汽車線束保護介紹與分析

摘要： 介紹汽車線束接點、 孔式端子的保護措施以及外包扎保護方式， 闡述主要保護套管的選取和包扎材料的應用， 給設計人員提供資料參考。

汽車電路是汽車的重要組成部件， 而汽車電路中的功能與信號的傳遞是靠汽車線束搭橋連接起來 的， 汽車線束固定于整個車體上， 線束的損壞直接影響到了汽車電路性能。 汽車低壓電線束條件QC ／ T 29106—2004標準中4.11~4.15條款規(guī)定： 汽車線束應具有耐高低溫性能， 耐溫度、 濕度循環(huán)變化性能， 耐振動性能， 耐煙霧性能和耐工業(yè)溶劑性能。因此， 線束的外保護起著至關重要的作用， 合理的線束外保護材料和包扎方式不但可以保證線束品質， 而且可以降低成本， 提高經濟效益。 本文就國內目前汽車線束中外保護方式及其材料的選擇和應 用加以介紹。

汽車線束熱縮管

1 線束中的導線接點保護

汽車線束中導線與導線之間的連接點稱為線束接點， 接點普遍存在于儀表線束、 車身線束、 機艙線束和空調線束中， 通過接點可以實現開關與多個用電器、 用電器與用電器之間的信號傳遞和功能實現， 因此裸露的接點必須采取保護措施。

目前汽車線束生產行業(yè)中， 多根導線之間的接點一般采用U型端子壓接、 高頻焊和釬焊接3種方式。 不論采用哪種方式， 連接以后的導線線芯銅絲裸露在外， 如果不采取任何的保護措施， 電線銅絲或者U型端子受到環(huán)境的影響很容易被氧化， 并且多個接點同時被包裹于線束中很容易造成接點與接點之間的聯電或者裸露的銅絲刺破其它導線線皮， 引起汽車線路短路， 嚴重的情況會引起燒車現象。汽車低壓電線束條件QC ／ T 29106—2004 標準中4.5.5和4.5.6條款中的規(guī)定： 干區(qū)和濕區(qū)線束接點表面絕緣應良好， 絕緣材料應靠緊在接點部位上， 無位移、 脫開現象， 濕區(qū)接點的絕緣處理部位經防水試驗絕緣后， 絕緣電阻不低于100 MΩ。 因此， 線束接點必須采用絕緣性能良好的材料保護起來。

線束接點采用U型端子壓接是目前國內線束廠家普遍應用的一套加工工藝， 此工藝操作簡單， 效率高， 品質也穩(wěn)定。 U型端子壓接好的線束接點簡稱U型卡點。 U型卡點外保護如圖1所示。

圖1 U型卡點外保護

1） 膠帶包扎保護 常用兩種膠帶， 一種為PVC 膠帶， 一種為特殊布基膠帶。 膠帶寬度約40 mm， 全部采用卷裹包扎方式， 其中根據接點的大小不同， PVC膠帶一般卷裹4~7 圈， 布基膠帶卷裹2~4 圈。 此包扎方式一般應用于儀表線束、 頂棚線束、車身線束、 4門線束、 空調線束等室內線束中， 此處受環(huán)境影響較小。 PVC膠帶主要應用到控制開關、 信號傳遞或者小功率電路的接點。 布基膠帶主要應用到控制用電器的線路中， 布基膠帶一般長期耐溫150℃， 短期耐溫180℃。

2） 雙層熱縮管熱縮保護 根據連接點的大小不同， 雙層熱縮管一般選用準4、 準5、 準6、 準9等規(guī)格， 同時銅絲裸露的長度越長， 雙層熱縮管的長度也不一樣， 一般長度在30~50 mm之間。 雙層熱縮管保護接點一般應用在前艙線束和發(fā)動機線束中， 由于此處線束受外界環(huán)境因素影響較大， 如發(fā)動機的高溫、 雨雪天氣等。 雙層熱縮管可以完全將接點密封起來， 起到防水、 耐高溫、 耐磨的作用， 但成本相對于膠帶昂貴一些。

2 線束中的孔式端子保護

孔式端子一般用于搭鐵功能， 由于搭鐵點一般固定在車身架上或者發(fā)動機外殼上， 長時間外漏于外界空氣當中， 尤其是惡劣的天氣和環(huán)境下， 孔式端子很容易被腐蝕或者氧化， 造成連接電阻增大， 或者斷路， 因而需要在端子壓接線芯處做適當保護處理。 最常用的保護材料選用單層熱縮管或者雙層熱縮管。 室內線束中的孔式端子可使用單層熱縮管， 前艙線束和發(fā)動機線束環(huán)境惡劣， 可采用雙層熱縮管保護， 汽車上的ABS、 ECU、 安全氣囊搭鐵點一般也采用雙層熱縮管， 起到密封作用。 蓄電池線束中的蓄電池夾和孔式端子一般也用雙層熱縮管來保護。 孔式端子熱縮管保護如圖2所示。

圖2 孔式端子熱縮管保護

特殊裸露的導線導體上為了保護導體不被氧化， 外圍也用到熱縮管保護， 如屏蔽線的屏蔽網用熱縮管熱縮， 能夠起到更好的保護作用。

汽車構造圖

3 線束外包扎方式選用

線束外包扎起到捆扎、 耐磨、 阻燃、 防腐蝕、防干擾、 降低噪聲、 美化外觀、 方便操作等作用，一般根據工作環(huán)境、 空間大小以及特殊作用制定以下包扎設計方案。

1）發(fā)動機線束外包扎保護 此線束環(huán)繞固定于發(fā)動機上， 溫度較高， 震動較大， 工作環(huán)境惡劣， 因此采用高阻燃性、 耐腐蝕、 機械強度高的波紋管包扎， 如PA、 PPmod波紋管， 并且外圍采用PVC膠帶全纏， 起到完全的密封作用， 或者采用高性能的滌綸布基膠帶， 部分分支考慮到空間彎曲走向也可用耐高溫PVC管。 某發(fā)動機線束分支包扎如圖3所示。

圖3 某發(fā)動機線束分支包扎

2）前艙線束外包扎保護 此處工作環(huán)境也相對較差， 線束從左前輪上部沿著前車架環(huán)繞到右前輪上部， 尤其是雨雪天氣和惡劣的道路， 受環(huán)境影響大， 大部分支干也用耐腐蝕、 耐磨等機械強度好的波紋管包扎， 如PP、 PA波紋管； 一部分分支由于車體布局考慮到導線的彎曲性使用PVC管包扎， 如ABS輪速傳感器等分支， 甚至一部分主干采用耐磨性較好和耐高溫的布基膠帶包扎。

從前艙通過鈑金孔到駕駛室內的線束過度區(qū)域需用橡膠件來保護， 避免鈑金孔劃傷或磨損線束， 同時也能起到很好的防水效果， 禁止雨水順著線束流入駕駛室。

某前艙線束部分主干包扎如圖4所示

圖4 某前艙線束部分主干包扎

3）儀表線束外包扎 此線束固定于儀表板下， 工作空間較小， 由于此處儀表線束和控制功能較多， 從而決定了儀表線束分支較多， 線束整體比較緊湊， 但此處環(huán)境相對較好， 可用PVC膠帶全纏或花纏， 一部分分支需用PVC管包扎， 如加速踏板、氣囊分支等； 接音響功能的線束分支一般用海綿膠帶包扎， 起到良好的減震效果， 保證良好的信號傳遞； 一些部位為了達到良好的降噪效果， 需用絨布膠帶。 CD分支線束海綿膠帶包扎如圖5所示。

圖5 CD分支線束海綿膠帶包扎

4）4門線束外包扎 此線束安裝于4門內， 雖然空間較小， 但有內飾板保護， 可用膠帶全纏或者花纏， 部分支干可用工業(yè)塑料布或者PVC管來包扎。 某線束分支塑料布包扎如圖6所示。

圖6 某線束塑料布包扎

從4門鈑金孔過渡到室內的線束過渡區(qū)域同樣需要用韌性極好的橡膠件來保護。 某左前門線束橡膠件如圖7所示。

圖7 某左前門線束橡膠件

5）底盤線束、 頂棚線束包扎 此線束大部分支干會用扎帶或者卡扣安裝于車體鈑金孔內， 并且有內飾保護， 工作環(huán)境較好， 線束主干可直接用膠帶全纏或者花纏， 整體線束應柔軟， 便于安裝。 分支根據具體的分支走向和固定方式可采用膠帶全纏或花纏，使用編織網管包扎，也可使用PVC管保護； 某部位如果由于晃動與車體產生摩擦， 也可采取PVC管保護。 某地板線束分支絨布膠帶花纏如圖8所示

圖8 某地板線束分支絨布膠帶花纏

6） 蓄電池正負極線束包扎 此線束一般較短， 連接于蓄電池， 外圍一般使用波紋管包扎， 外用PVC膠帶全纏， 蓄電池正負極的蓄電池夾一般需用防塵橡膠帽來保護。某線束正極蓄電池夾上的橡膠帽如圖9所示。

圖9 某線束正極蓄電池夾上的橡膠帽

7）安全氣囊線束包扎 安全氣囊線束為汽車線束中的關鍵件， 其生產和加工尤為重要， 線束外保護物一般需用黃色波紋管和黃色PVC管， 并且采用黃色膠帶包裹， 起到很好的警示作用。

8）重工車線束包扎 一些在惡劣環(huán)境下工作的重工車線束， 由于其不規(guī)則外形受到空間和固定的影響， 此類線束外圍一般用到編織網， 線束內部接點的保護需用雙層熱縮管熱縮。

9）分支紙膠帶包扎 為了裝車方便， 線束中部分分支需提前用美紋紙膠帶捆扎起來； 一些重要的部件防止運輸過程中碰撞損壞， 需用泡沫塑料墊包裹， 外圍用美紋紙膠帶捆扎一下。 美紋紙膠帶良好的易撕性， 裝車人員可以方便迅速撕開膠帶， 普遍應用于臨時捆扎線束分支部位。 某線束分支紙膠帶捆扎如圖10所示。

圖10 某線束分支紙膠帶捆扎

汽車發(fā)動機倉

4 線束膠帶纏繞方式介紹之線束熱縮管

1）膠帶全纏 膠帶密封纏繞于線束支干上， 纏繞之后， 導線不外漏。 如圖11所示。 一般情況下膠帶全纏， 疊壓膠帶寬度的二分之一 （即膠帶包裹線束兩層）， 對于一些無特殊嚴格要求的部位， 膠帶疊壓寬度可放寬到三分之一， 起到密封捆扎線束的作用。

圖11 膠帶全纏包扎

2）膠帶花纏 膠帶螺旋纏繞于線束支干上， 纏繞之后， 部分導線螺旋外漏。 如圖12所示。 一般情況下膠帶花纏， 膠帶螺旋纏繞的寬度約二分之一（即線束外漏約膠帶寬度的二分之一）。 根據線束分支的粗細不同， 膠帶螺旋纏繞的寬度也不同， 同時所用的膠帶寬度規(guī)格也不同。 線束直徑≥10 mm時，選用規(guī)格為19 mm寬度的膠帶； 線束直徑＜10 mm時，選用規(guī)格為10 mm寬度的膠帶。 膠帶花纏起到捆扎線束的作用。

圖12 膠帶花纏包扎

3） 膠帶點纏

線束支干上每間隔一定的距離，膠帶原位置纏扎兩圈。 如圖13所示。 一般情況下膠

帶點纏也稱間隔纏， 膠帶間隔纏扎的距離L約100~ 150 mm。 特殊情況下可適當放寬距離或者縮小距離。 如果線束外需要做編織處理， 一般間隔距離為50~100 mm。

圖13 膠帶點纏包扎

圖13 膠帶點纏包扎

5 線束包扎材料分析之熱縮材料

1）單層熱縮管 定義為內壁層由熱固膠構成， 加熱可收縮的塑料管， 熱縮管在各種處理后能夠保證100%防水和絕緣， 并且耐溫達到125℃， 常用顏色為黑色， 收縮率為55% 左右， 常用規(guī)格為準4、準5、 準6、 準8、 準10、 準12。

熱縮套管

2）雙層熱縮管 材料與單層熱縮管一樣， 不同之處在于內壁熱固膠較厚， 有4 倍雙層和5 倍雙層， 熱縮過后能夠完全將被保護部分隔絕空氣， 起到100%防水和絕緣。 收縮率能夠達到75%左右， 絕緣性能高于單層熱縮管， 但同時價格也高。

3）波紋管 波紋管在線束包扎中占用的份量較大。 主要的特點是耐磨性較好， 在高溫區(qū)耐高溫性、阻燃性、 耐熱性都很好， 耐溫一般在-40~150℃間。根據包扎要求， 一般分為閉口波紋管和開口波紋管兩種， 閉口波紋管配合線束管夾可以起到良好的防水效果， 但比較難于裝配； 開口波紋管是普通線束中常用的， 比較容易裝配。 根據不同的包扎要求， 一般波紋管外采用PVC膠帶全纏和點纏兩種方式。

根據材質， 汽車線束常用波紋管分為聚丙烯（PP）、 尼龍 （PA6）、 聚丙烯改良 （PPmod） 和磷酸三苯酯 （TPE） 4種， 常用內徑規(guī)格從準4.5~準40不等。 PP波紋管耐溫達到100℃， 是線束中用量最多的一種； PA6波紋管耐溫達到120℃， 其在阻燃性和耐磨性方面較突出， 但抗彎曲性低于PP材質； PPmod 為聚丙烯改良型， 耐溫等級達到130℃； TPE耐溫等級較高， 達到175℃。 波紋管基本顏色為黑色， 一些阻燃材質允許略呈灰黑色， 有特殊要求或警示目的可以用黃色 （如安全氣囊線束波紋管）。

G-APEX熱縮管

4）PVC管 PVC管其材質為軟聚氯乙烯， 內徑規(guī)格從準3.5~準40不等， 管內外壁光滑， 色澤均勻， 能夠起到很好的外觀效果， 常用顏色為黑色， 其功用和波紋管差不多。 PVC管柔軟性和抗彎曲變形性較好， 而且PVC管一般為閉口， 所以PVC管主要用于線束拐彎的分支處， 以便使導線圓滑過渡。 PVC 管的耐熱溫度不高， 一般在80℃以下， 特殊的耐高溫管為105℃。

5）玻璃纖維套管 以玻璃紗為基材， 編織成管后， 用硅樹脂浸漬， 再加以烘干而成， 適用于易產生高溫高壓的電器之間的導線保護， 耐溫達到200℃以上， 耐壓達到千伏以上。 常用顏色為白色， 根據客戶的不同要求， 可以染成其它顏色 （ 如紅色、 黑色等）， 直徑規(guī)格從準2~準20不等。 一般線束中的易熔線用到此管。

6）膠帶 膠帶在線束中起到捆扎、 耐磨、 耐溫、 絕緣、 阻燃、 降噪、 作標記等作用， 是線束包扎材料中應用最多的一類， 線束常用膠帶一般分PVC膠帶、 絨布膠帶、 布基膠和海綿膠帶4種。

PVC膠帶是一種以絕緣的聚氯乙烯薄膜為基材， 單面均勻涂布壓敏膠粘劑制成的卷狀膠粘帶， 具有良好的粘接性、 耐久性和電絕緣性能。 膠帶解卷后膜面平整， 色澤均勻， 兩側面平整， 耐溫在80℃左右。 在線束中主要起到捆扎的作用。

常用絨布膠帶以聚酯無紡布為基材， 涂布高剝離強度無溶劑橡膠型壓敏膠制成， 無溶劑殘留， 耐腐蝕， 具有降噪性能， 手可撕， 操作方便， 耐溫105℃。 由于其材質柔軟并耐腐蝕， 非常適用于汽

車內部降噪部位線束使用， 如儀表盤線束等。 高品質的丙烯酸型絨布膠帶可以提供良好的耐溫、 耐油性能及耐老化性能。 高品質聚酰胺絨布構成， 高粘度、 無危險物質、 耐腐蝕、 均衡的解卷力、 外觀穩(wěn)定 （不冒卷）。

G5通用型熱縮套管

纖維布基線束膠帶用于汽車線束的耐高溫纏繞， 通過重疊搭接及螺旋的纏繞可以得到光滑而耐久的具有柔韌性的汽車線束。 高品質的棉纖維布與強力橡膠型壓敏膠構成， 高粘度、 無危險物質、 可手撕、 良好的柔韌性、 適合機用和手工使用。

滌綸布基線束膠帶是為汽車發(fā)動機區(qū)域線束的耐高溫纏繞而特殊設計的。 由于基材具有較高的強度及耐油和耐溫性能， 是用于發(fā)動機區(qū)域的理想產品， 具有高耐油性的高品質聚酯布基與強力的丙烯酸型壓敏膠構成。

線束海綿膠帶以低密度PE泡棉為基材， 單面或者雙面涂布高性能壓敏膠， 復合硅離型材料復合而成。有各種厚度、 密度和顏色選擇， 可以成卷或沖型模切成各種形狀， 膠帶具有優(yōu)異的耐候性能、 服帖性、緩沖性、 密封性和優(yōu)越的粘接性， 應用極其廣泛。

絨布海綿膠帶是一種性能良好的線束保護材料， 其基層是一層絨布復合一層海綿， 涂以專門配方的壓敏膠制成。 它起到降噪、 減震、 耐磨保護的作用， 廣泛應用于日系、 韓系汽車的儀表線束、 頂棚線束、 車門線束上。 其性能優(yōu)于普通絨布膠帶和海綿膠帶， 但價格也比較昂貴。

7）塑料布 汽車線束上用的塑料布一般選用專用配方制作的塑料片材精心壓制為基材， 在基材一邊復合15 mm專用雙面膠制成， 用于汽車線束的保護。 可根據用戶的需求裁切成要求的規(guī)格， 方便用戶提高工作效率。

云林熱縮管

8）橡膠件 橡膠件主要分布在發(fā)動機與駕駛室接口處、 機艙與駕駛室接口處、 4門與車廂接口處、 油箱進口處， 根據材質的不同， 常用為天然橡膠、 氯丁膠、 硅橡膠、 三元乙丙橡膠等。 其中天然橡膠具有良好的彈性和機械強度， 有優(yōu)異耐曲撓性， 有較高的撕裂強度和良好的耐寒性； 缺點是耐老化性不好， 不耐油和臭氧， 并且易燃。 氯丁膠具有良好的耐臭氧、 耐熱老化、 耐油性， 具有極強的阻燃性和自熄性； 但耐低溫性不太好， 且不易加工。 硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、 耐寒性、 介電性、耐臭氧性和耐大氣老化性等， 并且具有較寬的應用溫度范圍； 缺點是抗張強度、 抗撕裂強度較差。 三元乙丙橡膠具有較好的耐候性、 耐臭氧、 耐熱性、耐腐蝕性、 耐酸堿性、 高強度和高伸縮率等； 缺點是粘接性較差， 彈性不如天然橡膠。 由于三元乙丙的綜合性能較好， 是目前汽車橡膠件的首選。

6 帶有電器盒的線束的包裝工藝之熱縮管應用

超薄型熱縮套管適用于狹小空間

1）線束盤繞裝袋時應將電器盒盤繞在線束圓盤的中央， 便于線束的裝袋或裝箱。

2）必要時要對電器盒做特殊的防護， 比如用泡袋、 泡沫對線束上的電器盒特殊包裝后， 再進行裝袋、 裝箱操作。圖14為江淮某車型線束的電器盒泡沫包裝防護。

圖14 電器盒的泡沫特殊包裝防護

3） 線束檢測、 檢驗、 捆扎等操作完畢應立即貼合格證、 標簽，完成后立即裝袋、 裝箱、 封箱， 貼箱外合格證、 條碼、 特殊標識等操作； 如果不能立即裝箱包裝的線束， 必須將存儲區(qū)域隔離或界限明顯， 必須有線束的標識卡、 數量等信息， 杜絕線束的錯誤裝箱， 必要時需再次進行線束的抽檢確認。

4）為防止線束包裝紙箱的變形， 必要時需在紙箱四周放大小適中的三棱柱形狀的支撐棒， 增強紙箱的抗壓強度， 保護線束不被擠壓。

5）為便于運輸和搬運， 整箱線束的質量應滿足主機廠技術開發(fā)協議中包裝方案部分的要求， 一般情況下， 質量應小于20 kg （經驗值）。

6）整箱包裝數量要適中， 不宜過少未裝滿紙箱， 或者過多漲破紙箱， 不應高于紙箱口部平面為佳； 裝箱數量應以2的倍數或者5的倍數為佳。

G-APEX熱縮管

7）采用非密封、 可重復回收利用的周轉箱包裝的， 線束放置后不應高出周轉箱標示的上限位置，禁止有線束分支、 部件超出周轉箱壁邊緣外， 避免周轉箱在堆疊運輸時擠壓、 損壞線束分支或者部件。

8） 采用周轉箱包裝的線束， 需采取周轉箱口加蓋子或者塑料紙等防塵措施。

6 總結

汽車線束中電器盒的型號、 種類、 樣式多種多樣， 應根據電器盒實際安裝情況設計不同的裝配工藝， 良好的裝配工藝能夠大大提高效率； 采取正確的工藝、 工裝防錯， 采用先進的檢測設備、 合理的防錯措施， 能夠降低不良品的產生而造成的返工返修， 確保產品的一致性， 從而減少工時、 材料的浪費。