汽車新型搭鐵端子的設計與應用

孫豐超

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

隨著汽車技術的發展，汽車信息化、智能化程度越來越高，整車線束內部需要更多的搭鐵端子來滿足整車電氣功能的需要。目前，汽車搭鐵通過使用普通片式搭鐵端子外加鋸齒片結構實現，具體為：鋸齒片對搭鐵部位的車身鈑金實施刮漆后，通過搭鐵端子與鈑金連接，最終實現汽車電路搭鐵（接地）。

1 傳統搭鐵端子形式及缺點

1.1 傳統搭鐵端子形式

傳統結構：片式搭鐵端子結構，通過外加鋸齒片結構對鈑金刮漆，實現搭鐵，采用單獨搭鐵點設計[1]，如圖1所示。

圖1 傳統搭鐵端子固定示意圖

1.2 傳統搭鐵端子的缺點

（1）裝配工藝繁瑣，多個搭鐵點，需多次裝配，安裝方便性欠佳，生產裝配效率低；

（2）整車線束搭鐵性能差，易發生接觸不良，搭鐵固定可靠性欠佳；

（3）搭鐵端子需配合鋸齒墊圈使用，完成搭鐵前的刮漆操作；

（4）搭鐵端子在螺栓打緊過程中，易發生搭鐵端子跟轉問題，往往需要端子和車身鈑金設計防跟轉限位特征。發生跟轉后，端子與線束壓接部位容易受損，引起電線掙脫，易引起電路故障。

2 新型搭鐵端子設計

2.1 設計目標

為解決上述傳統搭鐵端子的缺陷，本文通過創新設計一種新型搭鐵端子，解決汽車傳統搭鐵端子多點固定、操作繁瑣問題；解決搭鐵端子在螺栓打緊過程的跟轉問題；同時實現搭鐵端子自身刮漆功能；提升搭鐵端子的固定可靠性。

2.2 設計思路

本文設計的新型搭鐵端子，其搭鐵端子自身應該能夠實現多個搭鐵點的共點設計，搭鐵端子自身應該具有刮漆功能，搭鐵端子安裝后應具有極高的安全可靠性。進一步，通過新型搭鐵端子的應用，能夠在搭鐵安全性、可靠性、使用方便性三個方面，實現了對傳統搭鐵端子的超越。

2.3 新型搭鐵端子結構設計

2.3.1 搭鐵端子組合體構成

搭鐵端子組合體由四個搭鐵端子片構成：由下至上依次為搭鐵端子片1、搭鐵端子片2、搭鐵端子片3、搭鐵端子片4。搭鐵端子組合體采用層層壓實的結構設計形式，具體設計如下：搭鐵端子片1帶鋸齒結構特征，搭鐵端子片2、搭鐵端子片3、搭鐵端子片4結構特征完全相同。本文將對搭鐵端子片1和搭鐵端子片2詳細說明，如圖2、圖3所示。

圖2 搭鐵端子正面示意圖

圖3 搭鐵端子反面示意圖

2.3.2 搭鐵端子片結構特征

搭鐵端子片1特征：具有鉤狀部結構特征11和鉤狀部結構特征12，具有突出部結13、突出部14、突出部15（見圖4）。

其中突出部13特征：突出部13上具有凸臺結構19，其中突出部19與鉤狀部11位置關系為對角設計，且兩者所對應的圓弧長度彼此相等，其中突出部19緊挨鉤狀部12設計，且兩者所對應的圓弧長度相等（見圖4）。

其中突出部14特征：突出部14上具有凸臺結構18，其中突出部14緊挨鉤狀部11設計，且兩者所對應的圓弧長度相等（見圖4）。

其中突出部15特征：突出部15上，具有限位孔16和凸臺結構17。其中，凸臺結構17為弧形結構（有利于端子凸臺旋轉進入限位孔）。限位孔16大小與凸臺結構17大小相等（也可以孔略大于凸臺設計），組合體中上端子的限位孔16與下端子的凸臺17對應，實現兩個端子卡接（見圖4）。

其中組合體上端子的突出部13與下端子的鉤狀部12對應，實現卡接，兩端子卡接部位有兩處，端子上的凸臺結構19有效增加卡接牢靠效果。

其中，鉤狀部11、鉤狀部12對端子實現上下卡接限位，限位孔16對端子實現左右運動限位。同時，端子組合體中八個鉤狀部中相鄰的兩個之間也會形成左右運動限位，進一步防止上下端子之間相互大范圍旋轉運動（見圖4）；

圖4 搭鐵端子片1正面示意圖

搭鐵端子2，搭鐵端子3，搭鐵端子4，同樣具有以上特征，且完全相同。 特別之處：搭鐵端子1底部巧妙設計有一圈鋸齒結構特征9，可使端子安裝過程中，實現對鈑金表面自動刮漆（見圖5）。

圖5 搭鐵端子片1反面示意圖

2.3.3 搭鐵端子組合體的組裝過程

（1）兩個搭鐵片的組裝。上、下兩個端子的安裝過程：首先，上下端子中部兩圓孔對齊；下一步實現上下端子面接觸；然后，順時針旋轉，完成兩端子片卡接（同理搭鐵端子片3、搭鐵端子片4也是如此安裝方式）。

（2）四個搭鐵片的組裝。完整端子組合體安裝過程：四個端子彼此兩兩壓實，構成四個端子的組合體（見圖6）。

圖6 四個搭鐵片組裝示意圖

端子組合體整體設計要點：端子鉤狀部的上下高度差略大于兩個端子自身厚度，此設計使鉤狀部最頂端能夠略高于端子3的平面，這樣，當端子4安裝后，實現端子3與端子4會存在微小的過盈配合，這樣端子4實現三處固定，在上下作用力的作用下，頂部端子4固定會更加可靠。這樣的設計特點巧妙之處還在于，當端子組合體安裝于鈑金平面時，螺栓打緊過程中，端子4會壓緊鉤狀部的過盈配合點，發生形變，利用彈性力，實現端子防松，實現固定更加可靠的目的。

3 新型搭鐵端子的應用

新型搭鐵端子應用的有益效果如下：

3.1 集成化高

線束制作設計時，根據設計原理，可將四個搭鐵端子設計于同位置，實現整車線束搭鐵點的集成設計。

3.2 方便性優

搭鐵安裝時，將搭鐵端子通過螺栓、螺母結構，打緊固定，打緊過程中，鋸齒結構有效將車身鈑金表面油漆刮除，代替人工或另外使用鋸齒墊圈進行刮漆處理（見圖7）。

圖7 搭鐵端子安裝示意圖

3.3 安全可靠性高

單個搭鐵端子固定時，端子易隨著螺栓的打緊而跟轉，而此四層搭鐵端子結構，環環相扣，層層壓實，在打緊過程中，有效降低端子跟轉現象。此組合端子采用“環環相扣式”結構，螺栓打緊時，螺栓首先作用于搭鐵端子4，然后逐步傳導，四個端子產生螺旋式傳力運動，最終到下部搭鐵端子位移要比單個端子打緊過程發生的旋轉運動要小得多，有效降低端子跟轉現象，減輕端子尾部線束受力，防止線束損壞。

3.4 性能優

每個端子上、下、左、右四個方向都實現了限位固定，四個端子壓實后，構成一整體結構，這樣形成的端子組合體固定可靠，接觸電阻小，搭鐵性能優。

4 結論

本文設計的新型搭鐵端子，利用層層壓實，環環相扣式的結構設計形式，解決了傳統搭鐵端子存在的弊端，且在搭鐵的安全性、可靠性、使用方便性三個方面，實現了對傳統搭鐵端子的超越，能夠在各類汽車設計中廣泛應用，且具有廣闊的應用前景。