。双绞是消除干扰最简单的一种方式, 在一些要求不是很严格的情况下可以使用双绞线。

  屏蔽线分为铝箔屏蔽线和编织网屏蔽线,如下图所示:

  铝箔主要是用于屏蔽高频电磁波,防止高频电磁波与网线导体接触进而产生感应电流, 增加串扰。 编织网一般是由镀锡圆铜线编织而成。主要是防止低频电磁波干扰。其工作原理与铝箔是相同的。

  屏蔽线工作原理:以铝箔屏蔽线为例,当高频电磁波接触到铝箔时,根据法拉第电磁感应定律可知,电磁波会趋附到铝箔表面,并产生感应电流。此时,需要一根导体把感应电流导入大地,避免感应电流对传输信号造成干扰。(故屏蔽线一般要求屏蔽层一端搭铁一端悬空。)

  铝箔屏蔽线中的黑色电线是搭铁线, 编织网屏蔽线中的编织网是搭铁线, 现在一般用的都是铝箔屏蔽线, 因为其线束加工过程操作相对简单。

  屏蔽是避免电磁干扰的最有效措施, 因为外界的干扰电磁波在传播过程中, 遇到金属材料并不会穿过, 而是被迫改变方向沿着金属行进。因此,若将金属材料包覆在所要屏蔽的设备或导线外边进行屏蔽, 并通过接地线与大地连接, 干扰电磁波会通过接地线流向大地, 被屏蔽导线中的信号就能被正常传输。

  下表显示了双绞线和屏蔽线的定义、成本、加工、功能和运用5个方面的异同点对比。

  表 双绞线于屏蔽线对比

  2 导线的特性

  汽车线束常用的导线通常使用多股绞合铜导线,绝缘皮多用PVC绝缘材料,要有耐温、耐油、耐磨、防水、防腐蚀、抗氧化、阻燃等特性。

  1) 耐热性

  根据线束导线的工作环境温度,选用不同耐温等级的电线。线束设计选用导线类型重点考虑线束所处的环境和功能。

  导线耐温等级分8个温度等级(ISO 6722),如下表:

  图:ISO 6722对导线耐温等级的定义

  乘客舱的电线可选用耐温等级为90℃的导线;发动机舱线束可选择耐温等级为180℃的导线;横穿上述2个区域的导线应选用耐温等级同时满足2个区域温度要求的导线, 可以通过温度场获得该区域的耐温要求, 再从各导线耐温等级确定选用的导线类型。

  2) 耐磨性

  导线本身就应该具备防止配线部位由于磨损而引起的绝缘体损坏、漏电。

  在设计时, 导线应尽量避免与容易发生震动的零件接触,以防止线束发生磨损、断裂。如不可避免, 可采用包裹胶带或者外加波纹管。

  3) 阻燃性

  阻燃性是指零件在着火后将燃烧时间(速度)、范围控制在一定范围内的规定。

  4) 弯折性

  规定设计中要求具有弯曲性的零件的反复弯曲性。零件的弯曲程度、允许弯曲次数、环境温度要根据使用情况来设定。如车门用的胶套要求达到180° / 10万次/ -30~80℃。

  3 导线类型的确定

  导线类型的选择,应该是基于平台化的基础上进行的。以下是关于导线类型选择的一些行业通用原则:

  由于导线随着环境温度的升高其载流量会降低,导线选取时需根据线束的工作环境,选取相应耐温等级的导线。

  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;

  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;

  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;

  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;

  频繁开/关的车门电线耐弯曲性要求高;

  跨越车身之间的电线要求挠曲性能良好等;

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