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端子在汽車線束中應用

發(fā)布時間:07/22 —— 2021 1620
端子在汽車線束和整車電氣系統(tǒng)中占有極其重要的地位。如果將整車線束比作汽車的神經系統(tǒng),那么端子就是各神經系統(tǒng)的脈絡連接點,所以說掌握端子的特征特性和使用要求,才能保證設計制造出好品質的導線束,才能更好地保證電氣系統(tǒng)正常運行。下面針對端子的特征特性和使用要求(端子特殊部位、端子功能區(qū)域、端子冷沖壓連接時的一些重要參數(shù)、端子冷沖壓連接類型和形狀等內容)作具體解析。
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1)自鎖口端子在護套中的鎖死裝置,常規(guī)端子的自鎖口一般有3個位置,端子的正面、端子背部、端子兩側面,其作用是將端子固定在護套內,防止端子退位(掉出護套外)。
2)線芯壓接區(qū)導線導體和端子的接觸區(qū)域,電流和信號通過此接觸區(qū)域在端子和導線及電器之間進行傳輸。同時也是保證電性能和機械性能最主要的一個區(qū)域。
3)絕緣壓接區(qū)導線絕緣層和端子的接觸區(qū)域,此區(qū)域的作用有2個:①防止導線絕緣層后縮引起的護套尾部有導線線芯裸露,在高電壓的情況下出現(xiàn)電弧連接短路現(xiàn)象;②絕緣壓接區(qū)域中端子尾部和導線包裹接觸后,限制導線與端子之間的擺動幅度,防止由于大幅度的擺動帶來線芯被折斷的可能性。
4)固定導軌端子裝入護套時的一個導向裝置,固定導軌的主要作用有2個:①當端子裝入護套時起導向作用;②端子裝入護套后起到固定端子的作用,使端子不能在護套中轉動或左右擺動,保證端子與端子、端子與護套的可裝配性和穩(wěn)定性。
5)料帶切斷點端子在冷沖壓連接過程中,壓接模具將端子和料帶分離的位置。
6)前、后保護口在冷沖壓連接過程中為保護線芯壓接區(qū)中導線線芯不被損傷,在壓接時經過
擠壓變形后留出的凸口。
7)壓接出頭導線和端子完成冷沖壓連接后,前保護口前的導線線芯,即過渡區(qū)中的導線線芯。
8)緩沖過渡區(qū)為沖壓連接過程中線芯壓接區(qū)和絕緣壓接區(qū)之間的區(qū)域,主要作用為冷沖壓連接引起的形變和應力擴散的區(qū)域。
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1)壓接區(qū)端子與導線充分接觸的區(qū)域,在實際應用過程中為模具在端子上的擠壓變形區(qū)域,包括線芯壓接區(qū)和絕緣壓接區(qū)。
2)過渡區(qū)壓接區(qū)與結合區(qū)或壓接區(qū)與自鎖區(qū)連接過渡的區(qū)域,主要作用就是銜接、過渡、壓接出頭放置。
3)自鎖區(qū)端子自鎖所在的區(qū)域,即端子與護套間固定鎖死時使用的區(qū)域。
4)結合區(qū)公、母端子為電流或信號的傳輸而安裝在一起時兩者之間充分接觸的區(qū)域。
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①壓接出頭可見,只有壓接出頭可見才能更有力地保證壓接后端子的拉脫力、滿足機械性能;②壓接出頭不能延伸到端子的結合區(qū)和自鎖區(qū)中,否則會影響端子和護套的裝配性能,使端子不能正常裝入護套內,同時也會影響公、母端子的理想接觸,有時還會導致對接護套之間不能完全裝配和鎖死。壓接出頭長度數(shù)值由端子自身特點決定,不同規(guī)格的端子對出頭長度的數(shù)值要求不同,不同生產廠商設計的端子對出頭長度的要求也不同。兼顧端子的規(guī)格來確定端子的壓接出頭長度,小規(guī)格的端子配壓小規(guī)格導線時壓接出頭長度短一些,大規(guī)格的端子配壓大規(guī)格的導線時壓接出頭長度相對長一些。比如一些常規(guī)性端子由于生產商和用戶不同,對壓接出頭長度的要求也不相同。
1)MOLEX要求壓接出頭長度為可見到一倍導線線芯外徑數(shù)值,且最大不能延伸到結合區(qū)中。
2)DELPHI要求端子的壓接出頭長度最大為1mm。
3)YAZAKI要求端子的壓接出頭長度為0.1~
1.0mm。
4)AMP要求端子的壓接出頭長度為0.5~1.0mm,部分較精密的端子為0.13~0.51mm。
5)KET要求端子的壓接出頭長度為0~2.0mm。
6)JST要求出頭長度必須可見。
7)部分日資企業(yè)將壓接出頭長度數(shù)值規(guī)定在
0.5~1.5mm。
總的來說, 上述數(shù)值只是一個常規(guī)性規(guī)范, 對于一些特殊端子, 還需根據(jù)端子的應用情況確定,比如長城精靈等車中發(fā)動機ECU對接的81PIN型號為368290~l護套內的928999—1端予, 壓接出頭必須控制在0~0.5 llqm。當此數(shù)值超
過0.5 mm時, 可能會出現(xiàn)自鎖條插入困難:以及自鎖條裝入護套后, 相鄰孔位中出現(xiàn)線芯連接的短路現(xiàn)象。如圖4所示。
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3.2線芯、絕緣層可見程度
緩沖過渡區(qū)中的線芯和絕緣層位置是端子冷沖壓連接過程品質中非常重要的因素之一,此區(qū)域中線芯和絕緣層必須是可見的。最佳的冷沖壓連接要求,緩沖過渡區(qū)中線芯和絕緣層裸露長度相等,不過在實際的應用中很難做到這一點,但是要求兩者必須同時可見。當此區(qū)域中線芯不可見時,說明導線絕緣層被壓到線芯壓接區(qū)中,導致壓接后電性能降低;當此區(qū)域中的絕緣層不可見時,說明導線絕緣層沒有被端子正確壓著,導線線芯失去保護,使用過程中可能出現(xiàn)導線線芯被折斷的現(xiàn)象,隨之導
致電性能下降,嚴重時會出現(xiàn)安全事故。以下舉例來分析不同廠商和用戶對常規(guī)端子參數(shù)的要求。部分日資企業(yè)將線芯和絕緣層在過渡區(qū)中的位置參數(shù)規(guī)定為:電線剝皮端口與端子絕緣壓接區(qū)前端口的尺寸為0~1mm。
MOLEX、DELPHI、YAZAKI、AMP、KET、JST要求絕緣層和線芯壓接區(qū)之間的導線絕緣層和導線線芯必須是可見的。
3.3 料帶切斷長度
端子在冷沖壓連接時,端子絕緣壓接區(qū)后端部距離料帶切斷點的長度,或端子前端部距離前料帶切斷點的長度,即料帶切斷長度。在冷沖壓連接壓接過程中,當端子從料帶上剪切下來時,如果保留的尾料過長或過短則會導致3種不良后果:①在端子插入護套后,過長的金屬尾料會伸出至護套的后端部,較高的電壓會引起連接器的相鄰觸點之間的電?。虎谌绻俗忧岸瞬康奈擦线^長,會干涉端子和護套、端子和端子的接合;③當端子前、后端料帶切斷長度保留較小甚至不可見時,可能會出現(xiàn)端子被切傷的問題,導致端子不能使用。如下不同的生產商對常規(guī)端子的料帶切斷長度作出了不同的要求。
1)DELPHI規(guī)定前切斷料帶必須可見,后端料帶切斷長度必須可見且最大0.5mm。
2)AMP對250和070端子規(guī)定為后端料帶切斷長度必須可見,最大為0.25mm。
3)YAZAKI將后端料帶切斷長度規(guī)定在O-0.3mm,最大不超過0.5mm。
4)KET規(guī)定前、后料帶切斷長度最大不超過
0.5mm。
5)MOLEX規(guī)定前、后端料帶切斷長度大約為1~1.5倍端子材料厚度。
總的來說,前后料帶的切斷長度必須可見,最大不能影響到端子的可裝配性能,尾料帶不能伸出護套尾部。

3.4前、后保護口
在端子和導線連接的過程中,前、后保護口對導線線芯起到保護的作用,后保護口尤為重要。在冷沖壓連接過程中,如果沒有保護口或保護口過小時,壓接后導線的線芯就會被端子切斷或切傷,使壓接后端子的機械性能和電性能降低,甚至會出現(xiàn)安全隱患;當保護口過大時,會使端子和導線的接觸面積減小,機械性能不能保證的同時電性能也降低,一般情況下壓接后端子和導線的接觸面積必須大于導線的截面積。以下舉例來分析不同廠商和用戶對常規(guī)端子作出的不同要求。
1)DELPHI對最低限度作出規(guī)定,規(guī)定后保護口必須可見。
2)AMP對070和250端子要求:前保護口最大不超過0.25mm,后保護口0.3±0.13mm。
3)MOLEX規(guī)定前保護口可見,后保護口大約為2倍端子材料厚度值。
4)YAZAKI規(guī)定后保護口0.2~0.8mm。
5)KET規(guī)定前、后保護口0.3~0.8mm。
總的來說,冷沖壓連接的最佳狀態(tài)為:前后保護口都可見,不影響壓接后的機械性能和電性能。
3.5端子的形變
端子在壓接后一般情況下都有不同程度的形變,端子的形變可能會導致的不良后果為:①端子不能裝入護套;②端子被損壞;③公、母端子對接不到位;④端子對接后局部接觸,接觸電阻過中,09響導電性能,有時會出現(xiàn)局部過熱導致的車輛自燃等安全事故。
端子變形一般分為彎曲變形和扭曲變形,在實際應用中不同廠商和用戶對此參數(shù)的要求也不同。
1)AMP規(guī)定插頭可上彎1°,插座可下彎3°。
2)YAZAKI規(guī)定上彎曲最大3°,下彎曲最大1°,扭轉最大1°。
3)KET規(guī)定上下最大彎曲不超過30~6°,左右折彎最大不超過3~6°,最大扭轉度不超過3~6°。
3.6端子壓接高度、寬度和拉脫力
端子冷沖壓連接的高度和寬度是一個確定值,當端子設計成型后,端子的壓接高度和壓接寬度就已經確定,但由于不同設計制造商設計端子時參照的導線標準不同,其壓接高度數(shù)值有所差異。如173631-1端子在使用日標0.5mm2的導線和使用美標AWG20導線時壓接高度數(shù)值不同,所以在實際的應用中壓接的高度還需要根據(jù)實際使用導線規(guī)格來確定。端子的壓接寬度和高度在端子的冷沖壓連接過程中是一個非常重要的參數(shù),當壓接高度過高時,端子線芯壓接區(qū)中導線形變不到位,端子和導線的接觸電阻高,電性能低,端子壓接后的機械強度不夠,拉脫力不能保證。當端子壓接高度過低時,線
芯壓接區(qū)中的導線形變嚴重,導致壓接后壓接區(qū)內的導線截面積大幅度減少,導線載流能力減弱,端子和導線接觸電阻增大,電性能降低。同時由于大的壓縮比導致導線截面減小后端子壓接連接處的機械強度不夠,拉脫力降低,嚴重時會出現(xiàn)導線線芯被切斷等現(xiàn)象。壓接對機械性能和電性能的影響如圖5所示。
在實際操作過程中,控制端子壓接性能時最實用的方法就是使用拉脫力測試其機械強度,因為拉脫力標準測試值是通過剖面實驗、電性能、機械強度等測試后,綜合衡量得出的一種簡便有效控制方法。從圖5中可以看出,機械強度曲線的曲率變化最大。
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壓接寬度的測量在目前還有異議,有人認為壓接寬度測量時不能測量其總寬度,應該測量壓接處兩圓弧和傾斜面的切點之間的距離,如圖7所示,不過這種測量方法不太理想,測量難度大,很難找準測量點。還有人認為壓接寬度的測量點在兩側面的中點上,如圖7所示,此測量方法也不理想,兩側面是由曲面和斜面組成,很難找到中點,測量難度大,測出的數(shù)值不穩(wěn)定,測量誤差過大,這2種測量方法不建議采用。
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4.2 WRAP形壓接(Wrap Crimp Configurations)

端子冷沖壓連接后,不允許出現(xiàn)端子刺傷導線絕緣層的情況,壓接后絕緣壓接區(qū)中兩外側面必須

·處于一對平行的平面內,單線WRAP形壓接如圖10a所示,雙線WRAP形壓接如圖10b所示。此壓接類型在中華駿捷的儀表板線束中與儀表顯示及組合開關對接的護套內端子進行了使用,長城精靈、哈弗M1、炫麗及比亞迪F3、F3DM混合動力的發(fā)動機線束與ECU對接護套內的小端子也采用了此壓接類型。

4.3O形壓接(O-Crimp Configurations)

冷沖壓連接后,端子絕緣壓接區(qū)中不允許出現(xiàn)

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4.4 L形壓接(L-Crimp Configurations)

此壓接方式使用在旗形端子的壓接中,通常很

少使用,圖12為L形單、雙線壓接示意。此壓接類型在中華駿捷控制臺線束中與手制動開關對接的端子座進行了使用。

4.5重疊式壓接(Overlapping-Crimp Configurations)

冷沖壓連接后,端子絕緣壓接區(qū)中不允許出現(xiàn)

端子刺傷導線絕緣層的情況,端子壓接后絕緣處端子封閉口一側重疊在一起,使用此類型壓接時,端子和導線絕緣處的接觸面最大,如圖13所示。此壓接類型在國產車中華尊馳、駿捷及長安悅翔等安全氣囊線束中與氣體發(fā)生器和時針彈簧等對接的護套內的端子上應用。

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在應用時端子尾部必須做特殊壓接處理,常用的有高尾部、寬尾部壓接,即絕緣壓接區(qū)的壓接高度或寬度需在一個數(shù)值段內才能滿足自鎖要求,否則尾部二次自鎖可能會失效,導致品質降低,隱患增多。端子的尾部壓接形狀由護套本身決定,一般情況下,非標準特殊尾部壓接有以下3種壓接類型。

4.6.1歐美式高尾部壓接

當端子和護套正確裝配時,端子線芯和絕緣處壓接閉合口的方向在護套同一側時,必須使用此壓接類型,如圖14所示,否則不能滿足自鎖特性。此壓接類型的優(yōu)點是端子在護套中的穩(wěn)定性好,不會出現(xiàn)退位和旋轉等現(xiàn)象,缺點為絕緣壓接區(qū)中端子和導線的接觸面小,絕緣壓接區(qū)中的導線固定性能不好。此壓接類型在中華駿捷儀表線束與發(fā)動機艙線束對接護套內的端子,及與防盜器、電動后視鏡開關、安全帶開關、牌照燈、后組合燈對接護套內的端子進行了應用。

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4.6.2亞式高尾部壓接

當端子和護套正確裝配時,端子線芯和絕緣處壓接閉合口的方向在護套兩側時,優(yōu)先采用此壓接類型,如圖15所示,因為此壓接類型更能保證端子和導線的最大接觸面積。不足之處為,當端子和護套配合精度不高時,端子和護套裝配后出現(xiàn)端子有一定范圍的旋轉,影響了端子和對接端子的可裝配性。此壓接類型在中華駿捷儀表線束中與刮水、洗滌、喇叭開關對接的護套內的端子進行了使用;長城炫麗的左前門線束上與玻璃升降器開關對接護套內端子,及長城精靈的機艙線束與儀表板線束以及同地板線束對接的護套內的端子也使用了此壓接類型。

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5 總結

本文通過對端子各功能部位、各功能區(qū)域的闡述,并對端子冷沖壓連接時的一些重要參數(shù)(壓接高度和寬度、壓接出頭長度、料帶切斷長度、前后保護口要求、緩沖過渡區(qū)中線芯和絕緣層位置、端子形變)以及對6種壓接類型作出詳細的解析,以供同行參考,期望同行的指正。


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