028-85266660-819
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汽車線束固定件設計選用原則
2023-08-29
線束是汽車組成不可缺失的零部件，它是汽車電子電器之間連接的載體，連接汽車的電子電器部件并使之發揮功能，因此線束的固定以及防護就顯得尤為重要，如果線束固定不牢固，可能會導致線束與周邊環境的磨損，造成用電器功能的喪失。近年來，隨著汽車行業的不斷發展，電器功能越來越多，線束環境越加復雜，選擇合理的固定件可以避免很多干涉問題。本文根據自己的設計經驗，從實際出發，對汽車線束固定件的選型原則及注意事項進行總結。線束固定件的目的是固定線束走向、防止線束與周邊件的干涉、防止線束損傷以及防止線束來回串動產生噪聲等。
| 1 扎帶卡扣的種類及特點
線束上用到的固定件主要有扎帶、卡扣、管卡、管夾、護套卡扣、卡釘等，根據使用情況，可將固定件分為5種，詳見表1。
1.1 扎帶類型
扎帶可分為杉樹型、箭頭型、焊接螺柱型、卡鈑金型、粘貼型等多種類型。
1） 杉樹型扎帶：因其扎帶頭類似于杉樹而得名。杉樹型相對于其他幾種的優點是適配板厚范圍大，缺點是拔出力小于箭頭型，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。其中，杉樹型扎帶又分為：普通型、偏置型、抬高型以及帶管卡型，如圖1所示。
2） 箭頭型扎帶：有著高拔出力，當聽到“咔噠”一聲，使用者即能感受到箭頭已安全固定到位，箭頭型扎帶相對于其他幾種的優點是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點是適配板厚范圍小。箭頭型扎帶又分為：普通型、帶管卡型、無保護型、半保護帽型、偏置型以及抬高型，如圖2所示。
3） 焊接螺柱型扎帶：主要用于車身上無法開孔的部位，車身上焊接螺柱，扎帶安裝在螺柱上實現線束固定。常見焊接螺柱型扎帶又分為：可橫向調整扎帶、不可橫向調整扎帶、低平可橫向調整扎帶、帶保護帽扎帶等，如圖3所示。
4） 卡鈑金型扎帶：用來捆扎和引導鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上。其優點是安裝方便、無需開孔，缺點是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。常見卡鈑金型扎帶的類型如圖4所示。
5） 粘貼型扎帶（圖5）：撕開上面的塑料薄膜后，粘貼使用。其優點在于裝配方便，無需對手件做任何工作。缺點是操作繁瑣，固定不牢靠，且成本較高。
1.2 卡扣類型
卡扣可分為杉樹型、箭頭型、焊接螺柱型、鈑金型等多種類型。
杉樹型卡扣分為偏置、一字和半一字3種，如圖6所示。其相對于其他幾種的優點是適配板厚范圍大，缺點是拔出力小于箭頭型，因其適配板厚范圍大，固定頭占用空間大。箭頭型卡扣分為：一字、半一字、偏置一字、偏置半一字、“L”型走向以及組合卡扣，如圖7所示。箭頭型扎帶相對于其他幾種的優點是固定牢靠，卡接頭占用空間小，缺點是適配板厚范圍小。
焊接螺柱型卡扣主要用于車身上無法開孔的部位。車身上焊接螺柱，卡扣通過安裝在螺柱上來實現線束固定，主要分為一字卡和組合卡，如圖8所示。
鈑金型卡扣是特別設計用來捆扎和引導鈑金邊緣的線束，不需要鉆孔，直接卡在鈑金上，主要分為一字卡和偏置一字卡兩種，如圖9所示。其優點在于安裝方便，無需開孔，缺點是易劃傷鈑金，不建議固定在車身鈑金上。
1.3 管卡
管卡安裝方便、簡單，但其使用直徑有限，且有些種類固定不牢靠。管卡分為鈑金固定管卡、帶固定管卡以及雙管卡等，如圖10所示。
1.4 管夾
管夾一般安裝在需要牢固固定的線束上，其優點是固定牢靠，具有導向支撐作用，缺點是成本高，且安裝較其它卡扣復雜，拆卸困難。管夾分為P型管卡、（組合式） 帶固定的雙管卡兩種，如圖11所示。
1.5 護套卡扣
護套卡扣是用來確保定位連接器到基板的零部件，其優點是裝配簡單，拆卸方便。護套卡扣分為箭頭型、杉樹型、組合型以及鈑金卡等，如圖12所示。
| 2 基于車身開孔方式的選型
車身常見的開孔型式有通孔、非通孔/螺紋孔、螺柱、鈑金邊或其他銳邊等，故卡扣選型時，除匹配開孔大小外，需適配鈑金厚度，同時需考慮卡扣安裝到位后，卡扣頭部與周邊環境件間隙。常見通孔鈑金開孔形式如圖13所示。
非通孔主要是指應用于變速箱體等鑄造件上的螺紋孔，需選用適配螺紋孔內徑的卡扣。螺柱（圖14） 包括車身上凸焊螺柱及固定件的雙頭螺柱，需選用匹配螺柱直徑大小的卡扣。
鈑金邊或其他銳邊，無法開孔或焊接螺柱的位置，選用鈑金卡扣固定，但不推薦使用，尤其濕區環境下，不建議固定在鈑金件上，易造成漆面劃傷，鈑金腐蝕生銹，且鈑金卡使用時需考慮安裝定位。
| 3 基于整車環境的選型
1） 依據車身環境選擇線束固定件。線束固定件選型要滿足整車環境要求，車身不同區域溫度、防水、降噪、顏色等要求各不相同，所選線束固定件要滿足所處位置的環境要求。
2） 車身環境溫度要求。車身環境不同區域溫度分布各不相同。前機艙環境溫度在-40~125℃之間，部分區域在125℃以上，例如高溫區EGR、排氣歧管、氧傳感器區域。駕駛艙環境溫度在-40~85℃之間。線束固定件要依據區域溫度要求選擇滿足耐溫要求的固定件。
3） 線束固定件常用材料耐溫等級。不同材料的線束固定件耐溫范圍不同，在設計選型時要根據固定件使用溫度范圍合理選型。一般前機艙溫度范圍在-40~125℃之間，在設計選型時要特別注意。如果線束布線時能合理避開高溫區，也可以選擇耐溫等級在-40~105℃之間的固定件，以便降低設計成本。
4） 車身環境防水、防塵、降噪等要求。為防止水、灰塵等進入室內，同時降低噪聲，與駕駛室內相關濕區需要考慮密封和降噪。線束固定件作為所在區域需要密封的一部分，需要用到防水固定件，一般將前艙、底盤、四門、前后保區域定義為濕區。
| 4 基于標準及工廠生產的選型
1） 應符合主機廠的標準、規范和工程技術人員的要求。主機廠標準一般都規定了緊固件的技術要求、試驗方法、檢驗規則、標識、包裝、運輸及貯存等。除此之外，主機廠的工程師可能也會對固定件的選取有某些特殊要求，在選用固定件時應注意這些要求。
2） 優先選用扎帶（杉樹型），盡量避免選用鈑金卡、管卡。線束固定件中扎帶安裝方便、簡單，其相對于綁膠帶卡扣固定更可靠，線束不容易脫落，且價格相對便宜，在線束中使用最廣泛。在滿足設計要求的前提下，
要優先考慮選用扎帶。針對車身鈑金孔不同的板厚要求，杉樹型扎帶可以滿足多種板厚的要求，有利于減少物料的種類，所以在設計選型時，優先考慮杉樹型扎帶。在設計需要偏置時，如果扎帶不能滿足要求，優先選用杉樹型卡扣。盡量避免選用鈑金卡，由于鈑金卡固定時會破壞車身漆面，暴露區域有腐蝕的風險，對于外觀性要求高的位置慎重選用，且其固定位置精度一般不易保證，如必須選用時，建議選用塑料類型的，不破壞車身漆面，或用于固定在非金屬件上。盡量避免在管路上采用管卡固定線束，因為一般在其上采用管卡固定的效果會比較差，且固定狀態一般很難保證，此種方式最好只用做進行管線隔離之用。
3） 增加共用性，減少新物料。線束固定件的設計選型應考慮共用性，在滿足設計要求的情況下，盡可能選擇較少的固定件物料種類。對于客戶來說，較少的種類有利于車身鈑金的開孔；對于我們來說，較少的種類利于生產制造，有利于進一步壓縮采購、物流和生產制造的成本。同時在滿足設計要求的前提下，盡量不開發新物料件，有利于進一步降本和控制產品品質的穩定性。
4） 從數據庫內選型，并選擇具有成本優勢的固定件。盡量使用現有件，減少新采購件。在滿足設計要求的前提下，有多個物料都滿足要求時，選用具有價格優勢的固定件，從設計源頭降低線束成本，減少物料品種，提升線束總成可靠性。
5） 保證整車線束布局的美觀整潔性。線束固定件的設計選型應滿足線束整車布線環境要求以及整車技術要求，保證整車線束布置的美觀性、整潔性。在前機艙內，要求線束固定件的顏色和周圍電器件顏色保持一致，要求為黑色或深色，禁止使用白色。在駕駛室內，因有內飾件覆蓋，顏色沒有特殊要求，但建議以黑色為主。
| 5 結語
隨著自動駕駛及智能網聯技術的不斷發展及5G技術應用，車內的電器功能越來越多，導致線束要連接的電器功能也越來越多，同時面對線束布置的空間會越來越小，環境越來越惡劣。通過了解汽車線束固定件的選型設計原則，可以幫助我們在線束布置設計過程中，快速地在不同的環境中選擇合適的固定件，以確保整車線束的安全可靠。
