淺談汽車線束設計要點

陸素媚，何福良

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

隨著汽車技術的發展，人們對汽車的安全性、舒適性、實用性和經濟性等的要求越來越高，同時汽車向電氣化和智能化方向不斷發展，更多的新技術被運用于汽車上，而這些性能及功能的實現都需要電子系統來實現。汽車線束作為電子設備連接的重要部件，其設計及裝配越來越復雜，要求也不斷提高。本文將從總裝裝配問題入手，結合實際裝配中易出現的問題，總結線束各要素在設計中的要求及注意事項。

1 裝配要素及裝配問題

線束裝配要素主要包括線束主干及分支布置、線束橡膠件裝配、接插件對接。線束遍布于汽車各個區域，因此在汽車裝配過程中線束的裝配貫穿了整條生產線。線束設計的合理性也很大程度上對裝配操作產生影響。線束的設計不僅影響線束的裝配過程中的效率，更加會影響到整個線束系統的耐久質量及用戶體驗。下面將結合實際案例，對線束的裝配要素及出現裝配問題進行分析。

1.1 線束主干及分支布置

（1）線束主干大小及硬度

由于整車電氣功能較多，線束主干部分包含了大量回路，線徑大，部分主干區域受周圍零件布置影響，必須包裹波紋管、絕緣膠布或其他保護材料做防護，使得主干區域裝配時彎折難度較大。線束主干過于粗硬也容易使得線束走向難以受控，裝配過程費力且難以保證裝配質量。

（2）預留長度線束的控制

在一些特定零件的裝配過程中線束需要預留長于裝配完畢狀態所需要的長度，如連接儀表板電器件線束分支，線束需要預留一定長度，將線束接插件拉至儀表板外部對接電器，再隨著電器裝配回塞至儀表板遮蓋區域內。若預留長度過短，員工裝配接插件困難，線束可能被拉扯損壞；若預留長度過長，線束分支無法固定，容易引起干涉和異響。

（3）線束過孔

因線束貫穿全車，線束布置時往往需要穿過某處車身鈑金，在車身鈑金上預留線束通過的鈑金孔，鈑金孔的大小往往受到鈑金強度、空間局限的制約，鈑金孔過小會導致線束穿過孔時出現接插件穿孔困難情況，甚至有接插件無法穿孔。

（4）線束布置影響間隙段差

為了美觀性，乘員艙內線束一般會布置于地毯飾板之下，但飾板下方空間受限，線束、地毯、飾板相互擠壓。以上情況在A柱下區域最為顯著。通常A柱下區域接插件及線束主干、分支眾多，A柱下飾板與鈑金間空間有限，時常會出現線束將飾板卡扣頂起，導致兩飾板間間隙段差過大，甚至飾板無法裝配到位。

1.2 線束橡膠件裝配

線束橡膠件用于線束過孔后裝配于鈑金孔上，起到防漏水、降噪音、防止線束磨損的作用，橡膠件裝配不到位會引發一系列的質量問題。圖1、圖2分別為雙面貼合式橡膠件、單面貼合內置護套式橡膠件，這兩者都是整車線束使用較為廣泛的橡膠件。

圖1 雙面貼合式橡膠件

圖2 單面貼合內置護套式橡膠件

（1）雙面貼合式橡膠件，有卡金屬鈑金的凹槽，通過凹槽兩邊的兩面貼合鈑金形成密封。最主要用于發動機艙與乘員艙之間線束連接的過渡密封。因雙面橡膠件需要將凹槽卡住鈑金，故凹槽區域設計相對較厚，需要員工施加較大的按壓力或拉力，因此容易導致前部橡膠件裝配不到位。裝配要求橡膠件凹槽區域周圈均完全卡住鈑金，裝配過程中部分區域未完全卡住的情況較為常見。裝配現場為了保證橡膠件裝配可靠性，需要員工自檢及互檢。

（2）單面貼合內置護套式橡膠件，橡膠件內鑲嵌護套其內部帶有卡子的護套，利用護套卡子卡住金屬鈑金，利用橡膠件的一面和鈑金的一面接觸實現密封，共同形成防水密封[1]。此類橡膠件廣泛使用于前后側門及尾門線束連接至車身側圍或頂蓋鈑金上。內置護套式橡膠件裝配較普通橡膠件輕松，只需保證護套卡子卡住鈑金并回彈，發出“噠”的響聲即可判斷裝配到位。部分生產線要將門開啟至某一角度再裝配橡膠件，常出現橡膠件與門有干涉，導致裝配不到位，從而影響裝配的效率及質量。

1.3 接插件對接裝配

（1）接插件防錯

汽車線束有上百個接插件，裝配線束過程中接插件的裝配控制好壞將直接影響到客戶對整車產品的品質、性能。在生產裝配過程中，同一區域內接插件型號相同，無法區分相互匹配的接插件，經常會有接插件裝配錯誤情況發生。

（2）人機工程

接插件的裝配空間往往受到周邊零件布置，及自身零件結構的影響，導致接插件裝配空間狹小。員工在對接接插件過程中手部無法放入，或者手部與周圍零件干涉而無法對接插件施力，導致裝配困難。接插件的對接需要保證兩接插件在端子方向上對齊后才能對接到位，否則容易引起端子彎曲而接觸不良。

2 設計注意事項

上面提出了汽車線束的裝配要素及容易出現的問題，針對以上的問題，提出對應的優化設計注意事項。

2.1 線束主干及分支布置

（1）線束主干大小及硬度：線束直徑過大需要彎折一定角度時要預留足夠空間，一般線束彎折半徑要大于線束直徑的兩倍，以免彎折空間過小對線束及插接件造成損壞[2]。在線束三維布置過程中應充分考慮線束的不可控性，結合實車裝配經驗，評估布置可靠性。線束彎曲應盡量避開鋒利鈑金邊、周邊零件棱邊，防止線束損壞。

（2）預留長度線束的控制：預留的長度需要保證接插件的對接，同時避免異響和干涉，需要通過以往車型數據分析，加上實車驗證，得出合理的長度要求。同時可通過增加線束外部防割包裹、周邊鋒利零件增加防割膠條等避免出現線束損壞，通過包裹海綿減小異響。

（3）線束過孔：線束需要過鈑金孔，鈑金孔直徑至少是接插件尺寸的1.3倍。這是為了線束裝配的效率，還保證線束在過孔時零件完好性。此項要求同樣適用于線束通過封閉腔體時。某些線束布置需經過尾門內外板、側圍內外板間腔體等，在線束通過路徑方向上，腔體空間截面直徑大于插接件的1.3倍。除此之外，還要求線束通過的腔體內部光滑無阻擋，必須保證腔體內無螺栓、車身加強板邊緣等阻擋物。如此：一是保證線束與鋒利物體無干涉；二是避免線束在通過密閉腔體難以控制走向的情況下不出現卡滯現象。

（4）線束布置影響間隙段差：在設計時可在線束固定的鈑金面上向車外壓出線束線束裝配路徑，同時可選用一字卡卡扣，使線束更加貼合鈑金，增大線束與飾板的間隙。

2.2 線束橡膠件裝配

（1）雙面貼合式橡膠件

橡膠件能從視覺辨認其是否裝配到位。某些生產線裝配順序為先裝前圍板內隔音墊，后將線束穿過前隔板孔，再裝配線束橡膠件。前圍板內隔音墊線束過孔處為了更好的降噪則會盡量開小孔，這會導致員工無法從視覺上辨認是否裝配到位，這種情況下可將隔音墊開孔成十字向外延伸（如圖3所示），保證了隔音墊的降噪性能，同時能滿足員工裝配橡膠件的可視要求。

圖3 前圍內隔音墊開孔

橡膠件的軟硬度也在一定程度上影響著裝配質量。硬度小，員工裝配容易裝配，但容易導致橡膠件脫落。硬度過大，員工需施加的力量大，易卡不到位。因此在不同的季節可以適量的調整橡膠件的軟硬程度。

（2）單面貼合內置護套式橡膠件

內置護套式橡膠件是硬質的，無法壓縮，在裝配過程中出現橡膠件與其他零件干涉會導致橡膠件難以裝配到位，因此門線束橡膠件的設計中應該模擬裝配過程的狀態，即門開啟至某一角度時保證橡膠件無干涉，并且預留橡膠件至門鈑金之間的手部裝配空間。

2.3 接插件對接裝配

（1）接插件防錯

線束設計防錯可以考慮以下幾點：

一是，同一區域內不使用相同的接插件；

二是，無法避免使用相同的接插件，將相同的母端（或公端）接插件設計于不同的線束上，通過公母端上的差別實現防錯；

三是，接插件所在線束分支長短差異區分，某對接插件對接錯誤后，另一個接插件由于線束長度不足而無法對接；

四是，顏色防錯，通過顏色差異才能使員工快速識別，從而提高裝配效率。

（2）人機工程

接插件干涉檢查，不止要在裝配到位后無干涉，還需要保證裝配裝配過程無干涉。

接插件所在零件自身影響。如圖4，變速器上某傳感器接插件在插拔過程中與變速器殼體干涉，導致無法裝配。需要通過更改接插件大小、變速器殼體、傳感器方向等加大裝配空間。

圖4 接插件與變速器殼體干涉

周圍零件裝配順序對接插件裝配空間的影響。接插件裝配的裝配空間往往還受到裝配順序的影響。某車型在某生產線上生產，儀表線束分裝至儀表橫梁，之后隨著儀表板橫梁裝配至車身，再連接線束至空調箱。如圖5所示，儀表橫梁上的支架將空調箱接插件上方空間阻擋，導致接插件空間狹小難對接。

圖5 接插件被儀表板支架阻擋

同一零件的裝配順序在不同車型、不同生產線都可能產生差異，導致接插件裝配順序出現差異。設計時應該根據具體車型所在的生產線具體分析，不可一概而論。

3 結束語

本文從裝配問題入手，結合實際案例，分析汽車在裝配過程中易出現的問題，簡要提出優化方案。汽車線束的合理設計有助于提高零件的裝配效率，是零件裝配質量的良好保障。同時線束是一個復雜、多樣化的零件，影響因素眾多，需要設計者綜合考慮各個方面的因素。