重卡线束搭铁设计及应用

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线束搭铁设计是线束设计的重要内容，需要结合线束3D和原理设计一起考量。本文，线束工程师之家主要阐述搭铁设计方法，介绍搭铁分配原则，分析整车不同区域搭铁布置规范及应用。　　汽车上的用电器回路，大多数是蓄电池正极线直接与各用电器连接，蓄电池负极线直接搭在发动机或车身金属体上。像这种直接搭在发动机或车身金属体上的汽车线束连接方式称为搭铁。搭铁分为正极搭铁和负极搭铁。随着商用车电器设备越来越多，搭铁性能的好坏直接影响整车系统性能稳定与否。
01搭铁设计介绍　　1.1 搭铁原则
　　搭铁点数量、位置及每个搭铁点连接的负载类型是搭铁设计的核心，在电器系统设计时，需要根据负载类型和安装位置合理选择搭铁点区域。根据用电器布置位置及搭铁点计算得出回路线总长。结合各系统搭铁阻抗或电压降的要求分析搭铁线允许最大长度，进行搭铁线长度区域同心圆划分，查找最佳公共搭铁点。
　　搭铁分配应遵循：就近搭铁、同系统同搭铁、关联系统关联搭铁的设计原则。
　　1） 就近搭铁搭铁点优先设计在距离电器件较近的地方。搭铁线长度应尽量短，以避免额外的电压降。
　　2） 同系统同搭铁目的是避免不同系统间的串扰，同时便于系统故障的排查。信号搭铁与功率搭铁要分开，在信号型用电器的搭铁设计时要将模拟信号和数字信号的搭铁线分开，功率型用电器设计时要将电阻型和电感型的搭铁线分开。
　　3） 关联系统关联搭铁关联系统之间为保证信号传输准确，将各自的搭铁点尽量靠近设计，如果距离较远，应在其各自的搭铁点之间再连接导线桥接。
　　1.2 搭铁类型
　　所有负载按照搭铁线接线方式可分为单独搭铁、共用搭铁及屏蔽搭铁。
　　1） 单独搭铁在整车搭铁设计中，单独搭铁的设备分为两种：一种是ECU、ABS、AMT等涉及安全的控制模块，另一种为空调风机等大功率感性负载。单独搭铁优势在于电气设备直接接在各自距离最近的搭铁点，减少负载间的相互干扰。
　　2） 共用搭铁考虑商用车上用电设备过多，不可能让每个用电设备都单独搭铁，有时候就需要将某些用电设备的搭铁线合并在一起，因此，负载按照布置位置及类型共用搭铁，共用搭铁可分为单点串联搭铁、单点并联搭铁、混合搭铁，表1为各种类型负载共用搭铁的推荐方式，表2为各种共用搭铁的优缺点。
　　表1 组合搭铁

　　表2 共用搭铁优缺点

　　3） 屏蔽搭铁屏蔽搭铁优先选择同系统同搭铁原则，即屏蔽层搭铁搭在该系统控制器内部或同一搭铁点上。
　　1.3 搭铁设计装配工艺
　　搭铁设计需要考虑搭铁位置可靠性、装配可靠性、防护可靠性和维修便利性。通过反复验证大量的实测数据，得出某重型卡车整车区域搭铁装配工艺如下。
　　1） 蓄电池负极搭铁起动机负极线要求端子完全套入蓄电池接线柱，此处螺柱材质较软（铝或铜锌合金），螺母拧紧力矩要求6±1Nm，如图1所示。

　　图1 蓄电池搭铁
　　2） 蓄电池箱内搭铁箱体搭铁前，需在接线柱上预装一个M6外锯齿锁紧垫圈，压入端子后使用M6尼龙自锁螺母将其紧固到位，拧紧力矩9±1Nm，如图2所示。
　　3） 发动机搭铁发动机采用壳体搭铁，使用M10自锁螺母紧固，要求拧紧力矩45±5Nm，如图3所示。

　　图2 蓄电池箱内搭铁    图3 发动机搭铁
　　4） 驾驶室本体搭铁驾驶室本体搭铁分为搭铁孔搭铁和螺柱搭铁，当使用搭铁孔搭铁时，搭铁孔在使用前需用铣刀打磨露出无涂层的白车身，如图4所示。

　　图4 搭铁孔搭铁
　　当驾驶室本体搭铁使用螺柱搭铁时，搭铁螺柱在使用前需预埋螺母或外锯齿锁紧垫圈，一般为M6的螺柱，拧紧力矩9±1Nm，如图5所示。

　　图5 螺柱搭铁
　　在设计某重型卡车整车区域搭铁时，应用以上搭铁规范，经测试搭铁性能良好，没有出现因为搭铁不好导致电器系统不稳定的现象。
02结束语　　随着用电器的增多，搭铁设计已经成为整车线束设计的重点，在进行线束设计初期，就要参考搭铁设计原则和布置规范，合理布置搭铁点，以规避由于搭铁不良带来的设计风险，并运用先进技术分析手段不断提升设计能力，大大增加整车电器系统稳定性，降低整车售后成本，提高业界口碑。

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