浅谈汽车线束搭铁线设计

浅谈汽车线束搭铁线设计
摘要：在汽车电器的工作过程中，发电机和电池的正极作为电源输入提供电流源，电池的负极、车身和电器的负极连接在一起，以确保电路的完整性。

在负回路中，连接点称为搭铁点，连接线称为搭铁线。

单线制搭铁方式是目前大多数汽车使用的一种地面处理方法。

本本文主要论述汽车线束搭铁线设计。

关键词：汽车线束；搭铁线；设计;分析;研究
1与车辆线束可靠连接的重要性
随着汽车技术的不断创新，越来越多的电器装备在汽车上。

某些电器的特殊接地要求也有所增加，导致汽车上的连接点和连接线数量不断增加。

因此，确保线束的可靠性是线束设计和生产过程中的一项重要任务。

搭铁作为整个电流回路的一部分，其可靠性直接影响着用电器功能的实现。

若搭铁设计不好，不仅会导致回路电压降增大、不同搭铁之间的串扰、引发用电器故障，更严重的还会导致线束烧蚀等问题。

因此，汽车搭铁的可靠性及合理性就显得尤为重要。

2搭铁设计策略
2.1搭接分配设计原则
1.独立接地装置
对于安全气囊系统来说，由于车辆的过电压或隐藏路径，很容易错误地启动和引爆安全气囊，从而使驾驶员受到不必要的伤害或冲击。

因此，应单独设置气囊系统接地点。

对于发动机控制单元和ABS控制单元，一旦发生接地故障，将影响整个发动机的性能和车辆的行驶状态。

如果严重，将导致发动机停机、发动机无法控制、车辆失控等。

对于这些控制单元，为了避免其他电器的干扰，接地点需要独立接地。

对于某些传感器，其工作时产生的信号极为微弱，即使经过放大处理，也容易受到其他电器的影响，因此需要将搭铁点设置在传感器位置附近，并独立接地，以确保信号传输不衰减，不受干扰。

2.接地至同一系统
在同一系统中，在符合就近接地原则的前提下，使用同一连接点可以减少非
连接点之间的悬挂电位差对系统可靠性的影响。

对于没有总线系统的车辆，由于
缺少燃油泵控制单元，燃油传感器产生的信号需要通过电线直接传递到仪表控制
单元，仪表控制单元处理燃油表以指示燃油油位。

尽管燃油传感器远离仪表，但
燃油传感器和仪表控制单元必须接地在同一点，以确保燃油表的准确性。

同一系
统的其他公共接地示例，包括主继电器和发动机控制单元ECU的公共接地，以及
左右组合前照灯（集成远光灯、近光灯、宽度指示器和前转向灯）和组合尾灯
（集成制动灯、倒车灯、后转向灯、尾灯和后雾灯）的公共接地点。

3.关键系统的多重接地
复合接地实际上是冗余设计的接地设计，可以确保关键系统牢固可靠地工作，两个接地点并联，只有当两个故障都出现时，才会导致系统故障；如果只有一个
接地点出现故障，系统不会受到影响。

对于安全气囊系统，由于其对确保乘员安
全的重要性，接地点不应仅单独接地，最好使用多重接地。

4.双重接地
双重接地，即通过串联的接地线屏蔽接地螺母，对于一些汽车制造商来说，
由于生产工艺设计的影响，一些接地点螺母螺纹在车身电镀、喷漆时会被油漆覆盖。

当螺栓和螺母连接时，部分油漆会损坏，并通过挤压油漆与螺栓接触，但这
种连接往往会导致接触电阻过大，即接触不良。

由于车辆生产过程的复杂性，为
了解决该问题，最好的方法是在汽车线束设计中，通过线束连接不同的搭铁点，
以确保每个搭铁点都能与蓄电池负极可靠连接。

当然，一些制造商也会采取电镀
前螺母屏蔽处理的方式来解决问题。

2.2接地电缆设计
其中，第一种设计方案，是设置在线束的焊接点，其优点是尽量减少地线的
长度，从而减少导线的使用，但可能会造成焊点、不同的接地信号相互干扰。

第
二种设计将该接地点所有的接地线均直接连接至搭铁点，可以减少接地信号之间
的干扰，但与第一种设计相比，其电线使用量增加，体重增加。

通常，第一种方
法可用于灯具、风扇等，第二种方法用于接地控制单元、传感器、仪表等。

无论
使用哪种方法，都需要综合考虑尽可能缩短地线长度，以节省成本并提高性能。

在线束的设计和生产中，重要的接地线需要直接连接到搭接铁的端子。

应合理设计接地线的方向，并尽可能缩短接地线的长度。

还应考虑接地点的
布置和分配。

例如，蓄电池负极线路、发动机接地线，由于电流较大，导致导线
截面较大，以减少电压降，因此在线束布局中，必须控制线路长度和方向。

对于
控制器及其子系统，如果对接地有特殊要求，应首先遵守特殊要求。

例如，气囊
控制单元不仅需要独立接地，其接地电缆长度必须满足要求（通常小于200mm）。

例如，某车型的安全气囊控制单元的接地点位于副驾驶座椅的金属板上，但控制
单元布置在换档机构附件的底板上，两者之间的距离达到2米，是规定长度的10倍。

通过现场调查发现，接地点并非安全气囊控制单元的独立接地点，这显然不
符合安全气囊系统对接地设计的特殊要求，因此可能会影响系统性能。

目前，该
车型安全气囊控制单元附近的金属板没有接地孔和焊接螺母。

因此，建议在未来
型号中改进接地设计，在控制单元附近的可用金属板孔中添加焊接螺母，并添加
搭接金属端子限制孔，以确保接地电缆小于200mm。

此外，当线束工厂生产线束时，必须确保所有接地线触点牢固压接并可靠接触。

同时，机舱接地点采用橡胶
热缩管处理。

2.3接地端子设计
通常，平孔用于连接铁端子。

将端子插入螺栓并用螺母固定。

当端子固定时，端子可以与螺母一起旋转。

因此，无法确保正确的方向分配。

要解决这个问题，
装配工人需要用手握住接地线，这可能不可避免地对线束造成一些机械损坏，例
如部分铜线断开。

在模型的后续改进中，带有限位钩的端子被广泛使用。

终端有
一个限位钩。

限位钩可通过固定点旁边的圆孔固定，以防止端子在安装过程中随
螺母旋转，从而确保安装后连接杆分支的方向。

如果在接地点附近没有生产工艺
预留的圆孔，可以利用周围结构进行定位。

2.4接地安装工艺
接地连接的安装一般有两种：接地螺栓与焊接螺母相匹配；螺母与焊接螺柱
相匹配。

在特定的装配过程中，接地螺栓可以与压花螺栓一起使用。

与螺母配合时，可刮除焊接螺母中的油漆，以确保良好接地。

因此，一般建议使用焊接螺母
作为车身上的接地点。

此外，在安装过程中，可以使用带有内锯齿的锁紧垫圈
（放置在端子和车身之间）在安装螺栓时刮除车身上的油漆。

目前，我国对铁斑涂层的处理方法有两种。

一种是在涂装过程中使用工艺螺
栓进行防护，防止电泳漆直接进入。

另一种是喷漆后，用螺栓进行“敲打”处理，去除油漆层。

适用于车身焊接螺母涂有电泳涂层和工艺螺栓。

车身进入喷漆车间前，预先安装有工艺螺栓，通过工艺螺栓阻挡焊接螺母，以防止电泳漆渗透，并
避免在螺母和车身及螺母装配表面形成电泳漆。

涂装后工艺是在正常程序中对搭
接铁零件和车身进行所有预处理和电泳处理。

涂层完成后，通过敲击接地螺栓去
除焊接螺母的油漆层，从而实现导电。

这两种方法都有各自的优点和缺点。

接地点的脱漆效果直接影响接地效果，甚至导致相关系统失效。

例如，在发
生故障的汽车中，车速表和里程表出现故障，车辆仪表上的ABS、ESP和安全气
囊报警灯持续亮起，信息窗口显示“变速器故障”。

连接诊断仪以读取故障代码。

发现每个故障系统中都存在“ABS（ESP）丢失”的故障代码。

检测结果表明故障
是由ABS（ESP）引起的。

ESP控制单元的电缆上发现油漆。

清除油漆后，重新安
装ESP控制单元。

车身连接点的涂装工艺将直接影响连接点的接地性能，因此有
必要选择合理的加工方法，以确保接地可靠性。

3结论
搭接轨铁设计的可靠性对汽车电路系统的可靠性至关重要。

经常会出现由不
良粘结现象导致的多种问题，如松动导致的粘结紧固件失效、腐蚀或喷涂导致的
粘结接触表面以及接触不良和电阻增加导致的其他故障。

这些故障会导致异常电
压降并影响电器的运行，或导致电流分流到其他电路并影响其他电路，严重时可
能导致线束烧蚀。

因此，应注意搭铁设计的合理性，并遵循正确的设计原则，以提
高搭铁设计的可靠性。

参考文献
[1].发动机搭铁线的设计[C]//.第十一届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.,2014:52-53.
[2]张震华,杨三军.浅谈汽车线束搭铁线设计[J].汽车电器,2010(01).
[3].浅谈汽车线束搭铁线设计[C]//.第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集.,2009:96-99.。