完整word汽车线束设计.docx
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完整word汽车线束设计
电气组设计说明
1、设计思路
汽车线束设计基本思路是，根据用电设备，特别是大功率设备包括每个传感器的信号电压电流，首先确定线路最大电流，根据电流确定线束截面积，在确定截面积之后确定线束长度，然后计算总电流确定主保险丝的熔断电流，选择保险丝.在选择好后利用三维软件设计线束,根据三维线束制作线路图。
2、传感器
传感器的工作电压和电流均较小,一般为毫安级，多选择小线径,如横截面积为0.35mm2，但考虑到线束的抗拉、抗折断性能以及耐久性,通常会选择如横截面积为0.5mm2的导线.需要注意的是，为了提高电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）性能,对于磁电传感器要采用双绞线、屏蔽线等.采用双绞线时,一般为33个螺旋/m,如发动机转速传感器和凸轮位置传感器等.
在cbr发动机上有ECT、TP、MAP、CAP、CKP几个主要的信号线，在这些信号线中电流都是在毫安级，电压最高为5V.在线束选择时一般都选择0。
5mm2的电缆。
AVX线缆容许电压和压降
AEX线缆容许电压和压降
AVX、AEX是日本线缆的两种主要产品，由于这两种线缆的允许工作温度包含发动机线缆的工作温度,以下数据是基于此两表进行的计算。
导线截面积计算公式：
A=IpL/U
A—---导线截面积
I—-—-——负载电流
P-—---铜电阻率
L—-———导线长度
U-—---允许最大电压降
名称
最高电压（V）
工作电阻（欧）
最大电流（A）
ECT
5
650
7.69x10¯³
TP
5
3200
1.56x10¯³
MAP
5
6000
0.83x10¯³
CAM
5
490
10.2x10¯³
CKP
5
430
11。
6x10¯³
点火线圈
12
1.6
7.5
喷油器
12
13
0。
92
根据已知的电流和铜电阻率，在信号电压压降为500mv最大值，电缆横截面面积为0。
5mm2，计算出每个传感器最小可用长度。
如表
导线截面积（mm2）
允许最大电压降（V）
导线长度L（m）
ECT
0.5
0.5
1230
TP
0。
5
0。
5
6064
MAP
0.5
0。
5
11398
CAM
0。
5
0.5
927
CKP
0。
5
0。
5
816
根据以上计算数据可知,对于传感器而言,对于信号影响较大的不是线束的长度，而是其他的原因。
信号线电缆将选择0.5平方，耐高温120摄氏度，双色线.
3、执行器
名称
最高电压（V）
工作电阻（欧）
最大电流（A）
点火线圈
12
1.6
7。
5
喷油器
12
13
0.92
由上表可知执行器点火线圈的工作电流要大，虽然是间歇性的，但是线缆的允许电流必须要大一些，因此选择1.25mm2的电缆.喷油器的工作电流相对要小，用0。
5mm2的线缆。
在不影响执行器工作的情况下,电压降定位最大1V，计算如下表：
导线截面积（mm2）
允许最大电压降（V）
导线长度L（m）
点火线圈
1。
25
1
9
喷油器
0.5
1
29。
4
根据数据可得，执行器线缆的影响长度远远大于设计值。
如传感器电缆类似。
最终确定，点火线圈电缆1。
25平方，耐高温120摄氏度,双色线。
喷油器电缆0。
5平方规格，耐高温120摄氏度，双色线。
4、电源线
在整车上,主要功率消耗点为散热风扇，风扇的功率为100W。
12V的电源,主电流为
100/12=8。
33A。
根据上表可知线缆的截面积至少为2.0mm2.一般车上选择2.5mm2。
电源压降不能太多,要保证风扇的正常工作和ECU信号正常，必须保证电源电压在12V以上。
因此压降不能高于1V,
L=AU/（Ip）=2.5x1/（0。
0185x8。
33）=16.2m
电源线长度不能超过16。
2m。
5、分布电容
只要有电气线路的地方就存在线路分布电容，不仅在导线间存在分布电容，就是在导线与大地间也存在分布电容。
在我们的发动机线束上,线路可以简化为两种电路，一种末端为电阻如各种传感器，另外一种为电感如油泵和点火线圈和喷油器的控制，在线路电压中断时，由于分布电容会产生电路电流，电路电流对电阻没有影响，故在此不作分析，但对继电器、电磁阀、初级点火线圈有影响.
电缆分布电容的计算公式有多种描述形式,在《通信电缆》［3］中，多对电缆的分布电容的计算公式为：
C=λεr×10-6/［36ψln（2a/d）］
式中，C为分布电容,F/km;λ为总的绞合系数（在绞对电缆中，电缆单线的实际长度L与线芯或单线围绕绞线转一圈的轴向长度h之比称为绞合系数，即：
λ=L/h.对于仪表电缆:
λ≈1。
02～1。
04）;εr为组合绝缘介质的等效相对介电常数;a为回路两导线中心距离，mm；d为导电线芯直径，mm;ψ为修正系数（指接地金属屏蔽和邻近导线产生影响而设置的系数，对于屏蔽对线组:
Ψ≈0.6；对于无屏蔽对线组:
Ψ≈0.94）.常用的电缆绝缘材料各自介电常数聚乙烯为2.3、聚氯乙烯为4～6、橡胶为3～5、电缆纸为2～2。
5。
从公式还可以看出，分布电容计算值与导电线芯的直径、线间距离和绝缘介质有关.增大导电线芯直径，就相当于增大电容器极板面积，所以电容量就增加；导电线芯间距的增加，则相当于电容器极板间距加大，显然电容就减少；而绝缘介质的介电常数影响更大，其数值越大，分布电容也越大。
AVX线的材料为聚氯乙烯，因此取εr=5，λ=1。
04，Ψ≈0。
94,线截面积选择0.5mm2，因此a=1。
5mm，b=0。
8mm.
计算分布电容为：
C=1.04x5x10—6/［36x0。
94ln（2x1。
5/0。
8）］=0。
11x10-9F/m
线束在车上最长不到2mm,在这里估计为最大值2mm。
多对线缆断电时产生的电容为C=0.11x10—9×2=0。
22x10—9F/m
则产生的容抗为
Xc=1/wC=1/（3。
14x0.22x10-9）=1.44x109欧
油泵、点火线圈、喷油器正常工作电压为12V，RL=1.6—13欧,平均正常工作电流2A,
12/（RLxRL+XLxXL）=2
XL=5.8欧
根据已知的电阻可知复合电阻值：
Z=RL+JXL-JXc=1.6+（5。
8-1.44x109）J
｜Z|=1。
44x109
在断电之后瞬间电路中的电流为
I=12/1。
44x109=8.33x10—9《2A
因此继电器、电磁阀、初级线圈不会工作。
所以分布电容对电路影响不大.
6、连接器
（1）端子与电线连接应优先采用压接方法，连接应符合下列要求。
采用无特殊要求压接方法时，端子应分别压紧在导体和绝缘层上，导体不应压断，绝缘层不应压入导体压接部位,在图所示的a区中可见电线导体,但不能妨碍插接。
绝缘层压接部位经不少于3个循环的弯折试验后，在图2所示的b区中仍可见绝缘层。
端子与电线连接应牢固，在规定的拉力下不应损伤和脱开,其拉力值应不小于
表2规定。
拉力测量：
是为了进行铆压栅的铆端高度是否适宜之判断的一种确认项目,其确认方法为拉扯被压着的端子与线材确认其破坏强度以及保证其强度，无论铆端高度是多么恰如其分，仍有缺陷,故为弥补高度检测的缺陷,测拉力强度是必要的,拉力测试图示如下:
端子拉力计选择：
手动加载，卧式安装，最大负荷:
500N；
测试行程：
50mm；外型尺寸：
450*190*180（mm）；配指针推拉力计、各种工装夹具组合成专业的小型试验机。
价格1350.
拉力计支架,不含压力表和夹具,手动操作，行程：
180mm;额定负荷:
500N。
拉力架价格为278,;拉力钳70;拉力表215.一共的价格为563元。
直接用一个拉力表,手动操作.模拟机械操作。
价格215.不能保证精度，但成本低，能大概反应结果值.
端子与电线压接处的电压降应不大于下表的规定。
为保证连接器加工牢固,要使用端子压接钳,
压接范围从0。
5到6mm2，专用端子压接钳。
（2）连接器端子对比
材质是塑料，共30P，有一个扣环，能够卡死。
每根脚的直径在1.5mm。
轨道式接线，大电流强电连接器，一般用在强电的分线上,线头容易泄露,上盖可打开。
脚数可变，检测信号方便。
可用来做实验。
型号：
12导线插拔式对接连接器接线端子SUPU435线缆截面积。
可从0.08到1。
5mm2变化。
12P，弹簧压接，上部有检测孔,避免焊接、压接方式的固定。
可用来作为调试.
航空插头P48—26芯P48K6Q圆形连接器航空插件，接触直径最少为1.5mm。
金属紧固,压接方式连接.牢固，稳定。
7、线束布置
需要自制的线束主要是传感器部分.一方面这部分的线束需要特别的保护，另一方面，需要隔离电磁信号，避免干扰以及便于后期传感器的信号检测.
1、首先完成三维建模,利用catia进行三维布线，根据车架发动机的位置，对线束进行整理。
下图是布线后的整体效果图.
根据车架上的固定点以及发动机上的传感器位置,连接具有电气属性的线束。
确定所有传感器线束及车架上各个固定点的位置。
2、根据三维线束布置的位置以及长度,制作CAD二维平面图
3、在制作线路图中表明各传感器线路的长度、作用、标号、线色。
如下表。
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