重卡線束搭鐵設計及應用

郭秀杰，宋英華，張 俊，申 瑋

（中國重汽集團汽車研究總院，山東 濟南 250002）

汽車上的用電器回路，大多數是蓄電池正極線直接與各用電器連接，蓄電池負極線直接搭在發動機或車身金屬體上。像這種直接搭在發動機或車身金屬體上的汽車線束連接方式稱為搭鐵。搭鐵分為正極搭鐵和負極搭鐵。隨著商用車電器設備越來越多，搭鐵性能的好壞直接影響整車系統性能穩定與否。

1 搭鐵設計介紹

1.1 搭鐵原則

搭鐵點數量、位置及每個搭鐵點連接的負載類型是搭鐵設計的核心，在電器系統設計時，需要根據負載類型和安裝位置合理選擇搭鐵點區域。根據用電器布置位置及搭鐵點計算得出回路線總長。結合各系統搭鐵阻抗或電壓降的要求分析搭鐵線允許最大長度，進行搭鐵線長度區域同心圓劃分，查找最佳公共搭鐵點。

搭鐵分配應遵循：就近搭鐵、同系統同搭鐵、關聯系統關聯搭鐵的設計原則。

1）就近搭鐵 搭鐵點優先設計在距離電器件較近的地方。搭鐵線長度應盡量短，以避免額外的電壓降。

2）同系統同搭鐵 目的是避免不同系統間的串擾，同時便于系統故障的排查。信號搭鐵與功率搭鐵要分開，在信號型用電器的搭鐵設計時要將模擬信號和數字信號的搭鐵線分開，功率型用電器設計時要將電阻型和電感型的搭鐵線分開。

3）關聯系統關聯搭鐵 關聯系統之間為保證信號傳輸準確，將各自的搭鐵點盡量靠近設計，如果距離較遠，應在其各自的搭鐵點之間再連接導線橋接。

1.2 搭鐵類型

所有負載按照搭鐵線接線方式可分為單獨搭鐵、共用搭鐵及屏蔽搭鐵。

1）單獨搭鐵 在整車搭鐵設計中，單獨搭鐵的設備分為兩種：一種是ECU、ABS、AMT等涉及安全的控制模塊，另一種為空調風機等大功率感性負載。單獨搭鐵優勢在于電氣設備直接接在各自距離最近的搭鐵點，減少負載間的相互干擾。

2）共用搭鐵 考慮商用車上用電設備過多，不可能讓每個用電設備都單獨搭鐵，有時候就需要將某些用電設備的搭鐵線合并在一起，因此，負載按照布置位置及類型共用搭鐵，共用搭鐵可分為單點串聯搭鐵、單點并聯搭鐵、混合搭鐵，表1為各種類型負載共用搭鐵的推薦方式，表2為各種共用搭鐵的優缺點。

表1 組合搭鐵

3）屏蔽搭鐵 屏蔽搭鐵優先選擇同系統同搭鐵原則，即屏蔽層搭鐵搭在該系統控制器內部或同一搭鐵點上。

1.3 搭鐵設計裝配工藝

搭鐵設計需要考慮搭鐵位置可靠性、裝配可靠性、防護可靠性和維修便利性。通過反復驗證大量的實測數據，得出某重型卡車整車區域搭鐵裝配工藝如下。

1）蓄電池負極搭鐵 起動機負極線要求端子完全套入蓄電池接線柱，此處螺柱材質較軟（鋁或銅鋅合金），螺母擰緊力矩要求6±1Nm，如圖1所示。

表2 共用搭鐵優缺點

圖1 蓄電池搭鐵

2）蓄電池箱內搭鐵 箱體搭鐵前，需在接線柱上預裝一個M6外鋸齒鎖緊墊圈，壓入端子后使用M6尼龍自鎖螺母將其緊固到位，擰緊力矩9±1Nm，如圖2所示。

3）發動機搭鐵 發動機采用殼體搭鐵，使用M10自鎖螺母緊固，要求擰緊力矩45±5Nm，如圖3所示。

圖2 蓄電池箱內搭鐵

圖3 發動機搭鐵

4）駕駛室本體搭鐵 駕駛室本體搭鐵分為搭鐵孔搭鐵和螺柱搭鐵，當使用搭鐵孔搭鐵時，搭鐵孔在使用前需用銑刀打磨露出無涂層的白車身，如圖4所示。

當駕駛室本體搭鐵使用螺柱搭鐵時，搭鐵螺柱在使用前需預埋螺母或外鋸齒鎖緊墊圈，一般為M6的螺柱，擰緊力矩9±1Nm，如圖5所示。

在設計某重型卡車整車區域搭鐵時，應用以上搭鐵規范，經測試搭鐵性能良好，沒有出現因為搭鐵不好導致電器系統不穩定的現象。

圖4 搭鐵孔搭鐵

圖5 螺柱搭鐵

2 結束語

隨著用電器的增多，搭鐵設計已經成為整車線束設計的重點，在進行線束設計初期，就要參考搭鐵設計原則和布置規范，合理布置搭鐵點，以規避由于搭鐵不良帶來的設計風險，并運用先進技術分析手段不斷提升設計能力，大大增加整車電器系統穩定性，降低整車售后成本，提高業界口碑。