汽車線束外部的固定防護(hù)類零件介紹

汽車線束外部一般有波紋管、PVC管、海綿、膠帶等用以包扎防護(hù)，對(duì)于線束總成這個(gè)整體，則需要用不同類型的過(guò)孔橡膠件、扎帶、線束卡扣、線束支架及膠帶等進(jìn)行整車固定，限定線束產(chǎn)品相對(duì)位置。由于線束產(chǎn)品一般以總成供貨的形式提供給整車廠使用，所以本文主要從線束固定防護(hù)的角度，對(duì)固定防護(hù)類零件進(jìn)行介紹。

1 過(guò)孔橡膠件

1.1 過(guò)孔橡膠件的使用環(huán)境及應(yīng)用舉例

過(guò)孔橡膠件主要用于線束總成需要穿過(guò)車身或車架孔的情況，可以防止線束與孔壁發(fā)生磨損或碰撞沖擊，當(dāng)用于車身過(guò)孔時(shí)，還可以起到防水、防塵和隔絕噪聲的作用。除了圖1和圖2中的舉例，在前機(jī)艙與駕駛室接口處、四門(mén)與車廂接口處、穿過(guò)前圍擋板等處的線束總成上，都會(huì)使用到各種結(jié)構(gòu)的保護(hù)套，保證線束平滑過(guò)渡及折彎。

圖1 乘用車過(guò)孔橡膠件結(jié)構(gòu)舉例

圖2 后保險(xiǎn)杠線束過(guò)孔橡膠件應(yīng)用

1.2 過(guò)孔橡膠件材料選擇

過(guò)孔橡膠件可選材料有天然橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠和三元乙丙橡膠等，但三元乙丙橡膠應(yīng)用最廣，是因?yàn)槿冶鹉z與其它品類橡膠相比有以下特性。

1）成本方面：三元乙丙橡膠可大量充油和碳黑，密度?。?.865），制品價(jià)格相對(duì)氯丁橡膠和硅橡膠更為低廉。

2）性能方面：三元乙丙橡膠耐臭氧性能突出，耐老化性能優(yōu)異；對(duì)水、乙醇、丙酮、硫酸、20%次氯酸和堿液等作用穩(wěn)定，此外還具有很好的彈性，上述2點(diǎn)對(duì)于車架部位及連接車身內(nèi)外的橡膠件來(lái)講，比較重要。此外，天然橡膠物理機(jī)械性能優(yōu)良，但耐油和耐溶劑特性不好，耐溫性不高，使用溫度一般低于100?℃；硅橡膠是目前最好的耐寒、耐高溫橡膠，但是機(jī)械強(qiáng)度低，耐油和耐溶劑特性差；氯丁橡膠物理機(jī)械性能不次于天然橡膠，但耐寒性較差，電絕緣性能不好。相比之下，使用三元乙丙橡膠綜合效果更為理想。

1.3 過(guò)孔橡膠件制品其它需要注意的問(wèn)題

1.3.1 車身用過(guò)孔橡膠件

由于車身各處過(guò)孔橡膠件隨線束一起安裝，所以在試驗(yàn)中使用的樣件是已經(jīng)預(yù)裝了橡膠件的一段線束總成。對(duì)于車身過(guò)孔橡膠件，除了要滿足防水、隔音、耐溫、耐臭氧及耐化學(xué)試劑的特性外，對(duì)于是否需要安裝內(nèi)襯的插拔力性能來(lái)講，也是一個(gè)重要的控制指標(biāo)。對(duì)于穿過(guò)四門(mén)和行李廂蓋的線束總成，由于這些部件在實(shí)際使用中有開(kāi)閉動(dòng)作，需要單獨(dú)進(jìn)行橡膠件彎曲試驗(yàn)，并測(cè)試導(dǎo)線的壓降效果。

1.3.2 載貨汽車底盤(pán)車架過(guò)孔橡膠件

由于載貨汽車車架一般為U型梁，此處使用的線束過(guò)孔橡膠件不涉及密封、降噪和防塵，只是為了防止線束與孔壁發(fā)生摩擦或碰撞沖擊，因此性能要求相對(duì)簡(jiǎn)單。載貨汽車車架過(guò)孔橡膠件結(jié)構(gòu)舉例如圖3所示。載貨汽車底盤(pán)車架過(guò)孔橡膠件的應(yīng)用如圖4所示。

圖3 載貨汽車車架過(guò)孔橡膠件結(jié)構(gòu)舉例

圖4 載貨汽車底盤(pán)車架過(guò)孔橡膠件應(yīng)用

2 線束總成固定件

2.1 各類型扎帶使用環(huán)境及應(yīng)用舉例

2.1.1 普通塑料扎帶

普通塑料扎帶如圖5所示，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同有一體式及固定端可活動(dòng)的分體式2種。普通扎帶用于線束及管路相對(duì)整車無(wú)具體位置要求且空間比較開(kāi)闊的部位使用。如果想要限定線束總成的位置，則需配合固定支架或與各類型扎帶聯(lián)接器使用，圖6為底盤(pán)線束與金屬固定支架在車架上的搭配使用方式。

圖5 普通塑料扎帶

圖6 配合金屬支架使用的普通塑料扎帶

本企業(yè)在使用圖5所示的扎帶之前，在商用車底盤(pán)線束固定時(shí)使用的扎帶主要是圖7所示固定端可活動(dòng)的分體式扎帶，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線束總成在承受振動(dòng)或沖擊時(shí)，部分扎帶有松脫的現(xiàn)象發(fā)生，特別當(dāng)扎帶不使用扎帶槍進(jìn)行裝配時(shí)，會(huì)加劇松脫的風(fēng)險(xiǎn)。

圖7 分體式扎帶應(yīng)用原理

2.1.2 螺釘固定型塑料扎帶

螺釘固定型塑料扎帶如圖8所示，此類型扎帶主要用于不能開(kāi)通孔的區(qū)域，以嚴(yán)格避免雨水、塵土等進(jìn)入乘客艙。與螺栓或螺釘配合使用，螺釘一般規(guī)格為M5～M8，圖9中的線束總成是通過(guò)預(yù)先焊接在前圍擋板的螺釘上進(jìn)行固定的。通常這種扎帶在以下兩處部位比較常見(jiàn)：①發(fā)動(dòng)機(jī)前艙部位，固定發(fā)動(dòng)機(jī)線束及發(fā)動(dòng)機(jī)艙與乘客艙線束走線；②乘客艙后排座椅兩側(cè)輪轂及后行李廂區(qū)域。

圖8 螺釘固定型塑料扎帶

圖9 前圍擋板上線束總成的固定

2.1.3 箭頭型塑料扎帶（圓孔固定）

箭頭型塑料扎帶（圓孔固定）如圖10所示，此類型扎帶配合圓孔使用，孔徑一般為φ5～φ8 mm，箭頭端部的圓盤(pán)可以起到防塵的作用。箭頭型扎帶只能用于單層板，且板厚通常小于3 mm，與橢圓孔固定型塑料扎帶不同，此類型塑料扎帶安裝完成后允許線束扭轉(zhuǎn)，多用于鈑金比較平整且布線空間較大、線束走向比較平緩的地方。

圖10 箭頭型塑料扎帶（圓孔固定）

2.1.4 箭頭型塑料扎帶（橢圓孔固定）

箭頭型塑料扎帶（橢圓孔固定）結(jié)構(gòu)形式件如圖11所示。與圖10所示的圓孔固定型扎帶不同，此類型的塑料扎帶在安裝完成后可以防止電線束發(fā)生扭轉(zhuǎn)，對(duì)于需要嚴(yán)格地限定線束走向的環(huán)境使用效果較好，安裝完成后有較強(qiáng)的固定穩(wěn)定性。固定孔的類型為橢圓孔，配合孔尺寸一般為7 mm×12 mm，箭頭型塑料扎帶在地板橫梁上的固定如圖12所示。

圖11 箭頭型塑料扎帶（橢圓孔固定）

圖12 箭頭型塑料扎帶在地板橫梁上的固定

2.1.5 杉樹(shù)型塑料扎帶

杉樹(shù)型塑料扎帶如圖13所示，該類型扎帶安裝孔也為圓孔，與圖10所示的扎帶相比，杉樹(shù)型適用的鈑金厚度比較大，7～8 mm都可以，配合孔的類型可以為通孔或螺紋盲孔。從減少卡接數(shù)量的方面考慮，可以優(yōu)先使用杉樹(shù)型，但在模具設(shè)計(jì)上，杉樹(shù)型比箭頭型要復(fù)雜一些，成本大約會(huì)高10%左右。如果在使用時(shí)是從下往上安裝，建議使用箭頭型塑料扎帶，卡進(jìn)去以后兩側(cè)會(huì)張開(kāi)，時(shí)間長(zhǎng)了也不會(huì)掉，而杉樹(shù)型在振動(dòng)劇烈的情況下有脫落風(fēng)險(xiǎn)。

圖13 杉樹(shù)型塑料扎帶

2.1.6 帶密封圈防水型塑料扎帶

密封圈防水型塑料扎帶結(jié)構(gòu)形式如圖14所示，此類扎帶主要用在車門(mén)及后視鏡位置，扎帶頭部圓盤(pán)上的密封圈材料為EPDM，本身不吸水，從而把水擋在車外。在車身上應(yīng)用不多，對(duì)密封防水要求比較高的區(qū)域可以考慮使用。

圖14 帶密封圈防水型塑料扎帶

2.1.7 鈑金夾扣式塑料扎帶

此類型扎帶適宜在難以開(kāi)孔的素材或板厚較大的嵌板上固定，可以嵌入塑料或金屬材質(zhì)的板材邊緣。由于是異形扎帶，甚至有時(shí)需要獨(dú)立的固定支座，所以在整車上的應(yīng)用不多。此類型產(chǎn)品有一體式（圖15）和分體式（圖16）2種，分體式由圖5所示的普通扎帶和聯(lián)接器夾扣組成，同一個(gè)聯(lián)接器夾扣可以配合相同寬度但長(zhǎng)度不同的扎帶使用，有助于減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的品類。整車廠使用的此類型扎帶卡接厚度區(qū)間一般為1～3 mm，3～6 mm。表1為國(guó)內(nèi)兩家線束生產(chǎn)企業(yè)此類型扎帶夾扣使用的材料及表面處理方式。此外，為保證線束有效固定，主機(jī)廠應(yīng)根據(jù)嵌板材質(zhì)的不同對(duì)扎帶供應(yīng)企業(yè)提出合適的插拔力性能要求。

圖15 一體式鈑金夾扣型塑料扎帶

圖16 分體式鈑金夾扣型塑料扎帶

表1 夾扣金屬材料及表面處理方式

對(duì)于圖17中的例子，由于后保險(xiǎn)杠面罩內(nèi)側(cè)有倒車?yán)走_(dá)傳感器和車燈線束，此時(shí)固定線束總成時(shí)有2個(gè)限制要素：①保險(xiǎn)杠面罩是外觀件，不能以開(kāi)孔的形式使用圖10和圖13中的扎帶固定；②保險(xiǎn)杠面罩常用的材料PP+EPDM-TD20不能以金屬焊接的方式將螺栓固定在內(nèi)側(cè)，圖8所示的扎帶也不能使用。如果想在此處限定保險(xiǎn)杠線束的位置，鈑金夾扣式扎帶配合預(yù)制的加強(qiáng)筋或安裝支架使用會(huì)是不錯(cuò)的選擇。如果因?yàn)槠渌驔](méi)有預(yù)先制出固定支架，也可考慮后期采用圖18的方法，通過(guò)粘接的形式，將支架固定在保險(xiǎn)杠面罩內(nèi)側(cè)，從而減少對(duì)面罩的更改。

圖17 后保險(xiǎn)杠面罩扎帶固定支座

圖18 支座粘接固定

2.2 塑料扎帶技術(shù)要求其它說(shuō)明

本企業(yè)使用的扎帶考慮了扎帶使用的環(huán)境溫度，扎帶產(chǎn)品分為表2所示的普通級(jí)和耐溫級(jí)2種。為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)周邊區(qū)域的線束及管路固定要求，也有企業(yè)使用-40～150?℃區(qū)間的扎帶產(chǎn)品，材料為PA46、Tefzel（乙烯-四氟乙烯共聚物）等。扎帶產(chǎn)品試驗(yàn)項(xiàng)目可以參考?BSEN 62275和VW 74136等標(biāo)準(zhǔn)。

表2 本企業(yè)使用扎帶的耐溫級(jí)別

2.3　塑料扎帶捆扎應(yīng)注意的問(wèn)題

塑料扎帶捆扎應(yīng)注意的問(wèn)題：①線束固定點(diǎn)間距控制在300 mm以內(nèi)；②線束禁止與有安全要求的管路一起捆扎，如制動(dòng)管路、供油管路、轉(zhuǎn)向管路等油管、氣管。

3 線束固定支架

圖19所示的線束固定支架通過(guò)預(yù)先焊接在前圍擋板下橫梁上的焊接螺栓或螺釘與螺母固定。此處支架為注塑件，與安裝環(huán)境貼附性好，可用在需要預(yù)先被固定在某個(gè)方向上或布置空間較復(fù)雜的區(qū)域，防止線束自然下垂部分與車身發(fā)生碰撞，但在發(fā)動(dòng)機(jī)及車架等部位，固定支架多為金屬件。

圖19 線束固定支架

4 線束固定卡扣

線束固定卡扣形式多樣，對(duì)于需要將固定點(diǎn)與線束配線保持設(shè)定的距離或?yàn)楸苊饩€束自然下垂長(zhǎng)度太多時(shí)，可以優(yōu)先使用這樣產(chǎn)品。在進(jìn)行線束總成生產(chǎn)過(guò)程中，用膠帶可以將線束固定在卡扣纏繞片上，隨線束一起在整車上安裝。固定端多為杉樹(shù)型或箭頭型，圖20為接燃油泵線束在中地板上的固定。

圖20 線束固定卡扣

5 膠帶固定防護(hù)

在線束總成中，膠帶除了可以用于包扎線束外，還可用于部分位置線束的固定防護(hù)。圖21為當(dāng)前車頂線束的固定方案，是通過(guò)扎帶和卡扣固定在側(cè)圍及頂蓋橫梁上。此外，還有通過(guò)膠帶將頂棚線束固定在頂棚內(nèi)側(cè)的固定方案，如圖22所示。此方案減少了卡接件的應(yīng)用，因?yàn)槭蔷€下分裝完成的，在生產(chǎn)線上只需將聯(lián)接器與車身主線束進(jìn)行對(duì)接即可，能夠提高線束的安裝效率，同時(shí)由于卡接固定在安裝直徑比較大的線束時(shí)有更好的可靠性表現(xiàn)，而且使用膠帶固定時(shí)線束直接與鈑金接觸，存在防火防燃的考慮，所以膠帶固定當(dāng)前只是作為輔助措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，在車身上應(yīng)用相對(duì)比較有限。

圖21 當(dāng)前車頂線束的固定