汽車線束布置、失效方式及可靠性研究
發布時間:2019-09-17 責任編輯:xueqi
【導讀】汽車線束係統是連接蓄電池和各電器元件的主要載體。且在整車零部件中是相對薄弱、易損壞的零件。本文基於整車線束失效解決案例,對線束係統引起的整車失效問題進行係統的歸納總結,並提出基於PDCA有效的改進措施,提高了汽車線束布置與走向設計的穩健性,降低失效頻率。
1 引言
線束是汽車的神經網絡係統,在整車的運行中傳遞電壓、信號及大量的數據,圖1為各用電器線束連接示意圖。特別是在互聯網、大da數shu據ju背bei景jing下xia,這zhe就jiu要yao求qiu線xian束shu載zai體ti不bu僅jin僅jin起qi到dao通tong斷duan作zuo用yong,對dui數shu據ju的de傳chuan輸shu速su率lv及ji響xiang應ying能neng力li提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu,同tong時shi由you於yu線xian束shu的de物wu理li布bu置zhi空kong間jian有you限xian,對dui其qi失shi效xiao性xing和he售shou後hou返fan修xiu帶dai來lai更geng大da挑tiao戰zhan。
由於汽車安全性、舒(shu)適(shi)性(xing)及(ji)環(huan)保(bao)要(yao)求(qiu)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),汽(qi)車(che)上(shang)電(dian)路(lu)數(shu)量(liang)與(yu)用(yong)電(dian)量(liang)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加(jia),從(cong)而(er)使(shi)整(zheng)車(che)線(xian)束(shu)成(cheng)倍(bei)增(zeng)加(jia),在(zai)有(you)限(xian)汽(qi)車(che)空(kong)間(jian)中(zhong)如(ru)何(he)更(geng)有(you)效(xiao)合(he)理(li)布(bu)置(zhi)已(yi)成(cheng)為(wei)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)業(ye)麵(mian)臨(lin)問(wen)題(ti)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)汽(qi)車(che)生(sheng)產(chan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)線(xian)束(shu)失(shi)效(xiao)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)歸(gui)納(na)總(zong)結(jie)、整理,並提出了有效的改善方案,為汽車線束的設計及布置起到一定指導作用。
線束是汽車的神經網絡係統,在整車的運行中傳遞電壓、信號及大量的數據,圖1為各用電器線束連接示意圖。特別是在互聯網、大da數shu據ju背bei景jing下xia,這zhe就jiu要yao求qiu線xian束shu載zai體ti不bu僅jin僅jin起qi到dao通tong斷duan作zuo用yong,對dui數shu據ju的de傳chuan輸shu速su率lv及ji響xiang應ying能neng力li提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu,同tong時shi由you於yu線xian束shu的de物wu理li布bu置zhi空kong間jian有you限xian,對dui其qi失shi效xiao性xing和he售shou後hou返fan修xiu帶dai來lai更geng大da挑tiao戰zhan。
由於汽車安全性、舒(shu)適(shi)性(xing)及(ji)環(huan)保(bao)要(yao)求(qiu)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),汽(qi)車(che)上(shang)電(dian)路(lu)數(shu)量(liang)與(yu)用(yong)電(dian)量(liang)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加(jia),從(cong)而(er)使(shi)整(zheng)車(che)線(xian)束(shu)成(cheng)倍(bei)增(zeng)加(jia),在(zai)有(you)限(xian)汽(qi)車(che)空(kong)間(jian)中(zhong)如(ru)何(he)更(geng)有(you)效(xiao)合(he)理(li)布(bu)置(zhi)已(yi)成(cheng)為(wei)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)業(ye)麵(mian)臨(lin)問(wen)題(ti)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)汽(qi)車(che)生(sheng)產(chan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)線(xian)束(shu)失(shi)效(xiao)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)歸(gui)納(na)總(zong)結(jie)、整理,並提出了有效的改善方案,為汽車線束的設計及布置起到一定指導作用。

2 汽車線束布置及失效方式
2.1 汽車線束布置方式簡介
隨著車輛安全、智能、舒適性的發展,傳感器、攝像頭及ECU占據了一定的空間,從而造成線束的布置空間越發狹小,同時功能的增加意味著導線數量及體積不斷增大。整車可裝拆性、運輸便利性等也對線束提出了更高的要求。下圖2 是上汽通用某車型的線束發布圖, 為便於運輸和裝配,將整車線束切割成11個部分。

線束是整車中較為薄弱的零件,不論在製造、裝配及後續使用中極易破損或失效的。本文從線束的製造、運輸及整車的裝配和車輛後續的使用等各個環節對線束的失效進行整理,並對典型問題剖析。按失效模式可以分為線束製造失效、整車裝配失效、耐久性失效等幾大類。
2.2 汽車線束失效方式
2.2.1 線束製造失效
線束主要由導線、端子、接插件、包裹物、卡釘和線槽支架等構成,不規則零部件的構成從而注定了線束製造是一種自動化程度較低、勞動密集型產業。眾多的人工操作影響了線束標準化,因此線束製造過程中的失效是一種隨機、不可控的失效方式。
如下表1是線束在製造過程中最常見的失效方式,需在製造的各個環節保證線束的製造質 量。機械設備設定合理的規格參數,人工操作建立標準化操作及比對麵板,最後對線束進行抽查全方位檢測而保證線束的製造質量。

2.2.2 汽車裝配失效
線xian束shu在zai實shi車che上shang的de布bu置zhi依yi據ju整zheng車che裝zhuang配pei工gong藝yi會hui被bei打da散san成cheng多duo個ge部bu分fen,從cong而er提ti高gao了le可ke裝zhuang配pei型xing和he可ke維wei修xiu性xing。但dan同tong時shi線xian束shu接jie口kou及ji定ding位wei件jian的de增zeng多duo意yi味wei著zhe失shi效xiao的de概gai率lv增zeng加jia,本ben部bu分fen結jie合he整zheng車che在zai裝zhuang配pei環huan節jie出chu現xian的de失shi效xiao案an例li進jin行xing分fen類lei彙hui總zong,以yi提ti高gao線xian束shu的de裝zhuang配pei可ke靠kao性xing。

如上圖3可ke以yi看kan出chu線xian束shu的de裝zhuang配pei從cong總zong裝zhuang內nei飾shi工gong位wei幾ji乎hu持chi續xu到dao終zhong裝zhuang工gong位wei,跨kua度du非fei常chang大da,同tong時shi接jie觸chu區qu域yu較jiao多duo。結jie合he其qi失shi效xiao方fang式shi及ji表biao現xian形xing式shi大da致zhi分fen為wei如ru下xia幾ji類lei:

固定性失效為線束本身的定位件在固定孔位或紮帶處脫落,此類失效不影響功能,不影響整車使用。
功能性失效是一種比較嚴重的失效方式,會引起整車某個功能的缺失,嚴重的將影響到車輛行駛及駕駛者的安全。
外(wai)觀(guan)性(xing)失(shi)效(xiao)是(shi)一(yi)種(zhong)影(ying)響(xiang)客(ke)戶(hu)感(gan)知(zhi)的(de)失(shi)效(xiao)形(xing)式(shi)。線(xian)束(shu)多(duo)布(bu)置(zhi)在(zai)客(ke)戶(hu)不(bu)宜(yi)感(gan)知(zhi)的(de)區(qu)域(yu),但(dan)由(you)於(yu)線(xian)束(shu)供(gong)應(ying)商(shang)工(gong)藝(yi)或(huo)空(kong)間(jian)等(deng)因(yin)素(su)會(hui)導(dao)致(zhi)附(fu)著(zhe)在(zai)其(qi)上(shang)的(de)零(ling)件(jian)裝(zhuang)配(pei)受(shou)影(ying)響(xiang),從(cong)而(er)帶(dai)來(lai)匹(pi)配(pei)或(huo)美(mei)觀(guan)問(wen)題(ti)。
cileiwentizaiqianqishejishiyaokaolvxianshuhuojiechajianyundongbaoluoquyushifouyuzhouweilingbujianyouganshefengxian,congerxuanzeheshidedifangbuzhigudingdian,baozhengzaimanzugongnengdeqingkuangxiatigaomeiguanxing。ruxiatu5為線束在裝配過程中被金屬銳邊磨損失效的典型事例。表2為失效方式及控製方式彙總。


2.2.3 耐久性失效
naijiuxingshixiaoshiyizhongsuizhecheliangshiyong,zaizhongjianhuanjiexingchengdeshixiaofangshi,shibansuizhecheliangdeshengmingzhouqisuijichanshengde,juyoubukeyucexing。yidanshixiaohuiyinqikehuduipinpaidejidabaoyuan。cileishixiaoduoweixianshuzaiyundongjianbaoluoquyuneifasheng,zaidadaoyidingdemosunhouchanshengde,yincizaichuqibuyichajiao。ruxiabiao3為耐久性失效彙總表。

如下為兩種典型失效方式,圖6為發動機線束與空調補液管之間震動接觸造成的磨損,圖7為wei車che輛liang輪lun速su傳chuan感gan器qi在zai運yun動dong到dao極ji限xian位wei置zhi時shi悶men頭tou受shou力li後hou脫tuo落luo。綜zong上shang需xu嚴yan格ge控kong製zhi線xian束shu在zai運yun動dong包bao絡luo區qu域yu的de布bu置zhi,同tong時shi針zhen對dui線xian束shu的de磨mo損sun需xu遵zun循xun嚴yan格ge的de評ping估gu標biao準zhun。

3 線束設計可靠性提高措施
由上可知線束設計是一個不斷提高、不斷優化的過程,同時應考慮其全生命周期。結合PD- CA的控製方案提出如下圖8線束開發設計閉環控製方案。
在整車設計初期,就對線束的布置、運動包絡進行充分考慮和識別,同時結合線束零部件的DV/PV實shi驗yan,不bu斷duan提ti高gao設she計ji薄bo弱ruo環huan節jie,最zui後hou在zai實shi車che裝zhuang配pei階jie段duan及ji售shou後hou階jie段duan持chi續xu進jin行xing關guan注zhu,並bing同tong時shi把ba發fa生sheng的de問wen題ti進jin行xing歸gui類lei總zong結jie,輸shu入ru到dao下xia一yi個ge車che型xing的de前qian期qi開kai發fa中zhong,從cong而er避bi免mian問wen題ti的de重zhong複fu發fa生sheng,提ti高gao虛xu擬ni設she計ji和he實shi車che表biao現xian的de一yi致zhi性xing。

4 結論
線路在整車係統中屬於比較容易出現問題的一類零件,隻有在前期設計和項目階段做好充分 的(de)管(guan)路(lu)評(ping)估(gu)才(cai)能(neng)高(gao)效(xiao)的(de)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)問(wen)題(ti)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)通(tong)用(yong)某(mou)車(che)型(xing)線(xian)束(shu)本(ben)身(shen)製(zhi)備(bei)和(he)整(zheng)車(che)裝(zhuang)配(pei)工(gong)藝(yi),總(zong)結(jie)了(le)線(xian)束(shu)各(ge)種(zhong)失(shi)效(xiao)方(fang)式(shi)及(ji)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi),同(tong)時(shi)提(ti)出(chu)線(xian)束(shu) PDCA的控製方法,為線束在前期設計階段提供了很好的借鑒。
來源:線束中國
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