3)导线耐温等级的选择根据发动机线束的工作环境温度,并结合商用车汽车级标准,要求普通导线长期工作温度-40~125℃。如果有特殊使用环境的要求,就需要选择特殊类型的导线,比如在加热装置工作的时候,靠近发动机进气加热侧周围辐射温度达到200℃以上,可选择耐高温导线。
4)防护材料汽车发动机线束外部一般由波纹管(图2),PVC管(图3)、热缩管(图4)、胶带等防护材料做基本包扎防护,应用卡扣、扎带、支架等作为固定线束防护材料。每种防护材料都具备自身特性功能,要实现线路保护设计,需要结合实际线束应用环境,了解并正确应用各种防护材料。
发动机线束防护材料应用最多的是波纹管,套在线束外侧保护线束不受划断,其特点是耐磨性好、柔韧性好,并有一定的防撞击作用和弯曲性,且安装方便。波纹管中,线束填充率应该保持在60%左右,线束过密会导致线束在波纹管内部产生磨损。普通波纹管一般长期工作温度为-40~120℃,短期最高可达到150℃,阻燃等级UL94 -H13,可耐受发动机上高温、高震动的恶劣环境。当线束必须从热辐射温度较高的位置走线时,波纹管外部可裹缠隔热材料(图5),防止波纹管被烤坏。目前使用的闭口波纹管,防护效果更佳,且外观更美观。
目前汽车发动机向紧凑型发展,波纹管的弯曲性毕竟有限,在发动机某些狭小的空间无法实现走线要求,因此,这些部位需要用PVC管来代替。PVC管主要成分为聚氯乙烯,基本防护功能跟波纹管差不多,只是因为本身质地比较软,因此柔韧性和弯曲行更好,耐高温性能却不及波纹管,适用于一些狭小空间布线,线束弯折要求高的位置。
热缩管也是一种常用的防护材料,它是一种特制的聚烯烃材质的热收缩套管,外层采用优质柔软的交联聚烯烃材料及内层热熔胶复合加工而成,外层材料有绝缘防蚀、耐磨等特点,内层有低熔点、防水密封和高粘接性等优点,目前应用较多的是双臂热缩管,主要应用在线束中卯连接点,侧重于密封防水。同时,胶带是最基本、应用范围最广的线束防护材料,具备耐温、耐磨、耐油污、绝缘等特点;根据线束的防护要求不同,可以进行全缠、点缠。
发动机线束装配时,波纹管之间通过卡扣连接,线束分支的固定通过扎带来完成,扎带的作用是紧固线束,并使其牢固可靠地固定在缸体或者支架上,防止线束振动、移位或者干涉而损坏线束。
5)线路熔断丝的匹配选择熔断丝或者熔断片通常会串接在线路中,目的就是对线束和用电设备加以保护,此种保护一般指的是过电流保护,当有不允许的大电流通过时,可使线路及时断开,保护其他部件不会被烧坏。对于发动机线束,在选择熔断丝或者熔断片的时候,像发动机ECU、驾驶室电器系统,对整车性能影响很大,必须单独串接熔断丝,而且熔断丝尽量靠近电源器件,比如发电机、蓄电池等;易受其他设备干扰的电器件,必须单独设置熔断丝;在熔断丝或者熔断片熔断之前,线束绝缘层不能被熔化或者燃烧。
熔断丝的选择,必须考虑负载的电流特性、熔断丝的工作环境,如果熔断值选择过小,熔断丝则很容易熔断,系统没办法正常工作;选择过大,既是一种浪费,也无法起到保护线路的作用。熔断值的选择,可参考以下公式:
式中:If----熔断丝的额定电流理想值;In----正常工作电流值;Rr----环境温度折减系数;0.75----负载特性系数。其中,In=P/ Un,可根据负载的功率和额定工作电压求出,再通过熔断丝的温度折减率曲线得到该熔断丝工作环境温度下的温度折减率值,将In、RR带入公式(3),就可以算出If,最后在熔断丝规格表里选择与If相同或者稍微大一点的额定电流值对应的熔断值。