工程機械電氣系統線束布置與裝配原則

張小亮，王 萌，陳鵬宇

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272000）

工程機械電氣系統線束布置與裝配原則

張小亮，王 萌，陳鵬宇

（山推工程機械股份有限公司，山東 濟寧 272000）

根據工程機械電氣系統的特點，對整車電氣系統線束布置及裝配要點進行分析，線束布置過程中要立足整車結構確定合理的固定及搭鐵點，避免線束干涉及磨損的產生，充分考慮線束裝配及后期維修的工藝性，同時考慮電磁干擾、短路等問題造成的安全隱患，提出工程機械電氣系統線束布置及裝配的一般性原則。

工程機械；電氣系統；線束；布置與裝配

隨著工程機械使用者對操縱舒適性、節能、安全性要求的提高，工程機械電氣系統逐漸向著汽車電氣系統特點靠攏，越來越多的電氣元件，復雜的控制系統提高了電氣系統設計及裝配要求，線束作為電氣系統的“血管”對電氣系統功能的實現具有重要的作用，電氣系統線束布置及裝配是否合理對整機的操縱性、穩定性，甚至對整機安全性都起著關鍵性的作用。本文針對工程機械電氣系統的結構特點，就線束布置及裝配要點進行分析，對具體問題進行說明，并指明實際操作中的注意事項。

1 工程機械電氣系統組成

工程機械電氣系統根據其組成與特點可分為電氣設備與電子系統兩大部分。電氣設備包括蓄電池、發電機、啟動系統、充電系統及各種用電設備（啟動機、工作燈等）；電子系統包括發動機電子控制燃油噴射系統、電子智能控制系統等，該系統也可看做時電氣系統中用電設備的一部分。工程機械電氣系統的主要特點是低壓、直流、單線制和負極搭鐵，多采用發動機線束、駕駛室線束、主機架線束、儀表箱線束等分段，插接頭連接設計，以適應電氣系統結構分散的特點，同時降低電氣系統線束裝配難度。

2 線束布置與裝配的基本原則

整機電氣系統線束設計階段考慮要充分考慮線束的布置，整機電器件選定后結合車身結構的具體情況對電器件布置進行綜合全面的考慮，電器件布置完成后進行布線設計，因考慮到電器件及線束裝配過程中可能存在的問題，產品試制后電器件的安裝位置需要相應進行調整，以保證整機電氣系統布局合理。

2.1 整體走向合理、外觀整齊

工程機械線束應沿機架內側面、梁等車身固定位置走線（車架上設計的穿線管或走線槽），避免線束承受擠壓力或活動部件摩擦干涉。主線布置走向在投影方向上應橫平豎直，采用H型的布線結構可減小線束長度。線束布置應與管路及周圍零部件的間隙均勻、合理，做到外觀整齊。

2.2 固定點布置合理、固定可靠

根據線束在整車上的實際安裝位置，為了避免線束由于自重產生低垂、由于震動產生軸向竄動，以及通過車身上銳邊位置時進行防護。必須設立合理、足夠的固定點對線束進行固定。根據線束的走向、車身的具體結構設置固定點。線束過彎處彎曲半徑（按線束內側弧線測量）不應過大，參考表1原則布置。

表1 線束最小彎曲半徑要求

在沒有支點的直線距離上兩固定點間距一般不大于300mm，為防止線束過彎拐點位置造成干涉，拐點位置必須設置固定點，直角拐點需設置2個固定點，且固定點位置應在距拐點100mm的范圍內，鈍角拐點在此范圍可設置1個固定點，但需保證線束安裝后無干涉現象，同時應避免銳角拐點的出現。在存在支點的干線上設置固定點，固定點距支點應不大于100mm。與其他線束連接的插接件應固定在車體上，且在考慮插接件前不大于100mm的合適位置設置固定點。

按照線束的尺寸選擇固定線夾、并在線束上標明線夾固定點。為規范線束固定位置，指導裝配操作，提高裝配效率，可采用在線束上預先纏繞膠帶的方法對固定點進行標示，膠帶可選擇白色或紅色等易識別顏色，以便于裝配操作過程中識別（圖1）。三維布線階段對固定點進行預先標示，裝配試制階段，根據裝配可操縱性對線束結構及固定點進行再次優化。

圖1 推土機地板架線束

2.3 線束避免和周圍零部件干涉

1）線束固定后不直接和車身銳邊接觸，一是要與銳邊、角留有間隙，二是要線束增加保護，避免車身銳邊損壞線束外部絕緣層，導致短路事故。

2）安裝在振動部件（發動機、振動式壓路機壓輪框架等）上的線束應根據振動部件振幅確定線束的預留長度，避免線束傳遞振動造成內部接點出現虛接現象，且盡量不要將插接件固定點設置在振動部件上。

3）安裝于發動機附件高溫區域的線束考慮線束耐高溫特性，線束參考標準QC/T 29106-2004進行設計（表2）。發動機線束應布置于發動機低溫側，線束與排氣歧管之間的距離應大于50mm，與發動機處溫度大于150℃的零部件距離大于50mm。

表2 產品的溫度范圍 (℃)

4）線束不與發動機燃油管路使用相同的固定點，尤其是在線束連接部位和油路連接部位，不與燃油管路交叉或接觸，應布置與燃油管路的上側。避免線路表面破損短路和油料泄漏或蒸發密度等條件均達到一定條件時引起火災。

2.4 裝配工藝性、維修工藝性

1）裝配時不要把線束拉得太緊（尤其在工作裝置等運動部件上），運動部位線束預留長度應該保證部件運動至極限位置時線束不承受拉力或擠壓。線束裝配后，周圍要有足夠的間隙通過，尤其是工作裝置及操縱系統附近，線束與臨近運動部件之間的間隙應大于25mm，保證不被其它部件擠壓、不被操縱連桿等拉扯。避免線束絕緣層被夾斷、磨損或破裂引起接地等故障。

2）為了便于檢查及維修，插接件布置在容易操作的位置，如果電器件的安裝操作空間足夠，則線束可直接插接至電器件上；如果安裝空間狹小且位置隱蔽，則需要將電器件所帶導線適當加長，使得與線束連接插接件布置在便于安裝及維修的位置。插接件盡可能的水平布置，不要布置在雨水聚集區域或車體外部，避免直接和雨水、油類等外界環境接觸；必須布置在上述區域時要采用防護措施，采用防水插件，使用膠塞或膠套等方法，避免插件內進水使端子表面氧化。

3）儀表箱內線束布置時，根據儀器儀表的安裝深度、插接口的位置及方向、安裝后距后面板的空間確定預留線束的長度，考慮到操作的方便性，插接方向的空間必須大于2倍插頭長度，線束必須預留一定長度。

4）線束過線孔必須大于需要通過的最大插接件的尺寸，過線孔設計環管等橡膠防護件。如從駕駛室內向室外通過鈑金孔，外部線束必須低于過線孔，且要設計相應橡膠防護及密封件，避免孔口振動磨損，避免在線束上滴、灑液體后，有液體進入室內的可能。

2.5 其它注意事項

1）蓄電池正極端子和電氣艙蓋板之間必須留有不小于20mm的間隙，蓄電池正極電纜和運動部件的間隙必須在25mm以上，避免短路引起蓄電池瞬間大電流放電，造成蓄電池爆炸。蓄電池正極端子必須設置絕緣塑料保護罩或其它不易變形的保護措施，同時保證保護措施不易脫離。蓄電池負極必須分別單獨連接車身，負極固定使用螺栓或螺母，接線柱確保無噴漆、銹蝕。

2）為防止電磁干擾，儀表信號線、發動機控制模塊信號線等布置盡可能避開大電流導線（發動機啟動線束）和電磁干擾源（喇叭、啟動電機等）。同時，信號線采用雙絞線、多層屏蔽線能有效地防止電磁干擾。

3）接地點應布置在底盤或車身等大型結構件上，但是要避開雨水聚集區域或車體外側，防止接地點銹蝕后接觸不良。接地點也應避開燃油管路，避免燃油泄漏存在的安全隱患。同時，連接接地線前應檢查確保接地點部位無油漆、銹蝕，防止接觸不良。

4）確保保險絲和繼電器更換的方便性，使用頻率高的用電器，其保險絲和繼電器在保險絲盒內的位置布置在易尋找、易更換操作的位置。使用頻次高、長時間工作、負載電流大的用電器，其熔斷器、繼電器布置時適當增加相互間距離，或和使用頻次低、短時間工作、負載電流小的熔斷器、繼電器間隔布置。避免熱量聚集、散發慢，造成局部溫度上升，降低熔斷器、繼電器的性能和壽命。同時，溫度上升也會造成保險絲盒本體變形、碳化，安裝件的位置精度降低、接觸電阻增加，進一步引起保險絲、繼電器的發熱量上升，保險絲盒報廢。

3 結 語

惡劣的工作環境及多變的工況造成了工程機械電氣系統故障頻繁，線束布置合理、裝配操作規范是提高電氣系統可靠性的重要舉措。不同工程機械應結合其特有的工作環境及結構特點，采用三維布線進行線束布置設計并遵循以上基本原則合理布置線束及規范裝配操作，線束裝配及后期維修的工藝性在產品試制階段進行改善，能夠有效提高電氣系統的合理性及可靠性。

[1]秦明華.汽車電器與電子技術[M].北京理工大學出版社.2003.

[2]蔡晶晶.汽車線束的精益設計及布置[J].工業設計，2012，(3)：262.

[3]劉春卉.淺究汽車線束三維布局走向原則與設計要點[J].科技創新與應用，2012，(25)：93.

[4]李 軍.整車電氣系統的布置集成[J].汽車電器，2009，(8)：5-7.

(編輯 于 洋）

Principle of mechanical and electrical system wiring harness layout and assembly

ZHANG Xiao-liang, WANG Meng, CHEN Peng-yu

F407.6

B

1001-1366(2015)01-0089-03

2014-10-08