汽車高壓線束傳輸?shù)念~定電流較大,最高可達(dá)幾百安,因此選用的電纜直徑也相對(duì)較大,這對(duì)電纜與接插件端子的壓接質(zhì)量提出了較高的要求。為了保證電纜與接插件端子壓接緊固后具有較高的質(zhì)量,確保汽車高壓線束壓接后電氣性能(如額定電流)和機(jī)械性能(如拉脫力)滿足要求,下而對(duì)壓接工藝中影響電纜與接插件端子壓接質(zhì)量的主要因素(包括端子結(jié)構(gòu)、壓接方式、壓接高度、壓接長(zhǎng)度)展開分析。
端子結(jié)構(gòu)和壓接方式
目前,汽車高壓線束常用的接插件端子結(jié)構(gòu)。端子結(jié)構(gòu)可分為接觸段、中間段、壓接段。接觸段用于保證接插件對(duì)接、電氣功率和信號(hào)的傳遞;中間段是接觸段與壓接段兩者之間的承接區(qū)域,保證接觸段與其本身在壓接過程中不變形,同時(shí)起到定位作用,一旦壓接過程中產(chǎn)生變形,將會(huì)嚴(yán)重影響汽車線束的性能;壓接段用于接插件端子與電纜在外力下接觸而相接,其質(zhì)量直接影響汽車線束的電導(dǎo)率、拉脫力、外觀形狀。
傳統(tǒng)閉筒式端子與電纜壓接時(shí)采用一次壓接成型方式,壓接時(shí)的受力如圖3所示,整個(gè)模型可簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁。雖然整個(gè)端子壓接段所受壓力F基本保持不變,但因力臂長(zhǎng)度L(以臺(tái)階而為支點(diǎn))不同,力矩也不同。根據(jù)簡(jiǎn)支梁受力理論,在壓接段L/2處所受彎矩最大,造成了壓接高度(即接插件端子與電纜壓接后的端子被壓接部分的橫截而高度)不同,使壓接后真正接觸的而積只有很小一部分,僅相當(dāng)于線接觸。這嚴(yán)重影響了電纜截而積較大、抗拉性能要求較高、壓接長(zhǎng)度(即接插件端子與電纜壓接的接觸長(zhǎng)度)要求較長(zhǎng)的汽車高壓線束的電氣性能和機(jī)械星能。
為了確保汽車高壓線束壓接后電氣性能和機(jī)械性能,避免一次壓接成型工藝中出現(xiàn)的壓接高度不同造成的接觸而積太小,經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,汽車高壓線束接插件端子采用分段式端子。分段式端子與電纜壓接時(shí)采用分段壓接成型方式,該壓接方式通過先后對(duì)兩段區(qū)域進(jìn)行壓接,可在減少原來壓接長(zhǎng)度、省下設(shè)計(jì)空間的同時(shí),滿足汽車高壓線束拉脫力和電導(dǎo)率要求。
采用有限元法仿真分析了壓接段施加相同作用力時(shí)傳統(tǒng)閉筒式端子壓接段與優(yōu)化設(shè)計(jì)的分段式端子壓接段的位移,仿真分析結(jié)果如圖5所示。可見,經(jīng)過相同外力壓接后,傳統(tǒng)閉筒式端子壓接段呈弓形,近端而1/2處位移量最大,此處是電纜與接觸件端子的壓接接觸而;優(yōu)化設(shè)計(jì)的分段式端子壓接段呈仿鼓形,有兩處位移量最大,兩壓接段中間臺(tái)階處變形量相對(duì)較小,在仿真壓接過程中,電纜與端子有更大的接觸而積,同時(shí)中間高、兩處低的壓接段形狀特點(diǎn),形成倒鉤形,加強(qiáng)了電纜與接觸件端子的連接。