線束過孔
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-15
線束過孔的實例教程
摘要：本文對新能源客車的線束過孔位置結構及優(yōu)化方案進行了簡介，通過對結構的優(yōu)化，提升線束過孔部位的防塵、防水、降噪性能，綜合提升新能源客車的安全性及可靠性。
1.前言
新能源客車B 級電壓線束較傳統(tǒng)能源客車增加很多，線束過孔的增加會對客車的防塵、防水、降噪等性能造成較大影響，如何優(yōu)化線束過孔位置結構，避免線束在過孔處出現(xiàn)磨損，提升防塵、防水、降噪性能，是控制整車電器的安全性及可靠性的重要環(huán)節(jié)，本文對新能源客車的線束過孔位置的結構及優(yōu)化方案進行簡介。
2．線束過線孔位置的結構簡介
2.1 過線膠圈結構：
主要用于駕駛區(qū)封板、倉體封板等處對防塵、防水、降噪的要求不高的線束過孔，可通過輔助打膠或發(fā)泡的措施來避免膠圈脫落及提升防塵、密封性能，具體結構如圖2-1 所示。
優(yōu)點：結構簡單、操作簡單；
缺點：過孔處防塵、防水、降噪性能差；
膠圈脫離及老化破損后，過孔線束有磨損短路的隱患。
圖2-1
2.2 下線導管座結構：
主要用于頂電池罩內頂蒙皮，車內后圍拐角等處對防水、降噪性能要求不高的線束過孔，可對線束與下線導管座過線孔處縫隙發(fā)泡密封處理，具體結構如圖2-2 所示。
優(yōu)點：結構簡單、操作簡單、線束磨損防護較好；
缺點：過孔處防水、降噪性能差。
圖2-2
2.3 下線橡膠護套結構：
該結構為上述下線導管座結構的升級，主要用于車頂外露部位下線孔，在維持下線導管座結構的基礎上，增加下線橡膠護套連接高壓線束及下線導管座，提升下線結構的防水能力，如頂充下線位置，具體結構如圖2-3 所示。
優(yōu)點：結構簡單，防水性能提升；
缺點：操作相對復雜，高壓線束護套老化后，護套與高壓線束之間間隙仍然存在漏水到車內的隱患。
展開 摘要：保證駕駛艙與外界環(huán)境的密封與隔離，是汽車線束過孔橡膠件的主要功能之一。從材料選型、主體結構設計、試驗驗證及實車測試等方面，闡述橡膠件如何實現(xiàn)更佳的NVH性能。
汽車駕駛艙內噪聲值是汽車乘坐舒適性的重要指標之一。隨著生活品質的提高，人們對于汽車的NVH性能越來越重視，要求也越來越高。眾所周知，在汽車的NVH性能中，線束過孔密封性能是消費者關注的重點之一。線束過孔橡膠件如圖1所示，而線束過孔密封是通過橡膠件密封來實現(xiàn)，因此要提高線束過孔密封性能，就要根據(jù)目標設計滿足NVH要求的線束過孔橡膠件。
如需滿足NVH性能要求，需分析影響NVH險能因素，經(jīng)分析影響NVH性能的主要有兩大因素：①材料選取設計；②結構設計。設計的產(chǎn)品是否滿足NVH性能要求仍需各類驗證判定。因此本文從橡膠件材料選取、結構設計、試驗驗證3方面來闡述如何實現(xiàn)NVH性能提升。
1 材料的選取
汽車過孔線束橡膠件設計之初，經(jīng)分析影響橡膠件NVH性能的主要有材料和結構設計，同理材料選取之前需分析那些材料性能能滿足NVH性能要求，經(jīng)分析橡膠件NVH性能對材料選取有2個方面：①結構部位NVH性能對材料要求；②聲源頻段對材料的要求。以下是對材料選取的詳細分析。
1.1 結構部位NVH性能對材料要求
橡膠件在線束廠裝配時大多需要擴孔器擴孔，待導線裝配后，擴孔器取出后要求橡膠件與線束密封，此結構要求橡膠件的壓縮永久變形較小，即橡膠件回彈性較好，根據(jù)線束設計線徑和導線裝配工時，要求選用100℃×22 h壓縮永久變形最大為50％的EPDM材料。
展開 散漫說，線束過孔橡膠件無法完全匹配線束外徑時，為了保證其防水性，需要使用防水泥。本文線束工程師之家主要介紹下防水泥的安裝工藝及方法（結尾有視頻介紹）。以下為正文。
整車線束中通常會用到數(shù)個過孔橡膠件，主要用于濕區(qū)到干區(qū)的過渡。然而當分支較粗時，往往因為密封措施不到位，造成橡膠件滲水，造成干區(qū)壓接點短路失效，嚴重時甚至引發(fā)燒車事故。
主機廠在設計階段就會定義車輛的防水形式，比如用灌膠、發(fā)泡等方式進行防水。但是灌膠和發(fā)泡這些形式有其局限性：比如需要線束廠投入較高的設備（灌膠設備、模具費用、風道費用）、材料成本以及額外的場地占用；所用的原材料需要低溫儲存；發(fā)泡過程會釋放有毒氣體等。這些條件會對線束廠提出更高的環(huán)境、場地和人員需求，也會增加線束的成本。
除了灌膠和發(fā)泡以外，還有一種比較成熟的低成本防水方法就是安裝防水泥用于橡膠件密封。防水泥操作一般不需要用到專用設備，一般只需要將員工培訓到位，配合適當?shù)淖鳂I(yè)規(guī)范和手法，就能達到不錯的防水效果。
那么線束廠生產(chǎn)時，安裝防水泥和橡膠件的時候應該怎么操作才能盡可能的避免漏水呢，下面我們來介紹一下大分支的防水泥安裝步驟。
1. 先將橡膠件移到防水泥安裝點一側
2. 按照導線數(shù)量，將導線分為幾等份
3.再將導線平鋪于防水膠膠片上。
展開 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，對于線束總成這個整體，則需要用不同類型的過孔橡膠件、扎帶、線束卡扣、線束支架及膠帶等進行整車固定，限定線束產(chǎn)品相對位置。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的角度，對固定防護類零件進行介紹。
1 過孔橡膠件
1.1 過孔橡膠件的使用環(huán)境及應用舉例
過孔橡膠件主要用于線束總成需要穿過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，當用于車身過孔時，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，在前機艙與駕駛室接口處、四門與車廂接口處、穿過前圍擋板等處的線束總成上，都會使用到各種結構的保護套，保證線束平滑過渡及折彎。
圖1 乘用車過孔橡膠件結構舉例
圖2 后保險杠線束過孔橡膠件應用
1.2 過孔橡膠件材料選擇
過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，但三元乙丙橡膠應用最廣，是因為三元乙丙橡膠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，密度小（0.865），制品價格相對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點對于車架部位及連接車身內外的橡膠件來講，比較重要。此外，天然橡膠物理機械性能優(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，但是機械強度低，耐油和耐溶劑特性差；氯丁橡膠物理機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。
展開 對于門線束，在水線以下的插件只有低壓喇叭，建議該處插件進行防水保護。
干區(qū)。除濕區(qū)外的其余部分都為干區(qū)。
位于此區(qū)域的線束包含儀表線束，頂棚線束，左地板線束，右地板線束。這些線束插件不需要做防水設計，但是對于直接和室外接觸的部位，需要采用帶密封的扎帶卡扣，過孔用橡膠件件進行密封，避免室內進水。
3 線束防水的形式
線束防水主要從以下方面進行考慮：
3.1 整車布置上設置滴水點
圖2 線束布置滴水點設置圖
3.2 扎帶選用
對于線束固定在外界直接相連的車身鈑金上時，優(yōu)先考慮不在車身上開孔，盡量選用車身起螺柱使用卡螺柱型的扎帶進行固定，如果實在是受其他限制的話，需選用防水型扎帶進行固定。
圖3 帶防水密封圈的扎帶圖
3.3 防水插件的使用
需要進行防水設計的區(qū)域必須選用防水的接插件，根據(jù)各個區(qū)域的防水等級選用合適的接插件。
當前，一些國內主機廠對防水接插件的防水結構，如密封塞，盲塞規(guī)定的比較模糊，設置是沒有規(guī)定。而受到與接插件配套的密封塞，盲塞的價格影響，線束供應商都會使用其他型號進行替代，但這些很有可能使防水設計不可靠，影響整車電器件的功能使用。因此，一定要督促進行相應的防水實驗，全程參與，確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。
3.4 打卡點與端子壓接處的防水
處于濕區(qū)的線束，導線之間的打卡點須使用熱縮管進行保護，另外所有濕區(qū)處的搭鐵點須使用帶膠熱縮管進行保護。
3.5 過孔防水
線束過孔需使用相適應的橡膠件進行防水密封保護，兼顧到整車氣密性的要求，建議過盈量為1~2mm，對于孔大于40mm的，需進行翻邊設計，保證氣密性。
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2）線束穿孔與橡膠護套的安裝
線束過孔的時候，常犯的錯誤是過孔大小僅考慮線束的粗細，而忽略了線束上的接插件也需要穿過孔，這是很簡單的邏輯，但卻是初學者經(jīng)常會犯的錯誤。
鈑金上開孔，也不是隨便定點，需要考慮鈑金開孔的工藝，線束橡膠護套安裝時對鈑金孔的要求。一般來講，有以下幾個要求：
外包絡直徑最大的插接器，其直徑一定要小于鈑金孔直徑。通常的要求是，鈑金孔直徑至少是接插件最大尺寸的3倍。
5、線束在過車身鈑金孔時，需使用橡膠套過孔保護和密封，并在過孔前后做好線束固定。
6、 接插件布置
過程中需要考慮接插件的可操作空間，通常情況下可以在布置過程中，在 CATIA 等 3D 軟件內進行模擬仿真，以確定是否具備插拔操作性。
避開有水濺到或易遭受石擊的部位，如因相關原因必須安裝于此類位置，需使用金屬護板保護。
散漫說，線束過孔橡膠件無法完全匹配線束外徑時，為了保證其防水性，需要使用防水泥。本文線束工程師之家主要介紹下防水泥的安裝工藝及方法（結尾有視頻介紹）。以下為正文。
整車線束中通常會用到數(shù)個過孔橡膠件，主要用于濕區(qū)到干區(qū)的過渡。然而當分支較粗時，往往因為密封措施不到位，造成橡膠件滲水，造成干區(qū)壓接點短路失效，嚴重時甚至引發(fā)燒車事故。
車門線線對接方案如圖4 所示，公端連接器位于車門線束總成，接插件尾部帶防水膠套; 母端護套位于儀表線束總成，兩者對接后公端護套卡扣固定于白車身線束過線孔上。車門對接方案共47 孔腳位，其中包含一組用于外后視鏡高清攝像頭使用的FAKＲA 對接連接器，12 組060 系列端子，可滿足0. 3～2. 5 mm2 導線的對接需求。
2）線束穿孔與橡膠護套的安裝
線束過孔的時候，常犯的錯誤是過孔大小僅考慮線束的粗細，而忽略了線束上的接插件也需要穿過孔，這是很簡單的邏輯，但卻是初學者經(jīng)常會犯的錯誤。
鈑金上開孔，也不是隨便定點，需要考慮鈑金開孔的工藝，線束橡膠護套安裝時對鈑金孔的要求。一般來講，有以下幾個要求：
外包絡直徑最大的插接器，其直徑一定要小于鈑金孔直徑。
車門線線對接方案如圖4 所示，公端連接器位于車門線束總成，接插件尾部帶防水膠套; 母端護套位于儀表線束總成，兩者對接后公端護套卡扣固定于白車身線束過線孔上。車門對接方案共47 孔腳位，其中包含一組用于外后視鏡高清攝像頭使用的FAKＲA 對接連接器，12 組060 系列端子，可滿足0. 3～2. 5 mm2 導線的對接需求。
3.5 過孔防水
線束過孔需使用相適應的橡膠件進行防水密封保護，兼顧到整車氣密性的要求，建議過盈量為1~2mm，對于孔大于40mm的，需進行翻邊設計，保證氣密性。
圖4 過孔橡膠件圖
4 總結
線束防水設計是線束設計工作中一
項必要的內容。
眾所周知，在汽車的NVH性能中，線束過孔密封性能是消費者關注的重點之一。線束過孔橡膠件如圖1所示，而線束過孔密封是通過橡膠件密封來實現(xiàn)，因此要提高線束過孔密封性能，就要根據(jù)目標設計滿足NVH要求的線束過孔橡膠件。
如需滿足NVH性能要求，需分析影響NVH險能因素，經(jīng)分析影響NVH性能的主要有兩大因素：①材料選取設計；②結構設計。
1.3.2 載貨汽車底盤車架過孔橡膠件
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，因此性能要求相對簡單。載貨汽車車架過孔橡膠件結構舉例如圖3所示。載貨汽車底盤車架過孔橡膠件的應用如圖4所示。
1.前言
新能源客車B 級電壓線束較傳統(tǒng)能源客車增加很多，線束過孔的增加會對客車的防塵、防水、降噪等性能造成較大影響，如何優(yōu)化線束過孔位置結構，避免線束在過孔處出現(xiàn)磨損，提升防塵、防水、降噪性能，是控制整車電器的安全性及可靠性的重要環(huán)節(jié)，本文對新能源客車的線束過孔位置的結構及優(yōu)化方案進行簡介。
