กระบวนการจีบสายรัดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์

1. วิธีการเชื่อมต่อชุดสายไฟแรงสูงรถยนต์

โดยทั่วไป มีสามวิธีหลักในการเชื่อมต่อสายเคเบิลมัดสายไฟรถยนต์และขั้วต่อขั้วต่อ: การเชื่อม การจีบ และการเชื่อมต่อทางกล ดังแสดงในรูปที่ 1 วิธีการเชื่อมส่วนใหญ่ใช้การบัดกรีด้วยดีบุก ซึ่งเหมาะสำหรับการต่อและประกอบสายไฟรถยนต์ สายรัดที่มีชุดเล็กและพื้นที่หน้าตัดของสายเคเบิลขนาดเล็ก มีอายุการใช้งานยาวนานและเหมาะสำหรับการแปรรูปจำนวนมาก แต่ต้องใช้ดายย้ำเพื่อให้เกิดการเชื่อมต่อและการประกอบ วิธีการเชื่อมต่อทางกลส่วนใหญ่ใช้รัดเพื่อรวมและแก้ไขขั้วต่อขั้วต่อและสายเคเบิลให้แน่น และการประกอบค่อนข้างซับซ้อนและไม่เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก

ในปัจจุบัน สายไฟมัดรวมของรถยนต์ต่างประเทศและขั้วต่อขั้วต่อมักเชื่อมต่อกันโดยการจีบ และเทคโนโลยีการเชื่อมต่อมีความเสถียรและเชื่อถือได้มาก อย่างไรก็ตาม การผลิตสายรัดสายไฟรถยนต์ในประเทศของฉันยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีกระบวนการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ของสายรัดสายไฟรถยนต์ยังไม่ได้รับความเชี่ยวชาญอย่างเต็มที่ จากประสบการณ์อันยาวนานในการเชื่อมต่อและประกอบสายรัดสายไฟรถยนต์ ในบรรดาวิธีการเชื่อมต่อสามวิธีของการเชื่อม การจีบ และการเชื่อมต่อทางกล วิธีการจีบเป็นวิธีที่ใช้ได้มากที่สุด และการเชื่อมต่อนั้นรวดเร็ว เชื่อถือได้ มั่นคง และมี ชีวิตที่ยืนยาว เหมาะสำหรับการแปรรูปเป็นจำนวนมาก การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการจีบเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ของสายเคเบิลมัดสายไฟแรงสูงในรถยนต์และขั้วต่อขั้วต่อ

2 กระบวนการจีบของชุดสายไฟแรงสูงของรถยนต์

รูปภาพ

กระแสไฟที่กำหนดที่ส่งโดยชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์มีขนาดใหญ่ถึงหลายร้อยแอมแปร์ ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลที่เลือกจึงค่อนข้างใหญ่เช่นกัน ซึ่งทำให้ความต้องการคุณภาพการจีบของสายเคเบิลและขั้วต่อขั้วต่อสูงขึ้น เพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลและขั้วต่อขั้วต่อมีคุณภาพสูงหลังจากขันและขันให้แน่นแล้ว และเพื่อให้มั่นใจว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้า (เช่น กระแสไฟฟ้าที่กำหนด) และคุณสมบัติทางกล (เช่น แรงดึงออก) ของรถยนต์ไฟฟ้าแรงสูงในรถยนต์ ชุดสายไฟหลังจากจีบตรงตามข้อกำหนด ต่อไปนี้คือกระบวนการจีบ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพการจีบของขั้วต่อสายเคเบิลและขั้วต่อ (รวมถึงโครงสร้างขั้วต่อ วิธีการย้ำ ความสูงในการย้ำ และความยาวการย้ำ) จะถูกวิเคราะห์

2.1 โครงสร้างขั้วต่อและวิธีการจีบ

ในปัจจุบัน โครงสร้างขั้วต่อขั้วต่อที่ใช้กันทั่วไปของชุดสายไฟแรงสูงของรถยนต์แสดงไว้ในรูปที่ 2 โครงสร้างขั้วต่อสามารถแบ่งออกเป็นส่วนสัมผัส ส่วนตรงกลาง และส่วนจีบ ส่วนติดต่อใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อของคอนเนคเตอร์ การส่งกำลังไฟฟ้าและสัญญาณ ส่วนตรงกลางคือพื้นที่รับระหว่างส่วนสัมผัสและส่วนจีบ เพื่อให้มั่นใจว่าส่วนสัมผัสและตัวมันเองจะไม่เสียรูประหว่างกระบวนการย้ำ และในขณะเดียวกันก็มีบทบาทในการกำหนดตำแหน่ง เมื่อการเสียรูปเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการจีบ จะส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของชุดสายไฟรถยนต์ ส่วนการจีบใช้สำหรับเชื่อมต่อพื้นผิวสัมผัสของขั้วต่อขั้วต่อและสายเคเบิลภายใต้แรงภายนอก และคุณภาพส่งผลโดยตรงต่อการนำไฟฟ้า แรงดึงออก ฯลฯ ของชุดสายไฟรถยนต์ รูปร่างหน้าตา.

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). ตามทฤษฎีแรงของคานรองรับอย่างง่าย โมเมนต์ดัดที่ส่วนจีบ L/2 นั้นใหญ่ที่สุด ส่งผลให้ความสูงของการจีบต่างกัน (นั่นคือ ความสูงหน้าตัดของส่วนที่ดัดงอของขั้วต่อขั้วต่อและขั้วต่อหลัง สายเคเบิลถูกจีบ) ซึ่งทำให้ความสูงในการจีบแตกต่างกัน พื้นที่สัมผัสจริงหลังจากการเชื่อมต่อเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ซึ่งเทียบเท่ากับการติดต่อทางสายเท่านั้น สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์ที่มีพื้นที่หน้าตัดของสายเคเบิลขนาดใหญ่ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแรงดึงสูงและความยาวในการย้ำที่ยาว (กล่าวคือ ความยาวหน้าสัมผัสระหว่างขั้วต่อขั้วต่อและสายเคเบิลหลังการจีบ)

เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของชุดสายไฟแรงสูงของยานยนต์หลังจากการจีบ และเพื่อหลีกเลี่ยงพื้นที่สัมผัสที่เล็กเกินไปเนื่องจากความสูงในการจีบที่แตกต่างกันในกระบวนการขึ้นรูปแบบจีบครั้งเดียว หลังจากการออกแบบที่ดีที่สุด ขั้วต่อชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์ใช้ขั้วต่อแบบแบ่งส่วน และโครงสร้างแสดงในรูปที่ ขั้วต่อแบบแบ่งส่วนและสายเคเบิลถูกจีบโดยวิธีจีบแบบแบ่งส่วน วิธีการย้ำนี้สามารถลดความยาวการย้ำเดิมและประหยัดพื้นที่ในการออกแบบได้โดยการย้ำทั้งสองส่วนอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดแรงดึงและการนำไฟฟ้า

วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ใช้เพื่อจำลองและวิเคราะห์การกระจัดของส่วนการย้ำขั้วต่อปลายกระบอกแบบปิดและส่วนการย้ำขั้วต่อแบบแบ่งส่วนที่ได้รับการออกแบบมาอย่างเหมาะสมที่สุด เมื่อใช้แรงแบบเดียวกันกับส่วนการจีบ ผลการวิเคราะห์การจำลองแสดงไว้ในรูปที่ 5 จะเห็นได้ว่าหลังจากจีบด้วยแรงภายนอกเดียวกัน ส่วนการย้ำของขั้วปลายกระบอกแบบปิดแบบดั้งเดิมจะมีลักษณะโค้งงอ และการกระจัดจะใหญ่ที่สุดที่ 1/2 ของส่วนใกล้เคียง พื้นผิวปลายซึ่งเป็นพื้นผิวสัมผัสแบบจีบระหว่างสายเคเบิลและขั้วสัมผัส ส่วนการย้ำย้ำของขั้วต่อเป็นแบบดรัม และมีสองตำแหน่งที่มีการกระจัดที่ใหญ่ที่สุด การเสียรูปที่ขั้นกลางของส่วนย้ำทั้งสองนั้นค่อนข้างเล็ก ในระหว่างกระบวนการจำลองการย้ำ สายเคเบิลและขั้วต่อจะมีหน้าสัมผัสที่ใหญ่ขึ้น และความสูงระดับกลางจะสูงขึ้น รูปร่างของส่วนที่ย้ำต่ำทั้งสองส่วนจะสร้างรูปทรงเป็นหนาม ซึ่งเสริมความแข็งแกร่งในการเชื่อมต่อระหว่างสายเคเบิลและขั้วต่อหน้าสัมผัส

2.2 ความสูงของการจีบและความยาวของการจีบ

เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของชุดสายไฟแรงสูงของรถยนต์หลังจากการจีบ นอกจากการใช้โครงสร้างขั้วต่อที่เหมาะสมและวิธีการจีบแล้ว ในกระบวนการจีบจริง ความสูงของการจีบและความยาวการจีบของขั้วต่อหน้าสัมผัสก็ควรเช่นกัน มั่นใจได้

หากความสูงของการจีบสูงเกินไป จะเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดช่องว่างมากเกินไปในบริเวณการจีบ ส่งผลให้พื้นที่สัมผัสไม่เพียงพอระหว่างสายเคเบิลและตัวนำโลหะของขั้วต่อขั้วต่อ ซึ่งไม่สามารถรับแรงย้ำที่ต้องการโดยยานยนต์ที่มีความแข็งแรงสูง ชุดสายไฟแรงดันไฟฟ้า (นั่นคือ ขั้วต่อและขั้วต่อเชื่อมต่อกัน) แรงยึดสายเคเบิล) แรงดึงออกและการนำไฟฟ้า และแม้กระทั่งนำไปสู่สถานะการทำงานที่ผิดปกติของขั้วต่อจีบ หากความสูงของการจีบต่ำเกินไป จะทำให้แกนสายเคเบิลหักหรือทำลายตัวนำโลหะในบริเวณจีบได้ง่าย ซึ่งไม่สอดคล้องกับชุดสายไฟรถยนต์ ข้อกำหนดการจีบ ดังนั้นต้องควบคุมความสูงของการจีบของสายเคเบิลและขั้วต่อขั้วต่ออย่างเคร่งครัด ขั้วต่อขั้วต่อมักถูกกดทับด้วยแรงกดจุด แรงดันจำกัด และวิธีการอื่นๆ โดยทั่วไป ความลึกในการย้ำของการย้ำจุดคือ d/2 (d คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของขั้วต่อ) ในเวลานี้ แม้ว่าช่องว่างทั้งหมดระหว่างสายเคเบิลและขั้วต่อสามารถบีบอัดได้ แต่รูแรงดันลึกเกินไป ซึ่งจะทำให้แกนสายเคเบิลเสียรูปได้ง่ายเกินไป , ถูกกดลงในมุมที่แหลมคม ส่งผลให้เกิดผลกระทบที่ปลายของสนามไฟฟ้า และแม้แต่แกนของสายเคเบิลก็แตกในกรณีที่รุนแรง ส่งผลให้ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าไม่ดีและการนำไฟฟ้าของชุดสายไฟแรงสูงในรถยนต์ โดยทั่วไป ความลึกของการจีบของแรงดันที่จำกัดคือ d/3 ในเวลานี้แม้ว่าการเสียรูปการบีบอัดจะค่อนข้างสม่ำเสมอ แต่ชั้นนอกจะเสียรูปครั้งแรกเมื่อแกนลวดทองแดงของสายเคเบิลถูกบีบอัด ในขณะที่ชั้นในโดยทั่วไปจะไม่รับแรงกด และมักเกิดปรากฏการณ์ความหนาแน่นภายนอกและความหลวมภายใน มีอิทธิพลบางอย่างต่อค่าการนำไฟฟ้า

ในมุมมองของข้อบกพร่องของวิธีการกดจุดและวิธีการกดดันแบบจำกัด ขอแนะนำให้ใช้การรวมแรงดันที่จำกัดและวิธีการย้ำด้วยแรงดันจุดหลังจากการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อควบคุมความลึกในการย้ำถึง 0.4d เพื่อบีบอัดขั้วและสายเคเบิลอย่างมีประสิทธิภาพ ถ้าความยาวของการจีบยาวเกินไป แรงจีบจะมากเกินไป และในเวลาเดียวกัน วัสดุจะสูญเปล่า เพื่อให้อัตราการใช้โครงสร้างของพื้นที่การจีบจะต่ำ แรงกด (กล่าวคือ แรงยึดของขั้วต่อกับสายเคเบิล) ที่จำเป็นสำหรับชุดมัดสายไฟแรงสูงยังส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าต่ำเกินไป ดังนั้นต้องควบคุมความยาวของสายจีบและขั้วต่อขั้วต่ออย่างเคร่งครัด โดยปกติสูตรการคำนวณความยาวของการจีบ La คือ:

โดยที่: FT คือแรงดึงออกของขั้วต่อที่เกี่ยวข้อง นั่นคือ แรงดึงของสายเคเบิลที่มีขนาดต่างกัน (ข้อกำหนดมาตรฐานแสดงในตารางที่ 1) Fz คือแรงเสียดทานบนพื้นผิวสัมผัสระหว่างขั้วกับสายเคเบิล R คือรัศมีของสายเคเบิลหลังจากการจีบ

ตารางที่ 1 ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับแรงดึงของสายเคเบิลที่มีขนาดต่างกัน

2.3 การทดสอบประสิทธิภาพการจีบ

เพื่อให้เข้าใจถึงอิทธิพลของโครงสร้างขั้วต่อ วิธีการจีบ ความสูงของการจีบ และความยาวการจีบในเทคโนโลยีการจีบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของชุดสายไฟแรงสูงในรถยนต์หลังจากการจีบ ชุดสายไฟรถยนต์ที่มีกระแสไฟที่กำหนด ของ 200 A (เลือก พื้นที่หน้าตัดของสายเคเบิลคือ 25mm2 และกระแสไฟผ่านสูงสุดคือ 300A) เป็นตัวอย่าง และดำเนินการวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับประสิทธิภาพการจีบของชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์ที่เกี่ยวข้อง ตารางที่ 2 แสดงกระบวนการจีบที่ใช้สำหรับตัวอย่างชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์แต่ละตัวอย่างในการทดสอบประสิทธิภาพการจีบของชุดสายไฟแรงสูงในรถยนต์ ตัวอย่างที่ 1 ใช้กระบวนการย้ำแบบเดิม และตัวอย่างที่ 2 ใช้โครงสร้างขั้วต่อที่ปรับให้เหมาะสมและกระบวนการจีบ วิธีการเชื่อมต่อ ความยาวการย้ำ และความสูงในการย้ำแบบดั้งเดิม ตัวอย่างที่ 3 ใช้โครงสร้างขั้วต่อที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม วิธีการย้ำ ความสูงในการย้ำ และความยาวการย้ำ ผลการทดสอบประสิทธิภาพการจีบของชุดสายไฟแรงสูงของยานยนต์แสดงไว้ในรูปที่ 6 จะเห็นได้ว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของตัวอย่างที่ 3 ดีที่สุด นี่แสดงให้เห็นว่าการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของกระบวนการจีบสามารถรับประกันคุณภาพและประสิทธิภาพสูงหลังจากการจีบชุดมัดสายไฟแรงสูงในรถยนต์

ตารางที่ 2 เทคโนโลยีการจีบที่ใช้สำหรับตัวอย่างสายรัดสายไฟแรงสูงในรถยนต์แต่ละตัวอย่าง

3.บทสรุป

เริ่มต้นจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและลักษณะการใช้งานของชุดสายไฟแรงสูงสำหรับยานยนต์ บทความนี้จะวิเคราะห์ปัจจัยหลัก (โครงสร้างขั้วต่อ วิธีการย้ำ ความสูงในการย้ำ และความยาวในการย้ำ) ที่ส่งผลต่อคุณภาพการย้ำสายไฟและขั้วต่อของขั้วต่อในกระบวนการจีบ และเสนอแนะการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพ ผ่านการทดสอบประสิทธิภาพการจีบแบบลากสายไฟฟ้าแรงสูงที่เกี่ยวข้องในรถยนต์ที่เกี่ยวข้อง ตรวจสอบว่าการจีบแบบแบ่งส่วนมีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าการจีบทั้งส่วน และใช้วิธีการจีบที่รวมแรงดันจำกัดและแรงดันจุดเพื่อควบคุมความสูงการจีบและ ความยาวเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพทางกลและทางไฟฟ้าที่ดีขึ้นของชุดสายไฟแรงสูงในรถยนต์