摘要:本篇简述汽车线束的3种布局方式,汽车研发设计初期3D仿真布线设计技巧及汽车线束3D布线设计过程中的要点、注意事项等。
目前,汽车线束制造企业与汽车制造企业联合进行汽车线束的研发、设计已经成为主流。在前期线束设计中为了方便、简单、快捷地得到汽车线束在空间的走向和尺寸;以使线束在整车中布置得更合理,尺寸准确,缩短开发周期,通常采用3D软件仿真模拟布线。目前,常用的3D线束布线软件有CATIA, PROE, UG等,由于不同的汽车主机厂家工程技术对线束开发所采用的线束3D布线软件各不相同,故线束制造企业的工程师熟练掌握与应用主机厂所采用的线束3D布线软件已成为必须具备的技能。当前,CATIA在线束3D模拟仿真中比较简单实用,而UG和PROE在实际操作中过于复杂和繁琐,故CATIA在汽车行业实际应用范围较广,如:一汽、奇瑞、江淮、青年莲花等汽车主机厂均采用CATIA软件。
1汽车线束的3D布局设计
采用线束设计软件CATIA进行线束的3D布局设计。
由于线束的走向和布局方式主要受控于电器负载的安装位置、车体空间等因素影响,因此常根据电器负载的安装位置确定线束的走向布局设计。目前,国际通用的线束布局方式有3种,即E型线束布局设计、H型线束布局设计、T型线束布局设计。
1) E型布局设计图1为E型布局。形状类似字母E,整车线束从前向后以一条线束通道贯穿,适用于中小型车辆,例如:速腾、伊兰特、荣威550等。优点及局限性:布局简单,减少从发动机舱到驾驶舱的过孔;整车电气功能增多时,单一的前后线束连接通道导致线束较粗,不便于线束的装配,同时也不利于线束的生产制作。
2) H型布局设计图2为H型布局。形状类似字母H,车身地板线束沿仪表中控台,一部分通过左右两侧的车身饭金孔向车头方向,另一部分沿地板向后给照明等系统供电。例如:华泰汽车、长安悦翔、莲花L5等。优点及局限性:整车线束从前到后有2个通道,因此线束布局比较灵活,线束相对较细,汽车线束的生产制作更加方便。该方案常用于电器功能较多的高端车型。
3) T布局设计形状类似字母T,仪表线束与地板线束合为一体,贯穿仪表台左右的同时从正驾驶和副驾驶之间在车身地板上向车尾布置,这种线束布局不太常见。采用T型布局的主线束,回路、导线根数较多,线束质量大,不利于线束的生产制作。例如:金龙海狮就属于T型线束布局。
2汽车线束的3D仿真布线设计基本步骤
1)首先根据电器功能类型、汽车线束的回路数量、导线类型等因素,模拟仿真不同区域的线束直径。应考虑线束过孔的密封与保护,确定线束的固定孔位与保护方式。
2)采用一根线束连接所有的电器件是最合理的,但在实际线束装配和维修时是根本不可能做到的,所以要对汽车线束根据不同的电器功能区域进行合理分块。在满足方便线束装车装配、汽车线束制造、安全性最高的前提下,应尽量采用线束系统化的布线形式设计,尽量减少汽车线束间的回路对插连接,因为线束间对插连接的区域容易出现电路连接不良。合理的汽车线束功能分块既有利于汽车线束的装配和维修,也便于降低汽车线束生产制造成本。
通常情况下,一套整车线束包括发动机线束、电源线束、前舱线束、仪表线束、地板线束、顶棚线束、门线束等。
3)综合考虑熔断丝盒及继电器盒的安装位置、固定方式。
4)线束及其相关插件与车身电气功能件之间的干涉、安装过程中可能产生的干涉、安装顺序或安装后对其它件的安装导致的不合理、安装作业工具的空间、安装及维修的方便合理性等都需要校核。
5)线束设计时应综合考虑蓄电池、发电机、起动机等线束的具体设计方案,还应包含天线、水管、拉索等关联件的设计。
6)考虑整车线束的搭铁点、搭铁类型、搭铁方式的设计。
7)整个设计过程必须始终灌输设计最优、不断优化的概念,要求布置图走向最合理,对插接件的位置搭配合理。
8)对设计过程发现的潜在失效的原因,需进行分析、记录及修改,并制定预防对策。
9)还应满足相关的法律法规,对可能触犯相关条款的线束设计予以避让,对可能触犯相关条款的线束设计的失效模式予以预防。