Autojen korkeajännitejohtosarjan puristusprosessi

1. Auton suurjännitejohtosarjan kytkentätapa

Yleensä autojen johtosarjan kaapelit ja liitinpäätteet voidaan kytkeä kolmella päätavalla: hitsaus, puristus ja mekaaninen liitäntä, kuten kuvassa 1. Hitsausmenetelmässä käytetään pääasiassa tinajuottoliitäntää, joka soveltuu autojen johtojen liittämiseen ja kokoamiseen. johtosarjat pienillä erillä ja pienellä kaapelin poikkipinta-alalla; Sillä on pitkä käyttöikä ja se soveltuu massaprosessointiin, mutta vaatii puristusmuottien käyttöä liittämiseen ja kokoonpanoon; mekaanisessa liitäntämenetelmässä käytetään pääosin kiinnikkeitä liittimen liittimen ja kaapelin tiiviiseen yhdistämiseen ja kiinnittämiseen, ja kokoonpano on suhteellisen monimutkaista eikä sovellu massatuotantoon.

Tällä hetkellä ulkomaisten autojen johtosarjan kaapelit ja liitinliittimet yhdistetään yleensä puristamalla, ja liitäntätekniikka on erittäin vakaa ja luotettava. Autojen johtosarjojen tuotanto kotimaassani on kuitenkin vielä kehitysvaiheessa, etenkään autojen johtosarjojen luotettavaa liitäntäprosessitekniikkaa ei ole vielä täysin hallittu. Autojen johdinsarjojen liittämisestä ja kokoonpanosta saadun pitkäaikaisen kokemuksen mukaan kolmesta hitsaus-, puristus- ja mekaanisen liitännän liitäntämenetelmästä puristusmenetelmä on soveltuvin, ja liitäntä on nopea, luotettava, luja ja siinä on pitkä elämä. Se soveltuu massakäsittelyyn. Puristusteknologian tutkimus on tärkein autojen korkeajännitteisten johtosarjakaapeleiden ja liitinnapojen luotettava liittäminen.

2 Autojen suurjännitejohtosarjan puristusprosessi

kuva

Autojen korkeajännitteisen johtosarjan välittämä nimellisvirta on suuri, jopa useita satoja ampeeria, joten valitun kaapelin halkaisija on myös suhteellisen suuri, mikä asettaa korkeampia vaatimuksia kaapelin ja liittimen puristuslaadulle. Varmistaakseen, että kaapelin ja liittimen liittimen laatu on korkea puristamisen ja kiristyksen jälkeen, ja varmistaakseen, että auton korkeajännitteen sähköiset ominaisuudet (kuten nimellisvirta) ja mekaaniset ominaisuudet (kuten vetovoima) johtosarja puristamisen jälkeen täyttää vaatimukset, seuraava on puristusprosessi. Pääasialliset kaapeli- ja liitinliittimien puristuslaatuun vaikuttavat tekijät (mukaan lukien liitinrakenne, puristusmenetelmä, puristuskorkeus ja puristuspituus) analysoidaan.

2.1 Liittimen rakenne ja puristusmenetelmä

Tällä hetkellä yleisesti käytetty autojen suurjännitejohtosarjan liitinrakenne on esitetty kuvassa 2. Liitinrakenne voidaan jakaa kosketinosaan, keskiosaan ja puristusosaan. Kosketinosaa käytetään liittimen liittämisen, sähkötehon ja signaalien siirron varmistamiseen; keskiosa on vastaanottoalue kosketinosan ja puristusosan välillä, mikä varmistaa, että kosketinosa ja itse eivät muutu muotoaan puristusprosessin aikana, ja samalla sillä on rooli sijoittelussa. Kun muodonmuutos tapahtuu puristusprosessin aikana, se vaikuttaa vakavasti auton johtosarjan suorituskykyyn; puristusosaa käytetään liittimen liittimen kosketuspinnan ja kaapelin liittämiseen ulkoisen voiman alaisena, ja sen laatu vaikuttaa suoraan auton johtosarjan sähkönjohtavuuteen, vetovoimaan jne. Ulkonäön muoto.

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). Yksinkertaisesti tuettujen palkkien voimateorian mukaan taivutusmomentti puristusosalla L/2 on suurin, mikä johtaa erilaisiin puristuskorkeuksiin (eli liittimen liittimen puristetun osan poikkileikkauksen korkeuteen ja liittimen jälkeen kaapeli on puristettu), mikä tekee puristuskorkeudesta erilaisen. Todellinen kosketuspinta-ala kytkennän jälkeen on vain hyvin pieni osa, mikä vastaa vain linjakontaktia. Tämä vaikuttaa vakavasti sellaisten autojen suurjännitejohtosarjojen sähköisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin, joilla on suuri kaapelin poikkipinta-ala, korkeat vetolujuusvaatimukset ja pitkä puristuspituus (eli liittimen liittimen ja kaapelin välinen kosketuspituus puristamisen jälkeen).

Autojen suurjännitejohtosarjan sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi puristamisen jälkeen ja liian pienen kontaktipinnan välttämiseksi kertapuristusmuovausprosessin erilaisista puristuskorkeuksista johtuen optimoidun suunnittelun jälkeen, autojen korkeajännitteiset johtosarjan liittimet käyttävät segmentoituja liittimiä. , ja sen rakenne on esitetty kuvassa. Segmentoitu liitin ja kaapeli puristetaan segmentoidulla puristusmenetelmällä. Tämä puristusmenetelmä voi lyhentää alkuperäistä puristuspituutta ja säästää suunnittelutilaa puristamalla kaksi osaa peräkkäin. Vetovoima- ja johtavuusvaatimukset.

Elementtimenetelmällä simuloidaan ja analysoidaan perinteisen umpipiippuisen päätepuristusosan ja optimaalisesti suunnitellun segmentoidun päätepuristusosan siirtymää, kun puristusosaan kohdistetaan sama voima. Simulaatioanalyysin tulokset on esitetty kuvassa 5. Voidaan nähdä, että samalla ulkoisella voimalla puristamisen jälkeen perinteisen suljetun piippuliittimen puristusosa on kaareva ja siirtymä on suurin 1/2:ssa proksimaalista. päätypinta, joka on kaapelin ja kosketinliittimen välinen puristuskosketuspinta; Tyyppiliittimen puristusosa on rummun muotoinen, ja siinä on kaksi paikkaa, joilla on suurin siirtymä. Kahden puristusosan keskivaiheen muodonmuutos on suhteellisen pieni. Simulaatiopuristusprosessin aikana kaapelin ja liittimen kosketuspinta-ala on suurempi ja keskikorkeus korkeampi. Kahden matalan puristusosan muoto muodostaa väkäsen muodon, mikä vahvistaa kaapelin ja kosketinliittimen välistä yhteyttä.

2.2 Puristuskorkeus ja puristuspituus

Auton suurjännitejohtosarjan sähköisten ja mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi puristamisen jälkeen, kohtuullisen liitinrakenteen ja puristusmenetelmän käyttöönoton lisäksi varsinaisessa puristusprosessissa kosketinliittimien puristuskorkeuden ja puristuspituuden tulisi myös olla varsinaisessa puristusprosessissa. olla varmistettu.

Jos puristuskorkeus on liian korkea, puristusalueelle on helppo aiheuttaa liiallista tyhjätilaa, jolloin kaapelin ja liittimen metallijohtimen välinen kosketuspinta-ala ei riitä, mikä ei täytä autojen korkean tason vaatimaa puristuslujuutta. jännitteen johtosarja (eli liitin ja liitin on kytketty toisiinsa). Kaapelin pitovoima), vetovoima ja sähkönjohtavuus, ja jopa johtavat puristusliittimen epänormaaliin toimintatilaan; jos puristuskorkeus on liian alhainen, on helppo rikkoa kaapelin sydän tai katkaista metallijohdin puristusalueella, joka ei ole linjassa auton johtosarjan kanssa. puristusvaatimukset. Siksi kaapelin ja liittimen liittimen puristuskorkeutta on valvottava tarkasti. Liittimen liittimet puristetaan usein pistepaineella, rajoituspaineella ja muilla menetelmillä. Yleensä pistepuristuksen puristussyvyys on d/2 (d on liittimen ulkohalkaisija). Tällä hetkellä, vaikka kaikki kaapelin ja liittimen väliset raot voidaan puristaa, painekuoppa on liian syvä, mikä johtaa helposti kaapelin sydämen liialliseen muodonmuutokseen. , puristuu terävään kulmaan, mikä johtaa sähkökentän kärkivaikutukseen, ja jopa kaapelin sydän rikkoutuu vaikeissa tapauksissa, mikä johtaa huonoon sähkön jatkuvuuteen ja autojen korkeajännitejohtosarjan johtavuuteen. Yleensä rajoituspaineen puristussyvyys on d/3. Tällä hetkellä, vaikka puristusmuodonmuutos on suhteellisen tasainen, ulkokerros deformoituu ensin, kun kaapelin kuparilankaydin puristuu kokoon, kun taas sisäkerros on periaatteessa jännittämätön, ja usein esiintyy ulkoisen tiiviyden ja sisäisen löysyyden ilmiötä. , vaikuttaa tietyllä tavalla sen sähkönjohtavuuteen.

Pistepainemenetelmän ja rajoituspainemenetelmän puutteet huomioon ottaen on suositeltavaa käyttää rajoituspaineen ja pistepainepuristusmenetelmän yhdistelmää optimoidun suunnittelun jälkeen puristussyvyyden säätämiseksi arvoon 0.4d , jotta liittimet ja kaapelit puristetaan tehokkaasti. Jos puristuspituus on liian pitkä, puristusvoima on liian suuri ja samalla materiaali menee hukkaan, jolloin puristusalueen rakenteellinen käyttöaste on alhainen; Suurjännitejohtosarjoille vaadittava puristuslujuus (eli liittimen kiinnitysvoima kaapeliin) johtaa myös liian alhaiseen sähkönjohtavuuteen. Siksi kaapelin ja liittimen liittimen puristuspituutta on valvottava tarkasti. Yleensä puristuspituuden La laskentakaava on:

jossa: FT on vastaavan liittimen vetovoima eli erikokoisten kaapeleiden vetovoima (vakiovaatimukset on esitetty taulukossa 1); Fz on liittimen ja kaapelin välisen kosketuspinnan kitkavoima; R on kaapelin säde puristamisen jälkeen.

Taulukko 1 Vakiovaatimukset erikokoisten kaapeleiden vetovoimalle

2.3 Puristustehotesti

Jotta voitaisiin ymmärtää paremmin puristustekniikan liitinrakenteen, puristusmenetelmän, puristuskorkeuden ja puristuspituuden vaikutusta auton suurjännitejohtosarjan sähköisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin puristamisen jälkeen, autojen johtosarja nimellisvirralla 200 A (valittu Kaapelin poikkipinta-ala on 25mm2 ja suurin läpimenovirta 300A) esimerkkinä, ja kokeellinen tutkimus asiaankuuluvan autojen korkeajännitejohtosarjan puristussuorituskyvystä suoritetaan. Taulukossa 2 on esitetty puristusprosessi, jota käytettiin kullekin autojen korkeajännitteisen johtosarjan näytteelle autojen suurjännitejohtosarjan puristustehotestissä. Näyte 1 käyttää perinteistä puristusprosessia ja näyte 2 käyttää optimoitua pääterakennetta ja puristusprosessia. Kytkentämenetelmä, puristuspituus ja perinteinen puristuskorkeus, näytteessä 3 on optimaalisesti suunniteltu liitinrakenne, puristusmenetelmä, puristuskorkeus ja puristuspituus. Autojen suurjännitejohtosarjan puristussuorituskyvyn testitulokset on esitetty kuvassa 6. Näkee, että näytteen 3 sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet ovat parhaat. Tämä osoittaa, että puristusprosessin optimoitu suunnittelu voi varmistaa korkean laadun ja korkean suorituskyvyn autojen korkeajännitteisten johtosarjojen puristamisen jälkeen.

Taulukko 2 Jokaisessa autojen suurjännitejohtosarjanäytteessä käytetty puristustekniikka

3. Johtopäätös

Tässä artikkelissa analysoidaan autojen korkeajännitteisten johtosarjojen suorituskykyvaatimuksista ja käyttöominaisuuksista lähtien tärkeimpiä tekijöitä (liitinrakenne, puristusmenetelmä, puristuskorkeus ja puristuspituus), jotka vaikuttavat kaapelien ja liitinliittimien puristuslaatuun puristusprosessissa. ja ehdotetut optimointisuunnitteluehdotukset. Asianmukaisella autojen korkeajännitteisen johdinsarjan puristustehotestillä varmistetaan, että segmentoidulla puristamalla on paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin koko osan puristamalla, ja puristusmenetelmää, jossa yhdistyvät rajoituspaine ja pistepaine, käytetään puristuskorkeuden ja -paineen kohtuulliseen hallintaan. pituus varmistaa autojen korkeajännitteisten johtosarjojen paremman mekaanisen ja sähköisen suorituskyvyn.