汽車新型搭鐵端子的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孫豐超

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

前言

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車信息化、智能化程度越來越高，整車線束內(nèi)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(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具體為：鋸齒片對(duì)搭鐵部位的車身鈑金實(shí)施刮漆后，通過搭鐵端子與鈑金連接，最終實(shí)現(xiàn)汽車電路搭鐵（接地）。

1 傳統(tǒng)搭鐵端子形式及缺點(diǎn)

1.1 傳統(tǒng)搭鐵端子形式

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)：片式搭鐵端子結(jié)構(gòu)，通過外加鋸齒片結(jié)構(gòu)對(duì)鈑金刮漆，實(shí)現(xiàn)搭鐵，采用單獨(dú)搭鐵點(diǎn)設(shè)計(jì)[1]，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)搭鐵端子固定示意圖

1.2 傳統(tǒng)搭鐵端子的缺點(diǎn)

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

（2）整車線束搭鐵性能差，易發(fā)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(fā)生搭鐵端子跟轉(zhuǎn)問題，往往需要端子和車身鈑金設(shè)計(jì)防跟轉(zhuǎn)限位特征。發(fā)生跟轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

為解決上述傳統(tǒng)搭鐵端子的缺陷，本文通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)一種新型搭鐵端子，解決汽車傳統(tǒng)搭鐵端子多點(diǎn)固定、操作繁瑣問題；解決搭鐵端子在螺栓打緊過程的跟轉(zhuǎn)問題；同時(shí)實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)思路

本文設(shè)計(jì)的新型搭鐵端子，其搭鐵端子自身應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)搭鐵點(diǎn)的共點(diǎn)設(shè)計(jì)，搭鐵端子自身應(yīng)該具有刮漆功能，搭鐵端子安裝后應(yīng)具有極高的安全可靠性。進(jìn)一步，通過新型搭鐵端子的應(yīng)用，能夠在搭鐵安全性、可靠性、使用方便性三個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)搭鐵端子的超越。

2.3 新型搭鐵端子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.3.1 搭鐵端子組合體構(gòu)成

搭鐵端子組合體由四個(gè)搭鐵端子片構(gòu)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(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，具體設(shè)計(jì)如下：搭鐵端子片1帶鋸齒結(jié)構(gòu)特征，搭鐵端子片2、搭鐵端子片3、搭鐵端子片4結(jié)構(gòu)特征完全相同。本文將對(duì)搭鐵端子片1和搭鐵端子片2詳細(xì)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(jié)構(gòu)特征

搭鐵端子片1特征：具有鉤狀部結(jié)構(gòu)特征11和鉤狀部結(jié)構(gòu)特征12，具有突出部結(jié)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(tái)結(jié)構(gòu)19，其中突出部19與鉤狀部11位置關(guān)系為對(duì)角設(shè)計(jì)，且兩者所對(duì)應(yīng)的圓弧長(zhǎng)度彼此相等，其中突出部19緊挨鉤狀部12設(shè)計(jì)，且兩者所對(duì)應(yīng)的圓弧長(zhǎng)度相等（見圖4）。

其中突出部14特征：突出部14上具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)18，其中突出部14緊挨鉤狀部11設(shè)計(jì)，且兩者所對(duì)應(yīng)的圓弧長(zhǎng)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(tái)結(jié)構(gòu)17。其中，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)17為弧形結(jié)構(gòu)（有利于端子凸臺(tái)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入限位孔）。限位孔16大小與凸臺(tái)結(jié)構(gòu)17大小相等（也可以孔略大于凸臺(tái)設(shè)計(jì)），組合體中上端子的限位孔16與下端子的凸臺(tái)17對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)卡接，兩端子卡接部位有兩處，端子上的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)19有效增加卡接牢靠效果。

其中，鉤狀部11、鉤狀部12對(duì)端子實(shí)現(xiàn)上下卡接限位，限位孔16對(duì)端子實(shí)現(xiàn)左右運(yùn)動(dòng)限位。同時(shí)，端子組合體中八個(gè)鉤狀部中相鄰的兩個(gè)之間也會(huì)形成左右運(yùn)動(dòng)限位，進(jìn)一步防止上下端子之間相互大范圍旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（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(shè)計(jì)有一圈鋸齒結(jié)構(gòu)特征9，可使端子安裝過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)鈑金表面自動(dòng)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(gè)搭鐵片的組裝。上、下兩個(gè)端子的安裝過程：首先，上下端子中部?jī)蓤A孔對(duì)齊；下一步實(shí)現(xiàn)上下端子面接觸；然后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，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(gè)搭鐵片的組裝。完整端子組合體安裝過程：四個(gè)端子彼此兩兩壓實(shí)，構(gòu)成四個(gè)端子的組合體（見圖6）。

圖6 四個(gè)搭鐵片組裝示意圖

端子組合體整體設(shè)計(jì)要點(diǎn)：端子鉤狀部的上下高度差略大于兩個(gè)端子自身厚度，此設(shè)計(jì)使鉤狀部最頂端能夠略高于端子3的平面，這樣，當(dāng)端子4安裝后，實(shí)現(xiàn)端子3與端子4會(huì)存在微小的過盈配合，這樣端子4實(shí)現(xiàn)三處固定，在上下作用力的作用下，頂部端子4固定會(huì)更加可靠。這樣的設(shè)計(jì)特點(diǎn)巧妙之處還在于，當(dāng)端子組合體安裝于鈑金平面時(shí)，螺栓打緊過程中，端子4會(huì)壓緊鉤狀部的過盈配合點(diǎn)，發(fā)生形變，利用彈性力，實(shí)現(xiàn)端子防松，實(shí)現(xiàn)固定更加可靠的目的。

3 新型搭鐵端子的應(yīng)用

新型搭鐵端子應(yīng)用的有益效果如下：

3.1 集成化高

線束制作設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)原理，可將四個(gè)搭鐵端子設(shè)計(jì)于同位置，實(shí)現(xiàn)整車線束搭鐵點(diǎn)的集成設(shè)計(jì)。

3.2 方便性優(yōu)

搭鐵安裝時(shí)，將搭鐵端子通過螺栓、螺母結(jié)構(gòu)，打緊固定，打緊過程中，鋸齒結(jié)構(gòu)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(jìn)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(gè)搭鐵端子固定時(shí)，端子易隨著螺栓的打緊而跟轉(zhuǎn)，而此四層搭鐵端子結(jié)構(gòu)，環(huán)環(huán)相扣，層層壓實(shí)，在打緊過程中，有效降低端子跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此組合端子采用“環(huán)環(huán)相扣式”結(jié)構(gòu)，螺栓打緊時(shí)，螺栓首先作用于搭鐵端子4，然后逐步傳導(dǎo)，四個(gè)端子產(chǎn)生螺旋式傳力運(yùn)動(dòng)，最終到下部搭鐵端子位移要比單個(gè)端子打緊過程發(fā)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)要小得多，有效降低端子跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，減輕端子尾部線束受力，防止線束損壞。

3.4 性能優(yōu)

每個(gè)端子上、下、左、右四個(gè)方向都實(shí)現(xiàn)了限位固定，四個(gè)端子壓實(shí)后，構(gòu)成一整體結(jié)構(gòu)，這樣形成的端子組合體固定可靠，接觸電阻小，搭鐵性能優(yōu)。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的新型搭鐵端子，利用層層壓實(shí)，環(huán)環(huán)相扣式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，解決了傳統(tǒng)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(gè)方面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)搭鐵端子的超越，能夠在各類汽車設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，且具有廣闊的應(yīng)用前景。