重卡底盘线束波纹管管径的选取方法分析

王世华

摘 要：文章通过对重卡底盘线束波纹管管径的选取进行了分析 提出了通过经验法和计算法这两种方法来选取合适的管径 不仅可以给线束工艺人员选取合适的管径提供参考 而且也给智能化配管提供了计算分析方法 希望能够帮助线束工艺人员快速、准确的选配波纹管。

关键词：波纹管;管径;线束;方法

中图分类号：U463.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）18-168-03

Abstract： The selection method of the truck chassis wiring corrugated pipe is analyzed， which provides a reference for the craftsman to select the appropriate pipe diameter and improve the accuracy of the process design.

Keywords： Corrugated pipe; Pipe diameter; Wiring harness; Method

CLC NO.： U463.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）18-168-03

引言

线束在汽车中用于连接各用电器 传递电器间的电流信号 因此在整车中有至关重要的作用 任何一根导线出现问题都会造成汽车电器功能的失效甚至丧失。尤其是重卡底盘线束面临的工作环境更为恶劣和复杂 为了使线束能够满足工作环境下对温度、防火、防磨损、阻燃等要求 必须对线束的导线外加合适的防护材料 如PVC套管、纺织套管、波纹管等[3]。在做线束工艺设计时 即使防护材料的种类等选择都合适 但管径选取错误 也会造成一系列的问题。当管径选取较小时 可能会造成工人的加工困难、爆管甚至需对线束拆分后再利用;当管径选取较大时 则会造成包裹材料的浪费 加大制作成本 无法满足客户对填充率的要求 甚至无法进行整车装配 造成整车线停产。所以选取合适的管径成为线束厂家工艺设计乃至整车设计都必须考虑的问题。因重卡底盘线束防护材料中的波纹管使用较为普遍 本文以波纹管来进行分析。

1 波纹管管径选取的影响参数

1.1 波纹管的内径D

波纹管一般有PP/PE/PA三种材质 波纹管的规格型号都是根据波纹管的内径定的 即汽车线束行业所说的波纹管的管径即为波纹管的内径[2]。如诗兰姆 UFW波型这种常用波纹管规格见表1。

由表可知波纹管规格与内经数值近似相等 把波纹管的内径设为D。

1.2 导线成品的最大外径d

汽车线束行业中所说线径通常是指导电线芯的横截面积 重卡底盘线束所用导线大多为德标线 类型为FLRY-A、FLRY-B单芯无屏蔽绝缘低压电线 导体为多股绞合软裸铜线[1]。在选波纹管管径的时候应考虑导线的绝缘层厚度 把导线成品的最大外径设为d 如德标FLRY-B导线结构见表2[4]：

2 线束制造企业管径的选取方法

当前重卡线束制造企业对防护材料管径的选取多采用经验的方法 这种方法对工艺人员的能力要求较高 工艺人员要有丰富的工作经验才能达到较高的准确性。根据经验法选取管径一般基于以下六方面：

（1）对线束分支端有插接器尾夹、分线岐管等可确定波纹管管径的 按尾夹、分线岐管所匹配的波纹管管径进行匹配。如重卡的空滤器信号开关所配尾夹适配管径为7.5。

（2）线束的外观直接影响到客户的第一印象 同时也一定程度上反映了企业线束的制作水平 波纹管作为线束的防护材料处于最外层 故在波纹管管径选取时 外观也是需考虑的因素。在选取管径时 应尽量避免中间分支管径小两端分支管径大 或中间分支大两端分支小 需使波纹管管径从主干到分支逐渐减小并平缓过渡 管径过渡大会使车间工人加工较为困难 也会造成产品的不美观。

（3）波纹管的材质也会影响到管径的选取 主要是材质不同波纹管的壁厚也会略有区别。例如PA6材质的波纹管壁厚比PP-BS-UFW材质的壁厚大 空滤器信号开关插接器尾夹在用PP-BS-UFW材质的波纹管时匹配管径为7.5 则在用PA6 材质的波纹管时匹配的管径应为6.0。

（4）波纹管的开闭口在管径选取时也是需考虑的。波纹管一般都不会选闭口管 因为波纹管一般都选择用在主线上 而主线的出线方向是不一致的 选用闭口会使产品加工更费时更困难 所以一般都选择开口的波纹管在外裹PET织布或布基胶带密缠。有的线束产品要求比较高会选用闭口波纹管 而闭口波纹管在车间生产中是要把线穿过去的 若选用某一管径的开口波纹管波纹管内空间较小时 使用同等管径及材质的闭口波纹管 在穿管时因线束与管壁的摩擦会造成无法穿过或穿管困难从而损伤导线线皮 此时需选用比开口波纹管管徑稍大的的闭口波纹管。

（5）根据通过波纹管某一横截面的导线根数和线径来确定波纹管的管径。这要求工艺设计人员对线束整体的横向截面积有个大概的近似值 目前对线束横向截面积的计算因人而异 没有统一的方法 工艺设计人员多参考已生产的相似的重卡底盘线束管径来确定波纹管管径。

（6）线束的打卡工艺在波纹管管径选取时也需考虑 若线束在某一分支处存在一打卡点时 因导线打卡连接后需外套含胶热所管保护 这样会增大线束此处分支的总截面积 因此当某一分支存在打卡点时 选取的管径一般会略大于无卡点时的管径。当一分支处存在好几个卡点时 由于卡点之间会错开打卡 此时选打卡导线截面积之和最大的一处进行分析 也可将此处导线截面积之和近似等于此处含胶热缩管的横截面积。

3 波纹管管径的计算方法分析

为了优化波纹管管径 提高产品品质 有必要对波纹管管径进行计算分析来确定较优值。波纹管及导线形状为圆形 当知道波纹管种类和导线种类时 波纹管的管径D（内径）、导线的最大外径d也是确定的 根据这两参数即可计算出波纹管管径。波纹管管径的计算可分为以下几种：

（1）当线束某一分支只有一根导线时 波纹管的管径应大于此导线的外径 即D>d。

（2）当线束某一分支只有两根导线时 波纹管的管径应大于两根导线的外径和 即D> d1+ d2。

（3）对于某一分支有三根及三根以上导线时 应分为以下两种情况：

1）当各导线线径相差不大且线径较小时 波纹管内横截面积应大于各导线外横截面积之和 即：

因实际生产中导线之间肯定有空隙 故式中需加一个系数f 其为线束的总横截面积与实际管径的横截面的比值（f<1 其值应根据客户对波纹管的填充率及波纹管的开闭口情况及车间具体情况通过实验确定） f取值范围为0.7-0.8。线束的截面积一般为波纹管内截面积的0.75 即f=0.75 如果线束的截面积为7.5平方mm 则选用的波纹管为10平方mm。

2）当各导线线径相差大且有导线线径较大时 此时根据3.3.1的方法计算的波紋管的管径D会小于实际所需的管径 如图1：

此种情况的计算方法应为：从波纹管中心到外依次排列相同线径的导线 且线径由中心到外依次减小 相同或相似线径的导线排满一层后 接着排下一层。由排列完成后的线束总截面积（总截面积由线束排列完后的直径计算） 进而得出波纹管管径。因为此计算方法较为繁琐 建议根据工艺经验并参考已做产品所配管径来进行波纹管管径的选取 如无可参考产品 可通过实验的方法得出合适的波纹管管径。

4 总结

波纹管管径D的影响因素较多 在配管径时 能根据尾夹等其他线束零部件确定管径的直接选相应管径的波纹管 不能确定管径的以已做相似线束产品工艺的管径为参考 并对管径的影响因素综合考虑 根据工艺设计人员经验并结合数学计算及实验来确定合适的管径。本文结合长期处理线束工艺设计的经验 希望能对线束工艺设计人员选取合适管径提供参考。

参考文献

[1] 张倩，韩慧.汽车发动机线束的精益设计[J].汽车电器.

[2] 闫亮亮，谷孝卫.汽车线束保护介绍与分析[J].汽车电器.

[3] GBT 28046.3-2011道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验.

[4] DIN_72551汽车用低压电线.