車用電線束連接器依據(jù)設(shè)計(jì)輸入的選用原則

康燕子

（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

前言

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，對汽車用連接器的需求也日益增多。因此各連接器生產(chǎn)廠商在與主機(jī)廠同步開發(fā)的同時(shí)，根據(jù)連接器的設(shè)計(jì)輸入，可以在現(xiàn)有的連接器中選出合適的產(chǎn)品。這種根據(jù)設(shè)計(jì)輸入選型的連接器既能滿足功能要求，又可以不用重新開發(fā)模具；既提高了生產(chǎn)效率，又節(jié)約了生產(chǎn)成本。因此，根據(jù)設(shè)計(jì)輸入來選型現(xiàn)有的汽車用連接器就顯得尤為重要。

在根據(jù)設(shè)計(jì)輸入[1]來選型現(xiàn)有的汽車用連接器時(shí)需要重點(diǎn)考慮的設(shè)計(jì)因素有：使用位置、實(shí)際使用電壓及電流、孔位數(shù)的要求、使用線徑的要求、裝配力及裝配空間的要求等。

1 使用位置

在選型連接器時(shí)，首先要確定此連接器的使用位置，使用位置的不同直接決定了所在位置的環(huán)境濕度及環(huán)境溫度。環(huán)境濕度決定了所選連接器的密封性能[2]，環(huán)境溫度決定了所選連接器的材質(zhì)。

1.1 依據(jù)使用位置來界定所選連接器是否防水

汽車用連接器可以依據(jù)汽車涉水線的涉水深度來判斷所選用連接器是否需要防水。車輛的涉水深度可以依據(jù)輪胎的直徑，以車輛直徑的上限為最低涉水深度。這樣無論是轎車還是SUV都可以通過輪胎的直徑來區(qū)分連接器的干濕區(qū)：在涉水線（包含涉水線）以下的區(qū)域定義為防水區(qū)，在涉水線以上的區(qū)域定義為不防水區(qū)。需要特別說明的是，發(fā)動機(jī)艙和行李箱因?yàn)槭褂霉δ艿脑颍菀捉佑|到液體，故可以把發(fā)動機(jī)艙和行李箱定義為防水區(qū)

1.2 依據(jù)使用環(huán)境濕度來界定所選連接器的材料

根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定義[3]，對汽車各部位溫度等級進(jìn)行了劃分：

－40℃～85℃：乘客艙（不推薦）；－40℃～100℃：乘客艙；

－40℃～125℃：發(fā)動機(jī)旁邊；

－40℃～155℃：發(fā)動機(jī)及發(fā)熱部件的附近位置；

－40℃～175℃：供需雙方協(xié)商。

可以參照行標(biāo)對于汽車各位置的溫度劃分來定義不同位置的材料。

連接器護(hù)套在材料的選取上可以參照表1[4]：

表1 常見護(hù)套材料使用溫度范圍

連接器端子在材料的選取上我們可以參照表2[4]：

表2 常見端子材料的適合使用溫度范圍

綜上所述，設(shè)計(jì)輸入時(shí)，根據(jù)不同使用位置可以定義不同的連接器類型（防水類型）和所需連接器的材料。

2 電壓的大小

在連接器的眾多分類中，如果按照電壓的大小來分類的話，可以分為高壓連接器和低壓連接器。高壓連接器主要指的是電壓大于60V但不高于600V，低壓連接器電壓不高于60V。高壓連接器更多使用在新能源的電動汽車上或者是混合動力的汽車上，此種連接器需要承受更大的輸出電壓。在一般的機(jī)械動力汽車中，絕大部分還是低壓輸出為主。因此生產(chǎn)廠家提供的電壓一般都小于50V，最常見的電線束連接器的電壓為12V和24V[5]。因此在設(shè)計(jì)輸入時(shí)，只有確定了輸出電壓的大小才能確定所用連接器的具體類型。

3 電流的大小及性質(zhì)

連接器是車身重要的電器元件，其最本質(zhì)的功能是傳遞電信號及電流。因此電流的大小直接決定了所選連接器的類型。而影響汽車連接器電流傳輸?shù)囊蛩赜泻芏郲6]。額定電流的大小是我們重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。

額定電流又稱為工作電流，一般連接器的工作電流可小于額定電流。對于連接器來說，電流最終的體現(xiàn)形式是端子與端子實(shí)現(xiàn)的最終導(dǎo)通。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，因?yàn)閷?dǎo)體端子在接觸的過程中會有接觸電阻的存在，如果使用時(shí)間較長，會使導(dǎo)體附件溫度升高。而導(dǎo)體附件周圍溫度的升高又會惡化端子表面鍍層的軟化，情況惡劣時(shí)會導(dǎo)致電器故障。所以在設(shè)計(jì)輸入時(shí)，一定要考慮端子使用的環(huán)境溫度。

4 孔位數(shù)的要求

連接器在考慮設(shè)計(jì)輸入時(shí)，最基本的要素就是所需連接器的孔位數(shù)。一般會選擇孔位數(shù)接近或是孔位數(shù)稍多的連接器。這樣在汽車平臺化沿用時(shí)可以不用更換新的連接器，但是預(yù)留的孔位數(shù)不宜太多，太多會造成功能過剩，成本增加。一般可根據(jù)主機(jī)廠的主觀要求來作為參考。

防水型連接器的選型，要考慮到多余的孔位一定要用密封栓堵起來，否則起不到密封作用。

5 端子尾部型號的要求

連接器端子的選用主要考慮到兩個(gè)因素：一個(gè)是所需電流的大小，一個(gè)是適配導(dǎo)線線徑的大小，這兩個(gè)因素也是相輔相成的。需要用大線徑時(shí)，所需端子的載流能力也會要求更大；當(dāng)所需電流較小時(shí)，所需端子的線徑要求也會更小。

6 裝配力要求

裝配力的大小在連接器的行標(biāo)中，又叫結(jié)合力。此結(jié)合力是指連接器的公端和母端在相互對插配合時(shí)所需力的大小。原則上裝配力越小越好。裝配力的大小如果按照連接器結(jié)構(gòu)分類，可以分為無助理結(jié)構(gòu)連接器和助理結(jié)構(gòu)連接器。

6.1 無助理結(jié)構(gòu)連接器裝配力選用原則

裝配力的要求主要體現(xiàn)在生產(chǎn)現(xiàn)場操作工人的操作難易程度上。一般操作力較大時(shí)操作工人會容易抱怨，在后期維修時(shí)也會很困難。影響裝配力的因數(shù)主要是單個(gè)導(dǎo)電端子的插拔力和單個(gè)連接器所需的孔位數(shù)。在連接器國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 1067中規(guī)定，汽車用連接器最大的接合力不超過75N。所以在遇到孔位數(shù)較多的連接器時(shí)可優(yōu)先考慮助理結(jié)構(gòu)的連接器，目的就是為了減小連接器的裝配力。

6.2 助理結(jié)構(gòu)連接器裝配力選用原則

一般設(shè)計(jì)輸入的連接器孔數(shù)較多時(shí)，連接器的裝配力會特別大，此時(shí)就要優(yōu)先考慮助理結(jié)構(gòu)的連接器。此類連接器利用杠桿及其他一些助理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理，使連接器用很小的力就可以達(dá)到裝配結(jié)合，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了客戶的抱怨。

7 裝配空間要求

在實(shí)際的裝配過程中，影響連接器裝配的空間影響因素如下：

（1）連接器本身的體積需小于裝配空間的大小。

（2）裝配空間要有一定的可操作性。

此空間要考慮在裝配時(shí)要借助于外部工具，比如：手、鉗子等。其中用得最多的是人工操作，這樣就一定要考慮在裝配時(shí)手的工作尺寸大小。

一般在手工裝配連接器時(shí)，手的頭部高度的裝配尺寸在60mm左右，手的尾部高度的裝配尺寸在85mm到120mm之間。這樣，在設(shè)計(jì)輸入時(shí)一定要考慮裝配時(shí)占用的空間。

（3）安裝周圍不能有尖銳物體的存在。

8 固定要求

對于汽車用連接器來說，原則上用到車身上的任何位置都需要固定，因此連接器在車身上的固定方式和牢靠性也就特別重要。一般汽車用連接器的固定方式可分為支架固定和固定卡扣的固定方式。其優(yōu)缺點(diǎn)分別為：支架的固定方式可以更加靈活但是成本較高，固定卡扣的固定方式具有一定的通用性且成本較低。故多數(shù)情況下都選用固定卡扣的固定方式。

9 結(jié)束語

在依據(jù)設(shè)計(jì)輸入來選用汽車用連接器時(shí)，要把以上所有的因數(shù)都要考慮進(jìn)去。經(jīng)過分析現(xiàn)有連接器，設(shè)計(jì)輸出合適的滿足功能的連接器。