某乘用車扁平空間下線束的設計優化

蔡剛強，劉華品

（一汽海馬汽車有限公司，海南海口 570206）

某乘用車扁平空間下線束的設計優化

蔡剛強，劉華品

（一汽海馬汽車有限公司，海南海口 570206）

普通乘用車的線束都是成捆成束狀，截面為圓形或橢圓形，生產工藝優化程度高，但當產品空間受限時，其應用困難。本文將線束展平設計，是對線束設計中局部空間優化的一種創新設計。

線束；局部；扁平化

1 項目由來

乘用車對乘坐空間的追求是永恒和極致的，頭部空間是乘坐舒適性重要指標之一。中小型尺寸的7座SUV，第3排座椅的乘坐空間本身偏弱，因此一丁點的尺寸變化都顯得非常敏感。

評審目標車型時發現，其后室內燈的布置正好落在第3排座椅的正上方，為了配合室內燈的安裝以及背后線束，頂棚做了一個402×173×17的凸臺，如圖1所示。

圖1 凸臺

該凸臺的出現，使得第3排頭部高度降低17 mm，且凸臺位于第3排座椅中間，帶來不便的乘坐體驗：用戶從右側上車進入到左側時要低頭避讓，否則有撞頭的隱患；后排任何位置落座后，會感受到來自頭頂上方凸臺帶來的視覺壓抑。

對該凸臺的優化勢在必行，除了室內燈需要換型外，底層的線束尺寸才是最大的挑戰。

2 面臨的挑戰及其分析

經過分析發現，在頂棚凸臺和鈑金之間的線束連接后背門，與后背門對接線束的通孔就在附近，因此，要想挪動線束的布置位置幾乎不可能。

同時，在以往的設計中，線束在設計階段能考慮到的直徑往往偏小，根源在于后期的包扎、防護、支架等尺寸考慮可能存在不足，一旦實車裝配，其空間就非常緊繃。因此，設計過程中，要求線束與周邊零件的設計間隙偏大。

本次空間優化，理想的設計狀態是把凸臺削平，即直接降低凸面17 mm，按計算結果，線束的空間需壓縮為7mm，如圖2所示。

圖2 凸臺削平

傳統圓形截面布線，背門線束的外徑約為15mm，顯然，傳統的設計思路無法滿足需求。

前文已經描述改變布置位置已然不可行，那么改進的思路只有兩條：修改鈑金設計，讓出空間至15mm以上；壓縮線束，使之尺寸需求降低到7mm以下。

鈑金要做修改，除了改模成本較高外，碰撞、NVH的風險更大，因此在做了大致評估后就放棄掉了。只能專心思考線束需求空間降低辦法。

深入研究發現，截面為圓形、橢圓形主要出于生產工藝的需要，其空間利用效率非常低。線束是多根電線聚集而成，如果不包扎、或者利用其它輔助設備，使其扁平化，則可能實現空間降低的需求。

3 設計步驟

3.1 方案篩選

在確定通過更改設計使得空間需求降低的思路后，進一步分析線束在此處的特點：①此處線束有電源線，故不適合使用扁平電纜；②有插接件過鈑金孔的需求，需要有防止鈑金割破線束的保護措施；③不能對線束的生產工藝造成過大負擔。

進一步討論溝通后，初步形成了3個線束扁平化設計草案。

1）方案1取消該段線束的外包扎，使線束導線處于自由的零散狀，效果如圖3所示。

圖3 取消外包扎

本方案的優點是成本低，缺點是外形一致性差，裝配性能處于無序不可控狀態。

2）方案2在扁平化位置設計定型的塑料支架，效果如圖4所示。

圖4 定型的塑料支架

本方案的優點：支架體積小，截面定型穩定。缺點：支架需要新開模具，支架缺少和鈑金固定，有沿導線徑向移動的趨勢。

3）方案3使用PRT包布包裹，效果如圖5所示。

圖5 使用PRT包布包裹

本方案的優點是不用新開支架模具，生產裝配容易；缺點是截面定型弱于方案2。

根據線束識別的特點，我們用保護性、工藝影響程度、成本3個維度來評價，見表1。

表1 方案比較

綜上，考慮到本車型的設計生產綱領不高，但對成本要求較高，因此選擇方案3最為合適。

3.2 詳細設計過程

1）基于線束原理確定該部位導線的數量、型號和規格。

2）收集樣線并實測尺寸，以便數模繪制精確控制；由于每根線的線徑不一樣，要分別擺放后選擇出最大長寬數據。

3）預留零件升級的冗余度。

4）確定最終尺寸為10mm×30mm。

5）建模及展開，以便2D圖紙上進一步描述其控制要求。

形成最終設計如圖6所示。

圖6 最終設計

4 設計總結

本次設計優化直接收益：視覺空間和實際空間的改善，增加客戶乘坐的舒適度，進而提升了車型的整體品質和品味；附加效益：將后室內頂燈通過更換型號、結構等，成本、體積和質量都得到了優化。

通過這次局部空間優化設計，擴展了線束設計的新方法。通過對傳統設計的改變，降低了對局部空間的需求，因此，調和了整車設計中的一些矛盾，確保了更重要的、以用戶為直觀感受的目標實現。

［1］劉振超.淺析汽車線束設計的原則［J］.汽車電器，2015（2）：19-22.

［2］蔡晶晶.汽車線束的精益設計及布置［J］.工業設計，2012（3）：262.

［3］邱偉，吁苗.汽車線束的三維布局設計基本原則［J］.汽車電器，2012（3）：16-18.

［4］楊三軍，李楠楠，閆亮亮.汽車電線束中膠帶的應用與分析［J］.汽車零部件，2009（10）：66-68，72.

（編輯 楊景）

圖3 線束模塊的組裝過程

圖4 線束采用選裝包的設計方式各相關部門的工作量

機，頂篷等）仍然采用標準的方法，即采用預先定義好的基于線束零件號的方法進行線束的選裝設計。

到底哪種方法更適合，還需要主機廠結合車型銷量、生產工藝、各部門的體系能力、合作供應商的開發生產水平等多方面的因素去考慮權衡。

（編輯 心翔）

Harness Design Optimization for Flat Space

CAI Gang-qiang，LIU Hua-pin
（Haima Motor Corporation，Haikou 570206，China）

The wire of normal passengerVehicles is harnessed in cylinder，for which the production technique has been well-optimized，but this cylinder shape is not suitable in limited product space.In this article，a flat harness design is introduced to achieve optimization in narrow space.

wire harness；local；flattening

U463.62

B

1003－8639（2016）11－0023－03

2016-07-20