汽車線束新型橡膠護(hù)套的設(shè)計(jì)

何營(yíng)剛，孫豐超，韓龍韜，陶應(yīng)超

（安徽省江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

汽車線束新型橡膠護(hù)套的設(shè)計(jì)

何營(yíng)剛，孫豐超，韓龍韜，陶應(yīng)超

（安徽省江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230022）

整車線束上有各類橡膠護(hù)套，橡膠護(hù)套起著線束防水、減震、保護(hù)等作用，但傳統(tǒng)線束橡膠護(hù)套防水、減震、保護(hù)效果一般，自身容易被損壞。文章通過(guò)橡膠護(hù)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合橡膠和鐵質(zhì)半環(huán)形固定罩的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種固定可靠，密封效果好，強(qiáng)度高、振動(dòng)形變量小，壽命長(zhǎng)的汽車用線束橡膠護(hù)套，本橡膠護(hù)套具有極大的應(yīng)用前景。

線束；橡膠護(hù)套；作用

CLC NO.:U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-69-03

引言

由于載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)線束位于駕駛室外，儀表臺(tái)線束位于駕駛室內(nèi)，整車發(fā)動(dòng)機(jī)線束與儀表臺(tái)線束之間存在通信，所以發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿過(guò)駕駛室地板鈑金進(jìn)入駕駛室內(nèi)時(shí)，此處通常使用橡膠護(hù)套進(jìn)行過(guò)孔保護(hù)。

傳統(tǒng)汽車線束所使用的橡膠護(hù)套，一般在橡膠護(hù)套上設(shè)計(jì)能夠使鈑金嵌入的矩形溝槽，通過(guò)車身地板鈑金與橡膠護(hù)套溝槽配合的方式實(shí)現(xiàn)固定。而汽車行駛過(guò)程中存在顛簸振動(dòng)，特別是汽車在高速或者在不良路面上行駛時(shí)，整車振動(dòng)導(dǎo)致橡膠護(hù)套與周圍的地板鈑金發(fā)生摩擦，同時(shí)發(fā)生不定向的微小位移，長(zhǎng)期使用后影響護(hù)套使用壽命。

針對(duì)傳統(tǒng)橡膠護(hù)套本身存在的不足，本文通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種新型橡膠護(hù)套 ，防水、減震、保護(hù)效果及自身強(qiáng)度都有提升，具有較廣的應(yīng)用前景。

1、新型橡膠護(hù)套設(shè)計(jì)

1.1 傳統(tǒng)橡膠護(hù)套固定形式及缺點(diǎn)

1.1.1 （參照下圖）傳統(tǒng)橡膠護(hù)套固定方式

橡膠護(hù)套帶矩形凹槽，地板鈑金嵌入矩形凹槽內(nèi)，從而達(dá)到固定和密封作用。

1.1.2 傳統(tǒng)橡膠護(hù)套作用

傳統(tǒng)線束過(guò)車身地板鈑金孔,由于車身地板鈑金為鋼板，線束外是絕緣皮，線束絕緣皮容易被地板鈑金割破，而通過(guò)嵌在鈑金上的橡膠護(hù)套來(lái)起保護(hù)線束作用，防止車身地板鈑金將整車線束割破。

1.1.3 傳統(tǒng)橡膠護(hù)套實(shí)體及裝配示意圖

圖1 傳統(tǒng)橡膠護(hù)套

圖2 裝配示意圖

圖3 裝配示意圖

1.1.4 傳統(tǒng)橡膠護(hù)套缺點(diǎn)

1）傳統(tǒng)橡膠護(hù)套采用擠壓壓緊的固定方式，擠壓力小，橡膠護(hù)套固定不牢靠，長(zhǎng)久使用后，易發(fā)生脫落。

2）橡膠護(hù)套與鈑金豎直方向的壓緊力非常小（即上圖黑色箭頭方向的力），汽車存在振動(dòng)，易通過(guò)矩形凹槽進(jìn)水，密封效果差。

3）傳統(tǒng)橡膠護(hù)套整體全為橡膠材料，沒有其他強(qiáng)化部件，強(qiáng)度弱。

4）車輛行駛過(guò)程中存在的振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致橡膠護(hù)套存在不定向的左右微小位移，橡膠護(hù)套受到來(lái)自車身地板鈑金的作用力（重點(diǎn)是左右方向時(shí)刻變化的力），這樣橡膠護(hù)套與鈑金間的長(zhǎng)期摩擦，導(dǎo)致橡膠護(hù)套使用壽命下降。

5）傳統(tǒng)橡膠護(hù)套上無(wú)固定孔位。

1.2 新型橡膠護(hù)套設(shè)計(jì)

1.2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)出一種固定可靠、密封效果好、強(qiáng)度高、振動(dòng)形變量小、壽命長(zhǎng)的汽車用線束橡膠護(hù)套，解決傳統(tǒng)橡膠護(hù)套所存在的問題。

1.2.2 新型橡膠護(hù)套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）所設(shè)計(jì)的橡膠護(hù)套構(gòu)成：由橡膠實(shí)體部分(圖中序號(hào)1)和兩塊環(huán)形鐵片(圖中序號(hào)2、3)。橡膠實(shí)體一側(cè)表面壓緊有兩塊環(huán)形鐵片，橡膠實(shí)體部分為一體式結(jié)構(gòu)，橡膠實(shí)體上分別有一個(gè)圓孔（4）和一個(gè)腰型孔（5），兩塊半環(huán)形鐵片分別有一圓孔（6）（8）和腰型孔（7）（9），橡膠護(hù)套上圓孔（4）與半環(huán)形鐵片圓孔（6）（8）直徑大小相同，橡膠實(shí)體上腰型孔（5）與半環(huán)形鐵片腰型孔（7）（9）尺寸大小相同，（4）（6）（8）孔位置關(guān)系為同軸關(guān)系，（5）（7）（9）孔位置關(guān)系

為同軸關(guān)系。

圖4

圖5

圖6

2）橡膠實(shí)體與兩半環(huán)形鐵片連接方式：兩半環(huán)形鐵片表面分別設(shè)有倒鉤結(jié)構(gòu)（10、12箭頭指示），同時(shí)有倒鉤鉤住的方孔（11、13箭頭指示），倒鉤（10）鉤住方孔（11）位置，倒鉤（12）鉤住方孔（13）位置，這樣，通過(guò)倒鉤結(jié)構(gòu)兩半環(huán)形鐵片連為一體，形成的圓直徑大小小于橡膠實(shí)體喇叭狀最下圓矩形凹槽（箭頭14所指）外直徑的大小，等于（或略大于）圓矩形凹槽（箭頭14所指）內(nèi)直徑的大小，這樣環(huán)形鐵片套在橡膠實(shí)體上，形成橡膠護(hù)套整體。

3）環(huán)形鐵片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：內(nèi)凹部分（箭頭15所指）和橡膠實(shí)體底座凸出部分（箭頭16所指）的特征在于：環(huán)形鐵片內(nèi)凹空間正好是橡膠實(shí)體底座凸出空間，通過(guò)凹凸結(jié)構(gòu)設(shè)置，整體配合緊密。固定罩的表面具有防銹層。

4）橡膠護(hù)套固定方式設(shè)計(jì)：相對(duì)于傳統(tǒng)利用橡膠護(hù)套凹槽結(jié)構(gòu)的固定方式。本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)橡膠護(hù)套采用螺栓螺母的固定方式，實(shí)現(xiàn)橡膠護(hù)套固定。

5）橡膠實(shí)體設(shè)計(jì)：最大圓面直徑大小（箭頭17所指）大于地板鈑金孔的直徑大小，橡膠實(shí)體圓面直徑大小（箭頭18所指）小于地板鈑金孔直徑的大小。即地板鈑金孔圓面直徑大小介于圓面（18所指）和面（17所指）之間，地板鈑金與橡膠實(shí)體接觸為面接觸。橡膠套的套體設(shè)計(jì)成波紋結(jié)構(gòu)。

1.2.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1) 橡膠護(hù)套設(shè)計(jì)了螺栓螺母的固定方式，傳統(tǒng)橡膠護(hù)套無(wú)此方式固定。

2) 橡膠護(hù)套與地板鈑金件的傳統(tǒng)水平方向作用力改進(jìn)為豎直方向作用力。

3) 橡膠護(hù)套上增加了固定罩結(jié)構(gòu)，合理利用了鋼鐵的強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)。

4) 橡膠護(hù)套整體應(yīng)用鐵板與橡膠凹凸配合式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2.4 設(shè)計(jì)效果

1）密封效果好，強(qiáng)度高：汽車線束護(hù)套包括橡膠套和兩個(gè)固定罩，固定罩、橡膠套與車身鈑金件通過(guò)螺栓連接實(shí)現(xiàn)固定。采用螺栓連接實(shí)現(xiàn)了線束護(hù)套的可靠固定，該固定罩結(jié)構(gòu)對(duì)橡膠起到補(bǔ)強(qiáng)、骨架的作用，增強(qiáng)了線束護(hù)套整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及固定可靠性，且橡膠套與固定罩配合形成了一個(gè)受力整體，具有耐磨、減震、抗沖擊的特點(diǎn)，通過(guò)螺栓擰緊后，橡膠套的凸緣下表面與車身鈑金件的表面緊密貼合，具有良好的密封性。另外，橡膠實(shí)體側(cè)面僅部分被罩住，保證與車身接觸部位始終為橡膠實(shí)體部分，密封性優(yōu)。若凸緣的側(cè)面被完全包住，在裝配打緊狀態(tài)下，整個(gè)固定罩的下邊緣會(huì)接觸車身鈑金件，使整體的密封性能不佳。

2）橡膠套體受力均勻：固定罩的內(nèi)邊緣具有翻邊，翻邊增大了內(nèi)邊緣與套體的局部接觸面積，即增大了受力面積，使此處卡接配合穩(wěn)定，減小了應(yīng)力集中，降低了對(duì)套體的損壞。

3）固定使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠：兩個(gè)固定罩連接為一個(gè)整體，形成了穩(wěn)定性的骨架，增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。固定罩的兩端分別具有倒鉤和方孔，一個(gè)固定罩的倒鉤與另一固定罩的方孔配合實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)固定罩的連接，通過(guò)機(jī)械連接就能實(shí)現(xiàn)固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。

4）配合性好：固定罩具有方孔的一端翹起，便于兩個(gè)固定罩倒鉤與方孔的安裝，翹起使配合面為曲面，發(fā)生振動(dòng)時(shí)，仍能保證配合緊密

5）可調(diào)性好：其中一個(gè)安裝孔為腰形孔，保證了在車身鈑金件產(chǎn)生一定加工誤差的情況下，仍能實(shí)現(xiàn)裝配，具有較好的可調(diào)性。套體為螺旋結(jié)構(gòu)或波紋結(jié)構(gòu)，具有良好的可伸縮性，當(dāng)套體的線束拉動(dòng)時(shí)，橡膠護(hù)套螺旋結(jié)構(gòu)或波紋結(jié)構(gòu)可以伸縮，線束可以實(shí)現(xiàn)一定范圍的拉動(dòng)調(diào)整。

6）使用壽命高：固定罩表面的防銹層具有防銹、防腐蝕的功能，增強(qiáng)了零件的使用壽命。相對(duì)于傳統(tǒng)橡膠護(hù)套僅由單一橡膠材料構(gòu)成的設(shè)計(jì)模式，本橡膠護(hù)套增加鐵片，強(qiáng)度增大，受力由水平方向改為豎直方向，且受力均勻，與鈑金接觸面增大，橡膠護(hù)套因振動(dòng)影響的形變小，本橡膠護(hù)套使用壽命長(zhǎng)。

1.2.5 設(shè)計(jì)應(yīng)用

圖7 爆炸圖

圖8 裝配示意圖

橡膠護(hù)套在整車上的固定使用：通過(guò)使用螺栓螺母打緊的方式，車身地板鈑金上焊有兩個(gè)凸焊螺栓，螺栓依次通過(guò)橡膠孔、鐵片孔后，在橡膠護(hù)套的環(huán)形鐵片表面使用螺母固定。（也可在環(huán)形鐵片表面焊裝凸焊螺母，使用螺栓固定，選擇由何種方式由裝配方便性決定。）

2、結(jié)論

針對(duì)傳統(tǒng)橡膠護(hù)套的不足，本文通過(guò)在新型橡膠護(hù)套上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使線束橡膠護(hù)套的各項(xiàng)性能都有提升，有效解決了傳統(tǒng)橡膠護(hù)套固定可靠性低，密封效果差，自身強(qiáng)度低、壽命低等缺陷。新型橡膠護(hù)套在整車上有極廣的應(yīng)用前景。

[1] 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3512-2001.硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn).

The Design Of New Type Wire Harness Rubber Sheath

He Yinggang, Sun Fengchao, Han Longtao, Tao Yingchao
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd, Anhui Hefei 230022 )

There are all kinds of rubber sheath on the vehicle wiring harness,and rubber sheath plays waterproof, shock absorption,and protection functions, but the effects are poor, and it is easy to be damaged. In this article, through the rubber sheath structure design, at the same time, combining the advantages of rubber and iron half ring fixed cover, designed a fixed and reliable, good sealing effect, high intensity and small vibration shape variable, long life automotive wiring harness rubber sheath, the rubber sheath has a great application prospect.

Wiring harness; Rubber sheath; Function

U462.1

A

1671-7988(2016)07-69-03

何營(yíng)剛，就職于安徽省江淮汽車股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.022