工程機械車輛電線束系統研究

劉 朋， 張同生， 李國偉

（鄭州宇通重工有限公司控制研究所， 河南 鄭州450051）

電線束是車輛信號與能量傳遞的重要通道， 是車輛的 “神經線”。 工程機械車輛電線束系統因工程機械車輛自身特點及工作環境特殊性決定了其設計與安裝不同于其它普通車輛。

1 工程機械車輛線束特點

設計與安裝工程機械車輛線束首先考慮工程機械車輛自身特點及工況。 工程機械車輛工作環境大多很惡劣， 譬如煤廠、 礦山、 建設工地等， 其工作有以下共同特點： ①路況差， 粉塵大， 車輛運行過程中振動強烈； ②車輛運行時間不固定， 部分車輛工作時間超長， 如寬體礦用自卸車每天運行時間大多超過20個小時； ③車輛運距短， 工程機械車輛運輸距離一般不超過15 km； ④工程機械車輛保養及維修頻次與普通車輛相比更高。

上述特點決定工程機械車輛線束的特殊性。 與普通車輛相比， 設計與安裝工程機械車輛線束應具備以下特點： ①更高可靠性， 更好密封性， 具體就是防水、 防油、 防塵、 防振、 防熱、 防摩、 防落物； ②應保證線束有足夠的裕量， 特別在安全線規選擇上要充分考慮工程機械車輛運行的時間特性，如運行時間長、 起動頻繁； ③應根據整機功能與特點做到模塊化， 方便拆裝， 便于維修， 節省車輛保養與維修時間。

2 線束導線的選擇

2.1 型號與顏色

電氣系統導線可選用汽車、 拖拉機用低壓導線QVR、 QFR及QB汽車用薄壁絕緣低壓電線。 導線顏色可參照JB/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜（電線）》 執行。 相關引用標準QC/T 730—2005 《汽車用薄壁絕緣低壓電線》、 JB/T 8139—1999 《公路車輛用低壓電纜 （電線）》、 QC/T 414—1999 《汽車用低壓電線的顏色》。

2.2 線規的選擇

礦用車供電方式及多數用電設備與載貨汽車相同。 一般線路允許電壓降6 V的不大于0.5 V， 12 V的不大于1 V， 24 V的不大于2 V。 據此， 我們可以計算導線截面積S

式中： ρ——導線電阻率， Ω·mm2/m； I——流過導線的電流， A； L——導線長度， m； △U——導線的電壓損失， V。

應當指出， 圓整后的導線截面積大小應該考慮導線扎束后發熱和機械強度， 一般導線截面積不應小于0.5 mm2。

2.3 電線截面積選擇

工程機械各電器設備可根據負載電流的大小選擇所用電線的截面積。 長時間工作電器設備可選用電線實際載流量的60%； 短時間工作的電器設備可用電線實際載流量的60%～100%之間。 具體參照表1與表2。

表1 汽車拖拉機用低壓導線允許載流量

表2 工程機械用電系統電線截面積選擇參考值

3 線束插接件的選擇與安裝

1） 線束插接件選擇首先要滿足標準QC/T 29106—2004 《汽車低壓電線束技術條件》 的規定。

2） 盡量使用最少量車輛系統連接接口。 中間連接件的數量越多， 產生誤連接或端頭與插接件之間出毛病的可能性就越大。 選擇車輛接口插接件時， 應考慮其四周密封性能， 是否具備良好的鎖定機制以保證插接件之間的完全配合。

3） 由于不同連接點導線數目各不相同， 以及考慮到環境因素等， 要求用多種不同的插接件來實現線束與控制系統中其它部件的連接。 設計過程中要求做到： 各插接件尺寸不同， 插口形狀也不相同， 以避免誤將某個線束單元與控制系統中不相干部件相連； 少數情況下， 不同的連接點也可以采用同一種通用插接件， 但線束的長度各不相同， 以避免插接件連接錯誤的情況發生。

4） 所有未用的插接件端頭都必須將其堵住。部分接合的端頭會導致產生間歇性回路或斷路。 如果插接件之間難以接合， 不要強制將它們接上， 否則會擰彎或擰斷針腳。 在接合之前， 應檢查插接件之間是否未對準。 所有插接件都應安裝在易于接觸的地方， 并具有適當的伸張回復性， 以有利將來的車輛維護。

5） 插接件防護措施： ①插接件應盡可能放置于駕駛室、 電器艙內； ②安裝插接件時， 一定要將暴露于外的密封端朝5下； ③插接件兩端約40 mm處用扎帶固定， 這樣做可以防止路面泥漿飛濺與石頭撞擊產生的損害， 可避免插接件內積存污物和濕氣， 以阻止振動和相對運動導致的電路斷斷續續。

4 線束安裝控制點

1） 不能讓導線與尖銳、 摩擦性的表面接觸或有可能接觸。 尖銳面包括螺紋、 螺栓頭、 支架、 尼龍電纜切口及鈑金棱邊等。 線束通過金屬板邊緣的時候必須使用橡膠護邊或使用一段導管。 導線保護得不好就有可能被擦破， 導致短路或斷路。 避免線束與尖銳、 摩擦性的表面接觸， 或被放置于可能受到擠壓的位置。

2） 布線時應繞開銳邊、 絞纏、 擠壓、 切割或摩擦， 每隔200～400 mm就應該用尼龍電纜束縛帶或表面覆設橡膠或塑料的金屬夾固定好。 由于導線捆綁在一起后直徑減小， 其固定點就要近一些。 在所有控制部件和速度傳感器附近的線束的固定都應提供適當的伸張回復性、 足夠松開度， 以避免連擠處被拉得太緊。

3） 線束布置應以約300 mm間隔沿車身骨架或底盤大梁固定好， 避免線束固定在油路、 水管等處。考慮到運動部件可能會將接頭拉離造成連接斷斷續續， 盡量避免將線束放置于接近運動部件的地方，如皮帶、 風扇、 滑輪、 PTO軸承、 輸出軸、 轉向盤軸桿、 活動座椅機構、 油門踏板、 車門、 搖桿等。

4） 線束的安放位置應與熱源保持不小于100 mm的距離。 熱源包括： 發動機排氣系統和支管、 電器散熱槽、 油冷卻器和水箱等。 要保護線束不遭受高溫侵襲， 可采取的保護措施包括： 防熱罩、 熱反射帶、 高溫導管等。 例如， 如果線束距離排氣管支路小于200 mm或與排氣管端部距離小于100 mm， 就需要采取防熱措施。

5） 在高頻導線和高能元件 （電流量大于5 A的電磁閥和繼電器， 例如電源總開關、 起動繼電器等） 與控制系統的速度傳感器和低電流模擬信號線（油面傳感器， 溫度傳感器， 發動機機油壓力傳感器等） 之間距離不能低于0.5 m， 以避免信號傳遞受到干擾和影響。

6） 特殊情況處理： 允許將線束安放在變速器外殼上， 但需保證不存在拉伸。 考慮到傳動系會在車架內運動， 兩固定點之間的線束不能處于繃緊狀態。 “繃緊” 是指超過了線束本身所具有的張力，“固定點” 為線夾、 插接件、 纏結帶等。 不要拉緊插接件線排處導線， 以免使導線與線排總是處于繃緊狀態。 “線排” 是插接件背面的塑料片段， 用于彎曲導線， 不使它們拉壞密封。 不要拉緊插接件導線， 以免使密封脫開或撕裂。

［1］ JB/T 8139—1999， 公路車輛用低壓電纜 （電線）［S］.

［2］ QC/T 730—2005， 汽車用薄壁絕緣低壓電線［S］.

［3］ QC/T 414—1999， 汽車用低壓電線的顏色［S］.

［4］ QC/T 29106—2004， 汽車低壓電線束技術條件［S］.