汽車尾門線束膠套的結構設計與驗證

【摘" 要】介紹汽車尾門線束膠套的設計與驗證，對汽車尾門線束膠套的布置方法、關鍵尺寸、驗證方法等內容進行描述，為汽車尾門線束膠套設計提供經驗參考。

【關鍵詞】汽車線束；尾門；尾門線束；線束膠套

中圖分類號：U463.62" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）02-0054-03

Structural Design and Verification of Automotive Tail Door Harness Rubber Sleeve

LAI Junrui

（Liuzhou Yingqin Tuolan Vehicle Technology Co.，Ltd.，Liuzhou 545007，China）

【Abstract】This paper introduces the design and verification of the harness rubber sleeve for the tail door of the automobile，describes the arrangement method，key dimensions and verification method of the harness rubber sleeve for the tail door of the automobile，and provides experience reference for the design of the harness rubber sleeve.

【Key words】automotive wiring harness；tailgate；tailgate harness；wire harness rubber sleeve

在汽車上，汽車線束是汽車實現整車功能的網絡主體，汽車線束承載著汽車整車用電器的電源分配、搭鐵分配、信號傳輸，在汽車上起到無可替代的作用。在汽車結構設計中，尾門線束的設計重點在于尾門線束膠套的設計，線束膠套的設計合理性，直接影響了尾門線束的可靠性和耐久性。下文介紹汽車尾門線束膠套的設計與驗證。

1" 汽車尾門線束膠套概述

汽車尾門線束膠套是尾門線束總成的二級零件，隨尾門線束總成在整車工廠裝配。尾門線束膠套被安裝在汽車尾門鈑金與車身鈑金之間，其作用是保證車輛密封性、線束過孔保護、線束平滑過渡。常用的線束膠套材料有天然橡膠、氯丁膠、硅橡膠、三元乙丙等^[1]。汽車線束膠套多以三元乙丙，即EPDM為主要材質，汽車尾門線束膠套也是使用三元乙丙橡膠材料。

汽車尾門系統一般包含尾門鎖、尾門開關、尾門天線、尾燈、尾門關閉開關、攝像頭、收音機天線等電子執行器件，這些執行器件的控制單元一般布置在駕駛艙內，線束連接執行器件和控制單元需從尾門鈑金穿過車身鈑金進入到駕駛艙內。為了保護線束，滿足拉伸、收縮和車輛密封的要求，尾門線束膠套結構設計一般與鈑金密封配合，中間設計為管型帶波紋狀的結構形式，如圖1所示。

2" 汽車尾門線束膠套的設計與驗證

2.1" 汽車尾門線束膠套的基本結構參數

尾門線束膠套屬于非標準件，膠套結構設計時，一般需要定義配合件的相關尺寸要求，即車身端鈑金孔結構（形式與尺寸）、尾門端鈑金孔結構（形式與尺寸）、膠套長度、適配線徑。

2.2" 汽車尾門線束膠套的結構設計

汽車尾門線束膠套的布置形式一般有單側布置形式與雙側布置形式，如圖2、圖3所示。汽車尾門線束膠套使用單側還是雙側布置形式一般取決于尾門系統的配置高低、尾門電器執行器的布置位置、線束搭鐵分布、線束成本等因素。

以某車型為例，采用的是單側線束膠套的形式，該車型尾門系統包含的功能模塊為：尾門鎖、高位制動燈、尾門外開關、收音機天線。膠套的結構參數如下。

1）尾門鎖有3根0.75mm²（直徑1.9mm）導線回路，高位制動燈有2根0.5mm²（直徑1.6mm）導線回路，尾門外開關有2根0.5mm²（直徑1.6mm）導線回路，收音機天線為1根直徑5.2mm的同軸線。根據計算可以得出（也可用實際導線包扎測量）：穿過尾門線束膠套的線徑約8mm。線束直徑計算公式可參考圖4所示。

2）膠套線槽結構尺寸：線束線徑8mm，為了預留線束活動空間以及車型改型增配的需要，線束膠套的填充率γ一般在50%～60%之間較為合適，γ=S₁/S₂，S₁為線束截面積，S₂為膠套線槽截面積，如圖5所示。根據計算，膠套線槽約Φ12mm，可根據膠套整體結構設計再進行微調。

3）尾門端鈑金孔及膠套結構確定：鈑金孔需要穿過所有線束接插件，鈑金孔的直徑一般大于線束中最大的線束接插件外輪廓圓半徑5mm以上^[2]，考慮到線束接插件與線束主干一起穿孔的情況，這個值還要更大些，如圖6所示。

為了防止線束裝配時發生轉動，鈑金開孔一般設計為橢圓形。根據該車型的線束插件校核，鈑金孔尺寸定為26mm×31mm×0.6mm（鈑金厚度隨車身要求），配合平面＞5mm。尾門端鈑金孔結構示意如圖7所示。尾門端膠套結構示意如圖8所示。

4）車身端鈑金孔及膠套結構確定：根據尾門端鈑金孔相同的設計方法，該車型車身端鈑金孔也定為橢圓26mm×31mm×0.6mm（鈑金厚度隨車身要求），配合面平面＞5mm，如圖9所示。車身端膠套結構同尾門端結構設計方法相同，需多膠套固定結構，固定結構一般長20～25mm。固定結構也可在尾門端設計，根據實際需求而定，如圖10所示。

5）膠套長度確定：為了尾門開關過程中盡可能使膠套變形量小，線束不折線，車身端和尾門端鈑金開孔Y向需錯開一定距離，Z向高度差不能過大。如圖11所示，根據長期經驗，為了減小線束的伸縮量，減小線束彎折受力，車身端和尾門端開孔位置的選取，要求滿足Z₂＜Y。Z₁為尾門關門狀態車身端和尾門端開孔高度差，Z₂為尾門開門狀態車身端和尾門端開孔高度差。Y為尾門端與車身端的橫向距離。膠套的實際長度一般按照L=（L₁+L₂）/2，L₁為尾門關閉狀態膠套的數模長度，L₂為尾門開啟狀態膠套的數模長度。根據該車的車身鈑金與尾門鈑金結構及周邊件確定膠套兩端位置，膠套開關門狀態的長度L₁=132mm，L₂=168mm，所以膠套長度L=150mm。

6）膠套波紋段的結構：為了膠套伸縮性更好，膠套中間段一般設計為波紋結構。波紋結構的長短要求并沒有標準值。波紋結構的長度主要考慮因素是膠套在尾門開關過程中的伸縮量，波紋段的伸縮量=（尾門開門狀態膠套長度L₂-尾門關門狀態膠套長度L₁）/2進行計算，該車型尾門膠套伸縮量=（168-132）/2=18mm。根據經驗，膠套的伸縮量18mm，波紋結構長度S在70mm以上可滿足要求。膠套波紋結構尺寸如圖12所示。

膠套的結構設計需滿足注塑模具開模、膠套出模的要求，所以膠套一般設計為對稱結構。根據上述膠套結構參數，該車型汽車尾門線束膠套數模結構示意如圖13所示。

2.3" 汽車尾門線束膠套的驗證

汽車尾門線束膠套還需要進行相關的驗證，只有進行充分驗證才能確保尾門線束膠套的可靠性，驗證項目見表1。

3" 結論

通過本文對汽車線束尾門膠套的設計與驗證的介紹，對汽車尾門線束膠套的設計與驗證有一個清楚的認識。目前汽車尾門線束膠套的設計還沒有一個十分完整的設計標準，也沒有較好的CAE分析辦法，更多的是根據設計經驗、實車校驗、臺架試驗、整車試驗進行驗證。

參考文獻：

[1] 呂自國，衛強，史曹，等. 淺談整車線束橡膠件的設計［J］. 汽車電器，2014（2）：34-36.

[2] 林貞亮，盧云，石紅偉，等. 汽車線束過孔橡膠護套設計［J］. 汽車電器，2021（11）：38-41.

（編輯" 凌" 波）

收稿日期：2023-07-24