Autotööstuse kõrgepinge juhtmestiku pressimisprotsess

1. Auto kõrgepinge juhtmestiku ühendamise meetod

Üldiselt on autode juhtmestiku kaablite ja ühendusklemmide ühendamiseks kolm peamist viisi: keevitamine, pressimine ja mehaaniline ühendus, nagu on näidatud joonisel 1. Keevitusmeetodis kasutatakse peamiselt tinajootmisühendust, mis sobib auto juhtmestiku ühendamiseks ja kokkupanekuks. väikeste partiide ja väikese kaabli ristlõikepinnaga rakmed; Sellel on pikk kasutusiga ja see sobib masstöötlemiseks, kuid ühendamiseks ja kokkupanekuks on vaja kasutada pressstantse; mehaanilise ühendusmeetodi puhul kasutatakse peamiselt kinnitusvahendeid ühendusklemmi ja kaabli tihedaks ühendamiseks ja kinnitamiseks ning kokkupanek on suhteliselt keeruline ega sobi masstootmiseks.

Praegu on välismaiste autode juhtmestiku kaablid ja pistikuklemmid üldiselt ühendatud pressimise teel ning ühendustehnoloogia on väga stabiilne ja usaldusväärne. Autode juhtmestike tootmine minu riigis on aga alles arendusjärgus, eriti ei ole veel täielikult omandatud autode juhtmestiku usaldusväärset ühendusprotsessi tehnoloogiat. Vastavalt pikaajalisele kogemusele autode juhtmestike ühendamisel ja kokkupanemisel on kolme keevitus-, pressimis- ja mehaanilise ühendamise ühendusmeetodi hulgast kõige sobivam pressimismeetod ning ühendus on kiire, usaldusväärne, kindel ja sellel on pikk eluiga. See sobib masstöötluseks. Pressimistehnoloogia uuringud on autode kõrgepinge juhtmestiku kaablite ja ühendusklemmide usaldusväärseks ühendamiseks kõige olulisemad.

2 Auto kõrgepinge juhtmestiku pressimisprotsess

pilt

Autode kõrgepinge juhtmestiku poolt edastatav nimivool on suur, kuni mitusada amprit, seega on valitud kaabli läbimõõt samuti suhteliselt suur, mis seab kõrgemad nõuded kaabli ja ühendusklemmi pressimiskvaliteedile. Tagamaks, et kaabel ja pistikuklemm on pärast kokkupressimist ja pingutamist kõrge kvaliteediga ning auto kõrgepinge elektrilised omadused (nt nimivool) ja mehaanilised omadused (nt tõmbejõud) juhtmestik pärast pressimist vastavad nõuetele, järgmine on pressimisprotsess. Analüüsitakse peamisi kaabli- ja pistikuklemmide pressimiskvaliteeti mõjutavaid tegureid (sh klemmi struktuur, pressimismeetod, pressimiskõrgus ja pressimispikkus).

2.1 Klemmide struktuur ja pressimismeetod

Praegu on auto kõrgepinge juhtmestiku tavaliselt kasutatav pistikuklemmide struktuur näidatud joonisel 2. Klemmide struktuuri saab jagada kontaktsektsiooniks, keskmiseks osaks ja pressimissektsiooniks. Kontaktsektsiooni kasutatakse pistiku ühendamise, elektrienergia ja signaalide edastamise tagamiseks; keskmine sektsioon on kontaktsektsiooni ja pressimissektsiooni vaheline vastuvõtuala, mis tagab, et kontaktsektsioon ja ise ei deformeeru pressimisprotsessi ajal ning mängivad samal ajal rolli positsioneerimisel. Kui deformatsioon tekib pressimisprotsessi ajal, mõjutab see tõsiselt auto juhtmestiku toimivust; pressimisosa kasutatakse ühendusklemmi ja kaabli kontaktpinna ühendamiseks välise jõu mõjul ning selle kvaliteet mõjutab otseselt auto juhtmestiku elektrijuhtivust, tõmbejõudu jne. Välimuse kuju.

The traditional closed-tube terminal and the cable are crimped by one-time crimping. The force during crimping is shown in Figure 3. The entire model can be simplified into a simply supported beam. Although the pressure F on the entire terminal crimping section remains basically unchanged, the moment M (=FL) is also different due to the difference in the length L of the force arm (with the step surface as the fulcrum) (L1>L2>L3) (M1>M2>M3). Lihttoestatud talade jõuteooria järgi on paindemoment pressimise lõigul L/2 suurim, mille tulemuseks on erinevad pressimiskõrgused (st ühendusklemmi pressitud osa ristlõike kõrgus ja klemmi pärast kaabel on pressitud), mis muudab pressimiskõrguse erinevaks. Tegelik kontaktpind pärast ühendamist on vaid väga väike osa, mis on võrdne ainult liinikontaktiga. See mõjutab tõsiselt mootorsõidukite kõrgepinge juhtmestiku elektrilisi ja mehaanilisi omadusi, millel on suur kaabli ristlõikepindala, kõrged tõmbejõudlusnõuded ja pikk pressimispikkus (st kontakti pikkus pistiku klemmi ja kaabli vahel pärast kokkupressimist).

Selleks, et tagada auto kõrgepinge juhtmestiku elektrilised ja mehaanilised omadused pärast pressimist ning vältida kontaktpinda, mis on ühekordse pressimisvormimise protsessis erinevate pressimiskõrguste tõttu liiga väike, pärast optimeeritud konstruktsiooni, auto kõrgepinge juhtmestiku ühendusklemmid kasutavad segmenteeritud klemme. , ja selle struktuur on näidatud joonisel. Segmenteeritud klemm ja kaabel on pressitud segmenteeritud pressimismeetodil. See pressimismeetod võib vähendada esialgset pressimispikkust ja säästa disainiruumi, surudes kaks sektsiooni järjest. Tõmbejõu ja juhtivuse nõuded.

Lõplike elementide meetodit kasutatakse traditsioonilise suletud silindriga klemmpressimise sektsiooni ja optimaalselt projekteeritud segmenteeritud terminali pressimissektsiooni nihke simuleerimiseks ja analüüsimiseks, kui pressimissektsioonile rakendatakse sama jõudu. Simulatsioonianalüüsi tulemused on näidatud joonisel 5. On näha, et pärast sama välisjõu mõjul kokkupressimist on traditsioonilise suletud silindriga klemmi pressimisosa kaarjas ja nihe on suurim 1/2 proksimaalsest. otsapind, mis on kaabli ja kontaktklemmi vaheline pressimispind; Tüübiklemmi pressimisosa on trumli kujuline ja seal on kaks suurima nihkega kohta. Kahe pressimissektsiooni keskmise astme deformatsioon on suhteliselt väike. Simulatsiooni pressimisprotsessi ajal on kaabli ja klemmi kontaktpind suurem ja keskmine kõrgus kõrgem. Kahe madala pressimissektsiooni kuju moodustab ogakujulise kuju, mis tugevdab ühendust kaabli ja kontaktklemmi vahel.

2.2 Purustuskõrgus ja pressimispikkus

Auto kõrgepinge juhtmestiku elektriliste ja mehaaniliste omaduste tagamiseks pärast pressimist, lisaks mõistliku klemmistruktuuri ja pressimismeetodi kasutuselevõtule, peaks tegelikus pressimisprotsessis olema ka kontaktklemmide pressimiskõrgus ja pressimispikkus. olema tagatud.

Kui pressimiskõrgus on liiga kõrge, võib pressimispiirkonnas kergesti tekitada liigset tühimikku, mille tulemuseks on ebapiisav kontaktpind kaabli ja ühendusklemmi metalljuhi vahel, mis ei suuda vastata autotööstuses kasutatavate kõrgseadmete jaoks nõutavale pressimistugevusele. pinge juhtmestik (st klemm ja klemm on omavahel ühendatud). Kaabli kinnipidamisjõud), tõmbejõud ja elektrijuhtivus ning isegi pressimise terminali ebanormaalne tööseisund; kui pressimiskõrgus on liiga madal, on lihtne murda kaabli südamikku või purustada metalljuhti pressimispiirkonnas, mis ei ole kooskõlas auto juhtmestikuga. pressimisnõuded. Seetõttu tuleb kaabli ja ühendusklemmi pressimiskõrgust rangelt kontrollida. Pistikuklemmid surutakse sageli kokku punktrõhu, piirava rõhu ja muude meetodite abil. Üldjuhul on punktpressimise pressimissügavus d/2 (d on klemmi välisläbimõõt). Kuigi praegu saab kõiki kaabli ja terminali vahelisi vahesid kokku suruda, on survekaev liiga sügav, mis põhjustab kergesti kaabli südamiku liigset deformatsiooni. , surutakse terava nurga alla, mille tulemuseks on elektrivälja tipuefekt ning rasketel juhtudel puruneb isegi kaabli südamik, mille tulemuseks on auto kõrgepinge juhtmestiku halb elektriline järjepidevus ja juhtivus. Üldiselt on piirava rõhu pressimissügavus d/3. Sel ajal, kuigi survedeformatsioon on suhteliselt ühtlane, deformeerub välimine kiht esmalt, kui kaabli vasktraadi südamik on kokku surutud, samal ajal kui sisemine kiht on põhimõtteliselt pingevaba ning sageli esineb välise tiheduse ja sisemise lõtvuse nähtus. , omab teatud mõju selle elektrijuhtivusele.

Punktsurvemeetodi ja piirava survemeetodi puudusi silmas pidades on pärast optimeeritud konstruktsiooni soovitatav kasutada piirava surve ja punktsurve pressimismeetodi kombinatsiooni, et reguleerida pressimissügavust väärtusele 0.4d , et terminalid ja kaableid tõhusalt kokku suruda. Kui pressimispikkus on liiga pikk, on pressimisjõud liiga suur ja samal ajal läheb materjal raisku, nii et pressimisala struktuurne kasutusmäär on madal; Kõrgepinge juhtmestiku jaoks vajalik survetugevus (st klemmi kaabli külge kinnihoidmise jõud) põhjustab ka liiga madala elektrijuhtivuse. Seetõttu tuleb kaabli ja ühendusklemmi kokkupressimise pikkust rangelt kontrollida. Tavaliselt on pressimispikkuse La arvutusvalem järgmine:

Kus: FT on vastava klemmi tõmbejõud, see tähendab erineva suurusega kaablite tõmbejõud (standardnõuded on toodud tabelis 1); Fz on hõõrdejõud klemmi ja kaabli vahelisel kontaktpinnal; R on kaabli raadius pärast pressimist.

Tabel 1 Standardnõuded erineva suurusega kaablite väljatõmbejõule

2.3 Pressi jõudluse test

Selleks, et paremini mõista pressimistehnoloogia klemmi struktuuri, pressimismeetodi, pressimiskõrguse ja pressimispikkuse mõju auto kõrgepinge juhtmestiku elektrilistele ja mehaanilistele omadustele pärast pressimist, kasutatakse auto juhtmestiku nimivooluga. 200 A (valitud Kaabli ristlõikepindala on 25 mm2 ja maksimaalne läbilaskevool 300 A) ning viiakse läbi vastava auto kõrgepinge juhtmestiku pressimisvõime eksperimentaalne uuring. Tabelis 2 on näidatud pressimisprotsess, mida kasutati iga auto kõrgepinge juhtmestiku proovi jaoks auto kõrgepinge juhtmestiku pressimiskatses. Näidis 1 kasutab traditsioonilist pressimisprotsessi ja proov 2 optimeerib terminali struktuuri ja pressimisprotsessi. Ühendusmeetod, pressimispikkus ja traditsiooniline pressimiskõrgus, näidis 3 kasutab optimaalselt kavandatud klemmistruktuuri, pressimismeetodit, pressimiskõrgust ja pressimise pikkust. Autotööstuse kõrgepingejuhtmestiku pressimisvõime katsetulemused on näidatud joonisel 6. On näha, et näidise 3 elektrilised ja mehaanilised omadused on parimad. See näitab, et pressimisprotsessi optimeeritud disain võib tagada kõrge kvaliteedi ja suure jõudluse pärast auto kõrgepinge juhtmestiku kokkupressimist.

Tabel 2 Iga auto kõrgepinge juhtmestiku proovi jaoks kasutatud pressimistehnoloogia

3.Järeldus

Lähtudes auto kõrgepinge juhtmestiku jõudlusnõuetest ja kasutusomadustest, analüüsitakse käesolevas artiklis peamisi tegureid (klemmide struktuur, pressimismeetod, pressimiskõrgus ja pressimispikkus), mis mõjutavad kaablite ja pistikuklemmide pressimiskvaliteeti pressimisprotsessis. ja pakutud optimeerimise kavandamise soovitused. Asjakohase auto kõrgepinge juhtmestiku pressimiskatsega kontrollitakse, et segmenteeritud pressimisel on paremad mehaanilised omadused kui kogu sektsiooni pressimisel ning pressimismeetodit, mis ühendab piiramisrõhu ja punktsurve, kasutatakse pressimise kõrguse ja pressimise mõistlikuks reguleerimiseks. pikkus, et tagada auto kõrgepinge juhtmestiku parem mehaaniline ja elektriline jõudlus.