柴油车尾气后处理集成线束设计_房涛.pdf

内燃机与配件 柴油车尾气后处理集成线束设计房涛，曹君，胡义伍，汪俊，刘屹，王许华，宋志良（安徽艾可蓝环保股份有限公司，安徽 池州 ）摘要：近几年，随着我国经济的飞快发展，我国民众对柴油车的需求量不断提高，柴油车尾气给环境带来污染的较为严重，国家针对尾气排放出台了国六的法规。为了落实国六的法规实施，我们提高后处理产品的高度模块化，减少整车的装配工序，我们针对国六后处理进行了研究，在后处理上面进行线束设计将所有传感器进行物理集成。关键词：柴油车；后处理；集成线束设计中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，）：，：；作者简介：房涛（）汉族，安徽池州人，工程师，主要研究方向：排气系统后处理结构。引言我们现在生存的地球大气环境的持续恶化，保护生态环境尤为重要，因此国家政府制定了更为严格的柴油机尾气排放限值要求。年月 日，生态环境部发布 重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段），自 年月日起实施。国六较为国五的技术路线更为复杂，国六采用 的路线，后处理催化器上就需要布置了各种各样的传感器，同时根据市场、客户不同的需求，兼顾设计的初衷，我们需要将后处理催化器上面的传感器进行线束规整、一体集成，给客户一种新的体验。集成线束作用现代随着科技的进步，线束的运用更加广泛。线束作为电信号传输的载体，用在不同的位置其功能也不尽相同。年 重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）法规的出台，我们确定了国六后处理催化器的方案。国六后处理催化器上与国五相比，增加了很多传感器。原因在于国五只有个 上游排温传感器和个 下游 传感器，如果进行集成线束布置就会增加不必要的成本。但国六后处理催化器上有 前排温传感器、上游 传感器、前排温传感器、前排温传感器、下游 传感器以及 压差传感器；甚至有些客户要求还要加 下游排温传感器以及 传感器。这就需要后处理催化器封装设计工程师在催化器上布置集成线束，用集成线束将催化器上面的传感器进行串联，最终连接到一个接插件上去，同时还需要考虑线束集成后的整体走向以及规律整齐，也提高了对设计工程师相应的技术要求。这与一般的线束设计有所不同，因为这和它的应用功况以及性能有关，我们需要考虑更多的问题，保证我们设计的集成线束应用正常，避免出现各种问题。而整车电器这边只需要将整车的线束上分出一根线出来，与后处理的集成线束进行接插就行，然后将我们后处理催化器上的各个传感器信号传输给 ，从而使其进行正常工作。这样的集成设计将会给客户带来很大方便，同时也减少了整车线束的多条分线，提高了生产操作人员线束装配的效率和正确率，减少了安装工序。集成线束的设计要求 材料要求电线耐低温试验：将样品放进 的低温箱中小时，当样品仍处于低温时，以每圈 秒的匀速将样品卷绕在试棒上至少 。目检时不应发现样品上有裂纹或开裂。然后使试样回暖至室温，并进行耐电压击穿，绝缘不应击穿。热过载试验：将试样放置在 的高温箱中小时，避免绝缘和支撑物接触。试样之间、试样与高温箱内壁之间，至少相隔 。不同材料的电缆绝缘不能同时做试验。从高温箱取出后应在室温（）下放置至少 小时后，执行卷曲。胶带低温试验：将 长的 胶带缠绕密缠在直径为 的导线上，放置在 的低温箱中小时，试验结束后，将试样带有 胶带的部分绕直径为 的芯棒向下弯曲 ，然后拉直，共弯曲次，每次弯曲方向DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.01.004 年第期与上一次相反，最后一次不需要拉直。试验 应在 秒内完成，然后检查 胶带是否破裂松开。接插件低温试验：在低温箱 中放置，取出后进行弯折，要求插接器不允许产生影响使用的裂纹、龟裂和脆断现象。高温试验：在高温箱 中放置，取出后进行弯折，要求不允许产生影响使用的裂纹、龟裂、脆断和熔化现象。防水试验：把试样浸入到的 溶液中，在每个插接件和电极之间测量。溶液不应进入插接器。性能要求耐振动性能：电线束在经受、三个方向的扫频振动试验。根据产品的安装部位，其扫频振动试验的严酷度等级应符合 中表的规定，每个方向 。振动性能试验后，应符合 标准：产品包扎紧密、均匀、不松散，采用保护套管的地方未产生位移及影响产品弯曲现象。线束与端子连接处的绝缘套管紧密套在连接部位上无位移，脱开现象。线束中电线与零部件装配正确，无错位现象，在护套中，端子无 脱 出。线 束 中 线 路 导 通 率 ，无 短 路，错 路现象。耐盐雾性能：电线束受持续时间为 的耐盐雾性能试验后，应符 标准：线束中线路导通率 ，无短路，错路现象。耐温度、湿度循环变化性能：进行温度湿度循环试验时，进行 个周期试验，每周期为 ，）项的分级试验温度为表的分级试验温度。）保持室温（），相对湿度 ；）相对湿度 时，把在 内升高到（）；）保持结果 ；）在 内把降到（）；）保持结果；）在 内，把从（）升到分级试验温度；）保持；）允许在 内恢复到室温（）。试验结束后应符 标准：电线及零部件的安装、分支点位置及分支方向，应符合图样及技术文件的要求；电线及零部件不应有损伤、变形等缺陷；端子在护套中不应脱出；带密封塞绝缘压接的端子与胡桃安装后，密封塞不应从护套中推出；采用开口保护管的部位，电线不应从开口保护管的缝隙中伸出；端子与电线的连接处热缩管，热缩管应紧密套在连接部位上，无位移、脱开现象；对所有电路进行通电检测无短路、断路、错路现象。集成线束布置及走向要求为提高后处理的整体美观性，后处理的集成线束应尽可能在水平方向或者竖直方向进行布置，同时还要避免分支过多，引起线束杂乱、不整齐；后处理的集成线束及传感器线束原则上距离催化器筒体表面应 ，主要是考虑到低于此高度时，后处理工作时的表面温度对集成线束产生热害，导致其失效的风险。而紧贴筒体的线束固定点距离在 之前应设计有相关的固定支架 等，环 箍 两 侧 以 内 必 须 有 固 定 点，环箍开口应在线束另外一侧，螺栓向下，便于紧固，不与筒体紧贴的线束环箍固定点应 ；在后处理保温罩焊缝处、抱箍连接处不带隔热防护的、部分后处理的 及消音腔部分不带包裹层防护附近的线束，在设计上要求增加铝箔防护，同时要求固定牢固，并采用不锈钢环箍卡箍；集成线束主线束及分支线束均需要使用管径适配的不锈钢单管夹（内带橡胶护套）进行紧固，严禁出现松旷或者挤坏线束的不良问题，所以要求线束在三通分支处必须增加相关的固定结构；不锈钢线束管夹的固定必须采用防松措施，不允许在使用过程中出现松动、脱落，以致线束烧坏、脱落等失效问题，采用法兰面螺栓或自锁螺母；在催化器带的管路、支架、管接头颜色要求与筒体保持一致，不允许出现多种颜色，比如镀彩锌、不锈钢混搭，但可采用达克罗与不锈钢混合使用；对于排气温度传感器、氮氧传感器线束长度较长问题，使用打对折弯曲的方法进行固定，并做外层防护，不得出现裸露及成团捆扎现象。试验验证与优化 发动机台架测试为了满足集成线束在后处理催化器上的运用，我们工程师将在发动机台架上进行测试热辐射对到支架上面的温度，然后根据数据进行分析对线束带来的影响。碳载量为 （满碳）发动机模式设置在再生模式运行 ，后处理催化器关闭喷射和环境仓空调采集各支点温度。热电偶最高温度（）位置备注 支架 前 支架 前支架 后支架 混合器前支架 混合器后支架 支架 后 支架再生时间约 ，温度稳定在 从发动机台架测试的大量数据来看，我们设计工程师对线束进行了优化，一、提高线束支架，加大线束与后处理筒体之间的距离；二、在线束的波纹管外侧裹一层铝箔胶带或者铝箔管进行隔热，提高线束的安全性能。高温高原整车试验测试为了进一步验证后处理可催化器 再生时热辐射对集成线束带来的影响，我们工程师在新疆吐鲁番地区，内燃机与配件 环境温度在 进行了整车高温的试验测试。行车再生时的测试各个部分的温度值：热电偶最高温度（）位置备注 支架 前 支架 前支架 后支架 混合器前支架 混合器后支架 支架 后 支架再生时间约 ，温度稳定在 驻车再生时的测试各个部分的温度值：热电偶最高温度（）位置备注 支架 前 支架 前支架 后支架 混合器前支架 混合器后支架 支架 后 支架再生时间约 ，温度稳定在 根据整车的行车再生测试数据和驻车再生测试数据来看，支架上的温度结果来看，都要低于压发动机实验室测试的数据，根据发动机测试数据对线束进行优化的结果，同样适用于整车上的应用。结论综上所述，对后处理集成线束设计工作进行的改进，能够在一定程度上提高后处理集成线束的设计工作，同时保障后处理线束的稳定运行，提高集成线束的使用寿命。在实际工作中，让设计工程师对后处理集成线束有一定的认知，设计工程师知道后处理集成线束的组成和设计集成线束的要点及一些相关的注意事项，以及后续进行的验证计划，进 而 保 证 我 们 集 成 线 束 设 计 工 作 的 科 学 性 及 合理性。参考文献：汽 车 线 束 端 子 压 接 电 压 降 的 测 试 探 讨 郭 文 洋，中国汽车工程学会年会 浅谈提高汽车线束设计的可靠性 刘云峰，第十一届河南省汽车工程科技学术研讨会 基于约束集合的汽车线束预装配过程控制研究 刘晓平何士双程光春吴黄，中国仪器仪表与测控技术大会 汽车线束设计阶段降成本的研究与应用，黄江涛 刘广浩 李凯 王国冰 王登科 焦东坡 汽车线束领域的工艺规划与车间调度集成研究，张龙 重型汽油车国六排放法规讨论稿解读及试验研究，王谋举 陈国栋 任亚为 王昊 杨才钰 苏海龙 年 内燃机与配件 杂志征稿启事 内燃机与配件 杂志（网址：）创刊于 年，是国内外公开发行的国家级刊物，中国内燃机工业 协 会 会 刊，国 外 刊 号 ，国 内 刊 号 。经过 多年的发展，杂志已经发展成为 中国学术期刊（光盘版）全文收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、万方数据数字化期刊群入网期刊、新闻出版总署第一批学术目录期刊。投稿要求）本刊录稿贯彻“文责自负与编辑加工相结合”的原则，作者要严格遵守国家有关保密规定，不得泄露国家机密。）切勿一稿多投。文稿自收到之日起，个工作日内未收到本刊“稿件录用通知单”的，作者可另投他刊。时间以编辑部收到文稿日期为准，可向编辑部查询。）编辑部对来稿有权作技术性和文字性修改，实质性修改需征得作者同意：不同意修改的可在来稿中注明。作者有义务按照出版规范要求对稿件进行必要的修改。注意事项）来稿必须具有科学性、创新性、规范性和可读性，要求主题明确、论据充分、论证严密、推理符合逻辑、数据处理合理、计算正确、结合客观、要求思路清晰、结构严谨、编排规范、文字通顺、自成体系。）文 稿 篇 幅 一 般 不 低 于 字，题 目（个 字 以内），作者信息，摘要，关键词须加英文。请在文稿地脚处注明属何基金项目资助。）正文（含图表）中必须使用符合国家标准的法定计量单位和符号。文稿中外文字符的大小写、正斜体、黑白体、上下角标、矢量、矩阵及易混淆的字母应打印清楚。）文中图、表应有自明性，且随文出现。）插图要求分辨率 以上，要求图形符合制图规范，图中文字、符号、纵横坐标中的标值、标值线标注明确。）文章后需标明作者姓名、单位及邮编、第一作者简介（包括姓名、出生年、性别、职称、学位、目前主要研究方向、及联系电话）。）参考文献应是文中直接引用的公开出版物，未发表的文献不得作参考文献。文献序号应与其在文中出现的先后次序一致。文献著录的内容应符合国家标准。）来信请以：作者姓名文章题目，为标题发送联系方式：投稿邮箱：联系电话：网址：