二次自鎖機構在電氣連接中的應用

張文建，王永安，梁明海，王志廣

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

眾所周知，汽車 “經脈”電器電路的安全和可靠性在汽車整車性能上起著舉足輕重的作用。各個汽車制造商和電器零部件供應商都采取了許多方法，來提高汽車電器電路的可靠性，保證汽車內部各個電器電路的連接。其中，二次自鎖機構 （俗稱卡子）在電氣連接中的應用，有著突出的作用和效果。通常，汽車電器電路線束的各個分支、終端都是通過汽車連接器來實現電器電路聯通和信號傳輸的。所謂汽車連接器，是指插頭或插座安裝在護套內的組合件，它通過電線附件在汽車內部起到導電或信號傳輸的作用。汽車連接器內部的插頭、插座一般通過護套的掛臺互相自鎖在一起，實現電路連接，拆裝方便，便于檢修。而二次自鎖機構的應用，使得這些配合更加安全、可靠。

1 二次自鎖機構在電氣連接中的意義

插頭、插座在護套內的自鎖配合，護套之間的自鎖配合，這兩種配合的好壞直接決定著電氣連接的優劣。插頭、插座在護套內的晃動量過大或可靠性低，會導致插頭、插座虛接或者從護套中脫出，從而導致電氣連接接觸不良甚至斷路，使汽車的某種功能失效。汽車連接器的自鎖配合如果失效，則直接導致電路斷路，汽車的某種功能喪失，給用戶帶來不便和危險。二次自鎖機構在電氣連接中的應用，則為這些配合加了一道 “保險”。在上述這些配合失效或可靠性不足的情況下，二次自鎖機構就會起到重要的作用，提高可靠性或起到 “二次自鎖”的配合作用。二次自鎖機構在電氣連接中的作用如下。

1）能夠限制人為隨意去除插頭、插座，保證電路連接。

2）能夠減少插頭、插座在護套中的晃動，防止插頭、插座脫落，提高電氣連接的可靠性。

3）在連接器線數較多的時候，能夠防止插頭、插座在生產裝配中裝配不到位。

4）能夠起到二次自鎖插頭、插座與護套配合的作用，進一步提高自鎖配合的可靠性。

5）能夠起到二次自鎖汽車連接器配合的作用，進一步提高其可靠性。

6）能夠縮減上述配合的間隙，減小因汽車振動產生的噪聲。

7）可以防止生產線上的誤操作，起到防錯的作用。

8）在某些特殊的場合，二次自鎖機構可以演變成外殼、控制桿等，起到保護和助力的作用。

圖1是兩種常見的護套二次自鎖機構和端子二次自鎖機構裝配示意圖。護套二次自鎖機構限制護套掛臺的移動，從而鎖定護套掛臺；端子二次自鎖機構限制護套彈舌的晃動，從而保證端子的正常位置。

綜上所述，二次自鎖機構對于電氣連接的工藝性、可靠性和方便性起著重要作用。

2 二次自鎖機構的定義、分類和應用

2.1 定義

二次自鎖機構，即上述的自動起到第2次卡接、夾緊、鎖定等作用的裝置、機構或零部件，在汽車電器零部件行業，一般通稱為卡子或二次鎖片。國外的汽車電器零部件行業對這些二次自鎖機構的叫法也各不相同，有的公司統稱為 “Secondary Lock”或 “Doub1e Lock”；有的公司把二次鎖定護套間的配合稱為 “Connector Position Assurance”， 簡稱CPA，把二次鎖定端子和護套間的配合稱為 “Termina1 Position Assurance”，簡稱TPA。二次自鎖機構能有效地減少和控制2個甚至更多配合零件的晃動和脫離等失效模式，在汽車內部許多重要的電氣連接中，發揮著重要作用。

2.2 分類

1）二次自鎖機構按其在電氣連接中起到的作用，可以分為護套二次自鎖機構 （即CPA）、端子二次自鎖機構 （即TPA）。其中端子二次自鎖機構，按其在護套及端子上的位置，可以分為護套上（頂）部二次自鎖機構、中部 （側抽）二次自鎖機構、下 （尾）部二次自鎖機構。

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2）按其在生產裝配中的次序，可以分為預裝二次自鎖機構、后裝 （配發）二次自鎖機構。

3）還有一些特殊的二次自鎖機構，其形態、名稱和作用都已經發生了變化，在起到卡接、夾緊作用的同時，還能起到保護插頭插座、減輕人工勞動強度等作用，其本質原理和二次自鎖機構都是相同的。

2.3 應用

二次自鎖機構不但在連接器內有很多的應用，在汽車熔斷絲盒內也有應用。目前，很多汽車制造商為了提高熔斷絲盒的可靠性，都要求并實際應用了二次自鎖機構，其原理和作用與連接器二次自鎖機構都是相同的。

1）護套二次自鎖機構

如圖2所示，為一預裝二次自鎖機構，正處于預裝位置。處于使用位置的護套二次自鎖機構如圖3所示。

如圖2所示，護套二次自鎖機構裝配在護套上，在部位I自鎖，位置固定，不會從護套上脫離，可以保證正常發貨、運輸至顧客，而護套掛臺還有移動旋轉的空間，可以正常和對配件配合。

如圖3所示，顧客對配安裝時，護套二次自鎖機構被擠壓至位置Ⅱ處自鎖，位置固定，護套掛臺由于在位置Ⅲ處被二次自鎖機構擋住，故無法再移動、旋轉和晃動，從而會牢牢與對配件自鎖，實現提高配合可靠性的目的。

如圖4、圖5和圖6所示，為一后裝 （配發）二次自鎖機構。

如圖4所示，端子安裝在護套內，護套彈舌在受到劇烈振動時，有可能向左晃動，從而使端子脫離出護套，造成電路虛接或中斷。

如圖5所示，在護套彈舌后面設計了端子二次自鎖機構后，護套彈舌就沒有空間晃動了，端子就可以固定在圖5所示位置，實現電路連接。如果端子沒有掛到護套彈舌上或者掛靠量很少，護套彈舌就會被擠壓旋轉占據端子二次自鎖機構的位置，那么在安裝二次自鎖機構的時候，就會發現此問題，從而能避免裝配不到位造成的斷路。

如圖6所示，在護套外部和二次自鎖機構上都設計有掛臺，避免二次自鎖機構脫落，失去效用。

3）特殊結構的二次自鎖機構

如圖7所示，為一復雜的連接器系統，其外殼可以保護其內部的護套、端子和電線束，外殼內部的導軌可以二次自鎖端子，加強端子在護套內的保持力，保證端子裝配到位。其控制桿可以繞外殼上的軸旋轉，使對配端沿著控制桿上的軌跡移動，從而輕松實現對配，降低人工操作強度。這些輔助機構和二次自鎖機構的作用、原理是相通的，都是通過設計，加強電氣連接中各個零部件的配合可靠性、安全性和方便性，從而提高整個汽車電器系統的可靠性。

3 二次自鎖機構在設計開發中的原則

在汽車電氣連接中設計開發二次自鎖機構，是目前提高電氣連接可靠性的常用方法。二次自鎖機構設計合理，可以滿足顧客的期望；如果設計不當，可能會起到相反的作用或其他的副作用。所以，在設計開發二次自鎖機構的過程中，需要注意和考慮如下原則。

1）明確設計目的，使二次自鎖機構能夠起到應有的作用而不產生副作用；設計二次自鎖機構，需要根據實際的使用空間要求，考慮二次自鎖機構的各個方向的定位和自鎖，參考以往設計經驗，避免干涉和作用不足等多方面問題。

2）考慮二次自鎖機構的裝配和拆除，使設計方便批量生產和售后維修；二次自鎖機構的工藝性是設計當中必須考慮的方面，以避免在實際使用中無法應用或者產生新的問題。

3）考慮從裝配、運輸到使用過程中，二次自鎖機構所承受的各種外力的標準；特別是預裝的二次自鎖機構，承受外力后是否會輕易脫離護套，是否會進入到最終使用位置，造成返修或二次自鎖機構失效，二次自鎖機構所承受的這些外力都是必須考慮的。

4）要考慮和確定二次自鎖機構自身的可靠性非常高，其失效可以忽略不計。

4 結束語

二次自鎖機構在電氣連接中的應用，提高了電氣連接的可靠性和汽車運行的安全性。在汽車電氣連接的線束設計以及線束終端設計中，二次自鎖機構都得到了大量的應用。目前，各大汽車制造商對汽車的安全性提出了更高的要求，對各個汽車零部件供應商產品的可靠性和安全性也提出了更高的要求。二次自鎖機構在電氣連接中的應用將會越來越廣泛，也將會在系統開發中占據越來越重要的地位。

［1］羅錦陵，章一舫，關友康.汽車電器產品手冊［M］.上海：上海交通大學出版社，1994：682-697.

［2］康展權，張洪欣，王耀明，等.汽車工程手冊·設計篇［M］.北京：人民交通出版社，2001：629-652，986-990.