汽车线束中胶带的应用与分析

2024-01-12 10:55
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摘要:对汽车线束胶带的种类以及各种胶带的材质及特性、工作环境、线束股带的选择、胶带的使用方法作出详细的分析。


引言

胶带在汽车线束中的应用非常广泛,其作用为捆扎导线、保护导线、做绝缘保护层、吸音降噪、标识标记、固定等,随着汽车工业的发展,设计理念的提升,不同功能部位的导线束对股带的使用和胶带性能的要求出现了多样化,各种样式和不同材料特性的胶带在整个汽车行业内出现,为汽车线束的保护和性能的提升提供有力保障。


在线束设计和制造过程中,胶带没有得到太多的重视,对胶带的选用带有盲目性,下面对汽车线束用胶带的分类与主要特性、材质、胶带的选择、胶带的使用方法进行分析说明。




汽车线束常用胶带的分类与主要特性

根据常用胶带的材质和特性大体分为三大类:PVC胶带;布基肢带;海绵股带。


1.PVC 胶带

PVC胶带全称为聚氯乙烯电气绝缘压敏胶粘带,其基材为软质PVC膜,粘胶为天然橡胶、压克力胶、合成橡胶等为主料的胶层,PVC胶带具有良好的耐温、耐寒、耐腐蚀、耐油污、阻燃等特性。


PVC胶带的规格一般为8x10、10x10、12x10、19x20、38x20,胶带的标准厚度一般为0.12mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm等。


PVC胶带由于辅助配料的不同导致工作温度的范围也不相同,常用的PVC胶带有三个环境温度范围:-40~85℃、-40~105℃、-40~135℃(特殊) 。



2.布基胶带

布基胶带简称PET胶带,常用的布基胶带有以下几种类型:纤维布基胶带;涤纶布基胶带;毛涤布基胶带;绒布胶带;毛毡胶带;电气绝缘防水胶带;无胶布基带等。布基胶带不阻燃,常用布基胶带的颜色为黑色,布基胶带的常用规格一般为20x25、40x25等,胶带厚度一般为0.25~0.8mm。


2.1 纤维布基胶带

纤维布基胶带基材为人造纤维,粘胶为橡胶或压克力胶构成,具有高粘贴性能,手可撕裂,柔韧性好,耐疲劳度一般,耐油污性一般,不耐腐蚀,适合工作温度范围是-40~105℃,胶带厚度一般为0.25mm。


2.2 涤纶布基胶带

涤纶布基胶带基材为耐油性的高品质聚醋布基,粘胶为丙烯酸压敏胶。具有高强度不易撕裂、高粘贴性能、耐腐蚀、耐油污、耐高温、耐磨损、耐老化、柔韧性好等特点,工作温度范围是-40~150℃,胶带厚度一般为0.25mm 。


2.3 毛涤布基胶带

毛涤布基胶带其基材为柔软的非织造毛涤布,粘胶为丙烯酸压敏胶,具有耐老化性能、高粘贴性能、耐腐蚀、耐磨损、无噪声、柔韧性好、耐油、耐高温等性能,可撕裂性好,工作温度范围-40~105℃。胶带厚度一般为0.25mm。


2.4 绒布胶带

绒布胶带基材为聚酸胺绒布,粘胶为丙烯酸压敏胶。具有高粘贴、高降噪性、柔韧性很好、耐油、耐老化、耐磨损等性能。


绒布胶带由于基材附加配料的不同其工作的温度范围一般为:-40~105℃、-40~125℃。胶带厚度一般为0.3~0.8mm。


2.5 毛毡胶带

毛毡胶带基材为聚丙烯纤维无纺织物(丙纶毡) 和羊毛毡绒毛编织、涤棉布或化纤无纺布毡等为基材,粘胶为压敏胶。粘贴性能好、耐磨损、抗震降噪性能好、耐候性好,其工作的温度范围一般为-40~125℃ 。


2.6 电气绝缘防水胶带

电气绝缘防水胶带基材为丙烯酸纤维布,粘胶为橡胶,防水性能好、耐磨损、易撕裂,胶带工作的温度范围为-40~130℃,胶带厚度为0.3mm 。


2.7 无胶布基带

无胶布基胶带的材质为绒布,胶带上没有粘胶,具有高降噪性、柔韧性好、耐老化、耐磨损等性能。其工作的温度范围一般为-40~130℃ 。



3.海绵胶带

3.1 常规海绵胶带

汽车线束用常规海绵胶带是选用高密度阻燃海绵为基材,经技术处理后,涂特制压敏胶制造而成,防震降噪、易撕裂。


3.2 聚氨醋海绵胶带

基材为聚醚多元醇和二元、三元有机异氰酸醋,胶粘剂为聚丙烯酸醋压敏胶,厚度一般为2~5 mm,良好的隔音、吸音性能,减震,降噪,且耐水性好、耐低温性好、阻燃性能好、抗菌、抗老化性好、抗冲击性能强、耐老化、延伸性好。


3.3 绒布海绵胶带

绒布海绵胶带基材为绒布和海绵,胶粘齐为压敏胶,减震降噪、隔热性能好,耐磨性比普通海绵胶带好。




线束对胶带的主要特性要求

在汽车线束中使用的胶带,其耐温性、阻燃性、降噪性、电线绝缘的相容性、耐磨性、低雾性、耐油污、耐腐蚀等特性是非常重要的。


1.耐温性

整车线束的耐低温要求为-40℃,主要差异是耐高温的要求不同,在一个车体上不同位置的环境温度不同,导致不同位置的导线束用胶带的耐高温要求不同,在机舱中要求胶带的耐高温105~150℃ ,驾驶室内85~105℃,以下为具体分析。


发动机舱内的线束,发动机舱内的环境温度是最高的,在一些特定的位置,比如在发动机缸体上方,最高储存温度可达到135℃,发动机罩下最高储存温度也能达到95℃,所以距离发动机最近的地方对胶带的耐高温性要求很高。而发动机线束上使用的胶带一般有两种作用:导线束没有保护套管,胶带起主要的保护作用,此时对胶带的耐高温要求必须达到130℃;导线束有保护套管,胶带主要起到固定保护套管的作用, 此时对胶带的耐高温要求必须105℃以上。


室内线束,如仪表板线束、室内地板线束、顶棚线束、四门线束,这些线束在机室内部,线束中使用的胶带耐高温性能达到85℃时就能满足要求。



2.阻燃性

由于胶带材质的不同,胶带的阻燃性能也不同,有的阻燃,有的不阻燃也不助燃,有的助燃,室内线束用胶带最好为阻燃的PVC胶带。



3.耐磨损性能

在线束的使用中由于粗糙表面和锋利边缘可能会划破胶带,导致线束失去绝缘保护、捆扎固定、密封等性能,甚至会导致一些安全事故的出现,在这些特殊的位置使用的胶带必须有高的耐磨损性能。



4.降噪性

在仪表板线束和四门线束中,线束安装时贴着板金或一些硬质材料,同时线束上的部分干线或支线甚至是接插件不能被完全固定,在实际的行车中会产生线束和硬质材料发生碰撞,碰撞产生的噪音会让驾驶员或乘客很不舒服,此时局部使用的胶带要有好的降噪性能。



5.绝缘层的相容性

常用胶带的胶系一般为压克力胶、橡胶、合成橡胶、丙烯酸、聚丙烯酸酯压敏胶等,在线束包扎过程中,可能会出现相容性不好的一些现象,普通胶带对无卤素的导线绝缘层的相容性也不是很好,在设计中必须要考虑到这一点。



6.低雾性

在室内线束上使用的胶带必须有低雾性(挥发性),如果线束胶带的低雾性不达要求,当环境温度升高时,胶带挥发出的物质和气味会对室内人员产生嗅觉和视觉上的刺激,降低驾驶员和乘车员的舒适性,增强驾驶员的疲劳性,增加了安全事故的几率。



7. 耐油污、耐腐蚀性

发动机舱的工作环境非常复杂,酸性、油污等物质对线束的威胁很大,复杂的工作环境会降低胶带的性能和使用寿命,所以发动机线束和机舱线束使用的胶带必须有高的耐油污、耐腐蚀性能。




汽车电线束胶带的选用

胶带特性参数由胶带自身所用材料和制作工艺的差异决定,不同特性参数的胶带具有不同的质量成本,即胶带的价格优势不相同。比如,相同规格不同材质的胶带,高价格的4~10元 RMB/m,低价格的0.04元RMB/m,所以选择胶带时必须考虑两个方面的因素:胶带的性能满足要求,而不是远远超过要求;尽量选用常规胶带,避免使用特殊胶带,这样才能满足质量成本要求。


1.发动机线束和机舱线束用胶带的选择

涤纶布基胶带是发动机线束的首选胶带,不过由于价格比较昂贵,建议只能在线束上局部使用,其次选择耐高温135℃的PVC胶带就能满足常规的要求。机舱内线束一般选用耐温105 ~135℃的PVC胶带,特殊部位选用绒布胶带或涤纶布基胶带。



2.表板线束和四门线束用胶带的选择

仪表板线束和四门线束的工作环境相对稳定一些,线束的包扎或固定使用普通PVC胶带(耐高温85 ~105℃)就可以满足要求,当线束过狭窄的通道或线束上使用夹板、导线束走向中有大角度回折时可局部选用无胶绒布胶带、工业塑料布,当线束和硬质材料有直接接触但线束局部不能被完全固定死的情况下,局部使用绒布胶带、毛涤布基胶带、绒布毛毡胶带、毛毡胶带、海绵胶带进行缓冲、减震、吸音、降噪处理。


线束插件(护套)在装车时如果不能被完全固定,插座护套外可选用海绵胶带做降噪处理。


为了给现场装车提供方便,四门线束胶带可以选择不同颜色的胶带进行局部缠绕,比如左前门线束使用蓝色胶带,右前门线束选用绿色胶带,左右后门线束选用灰色、银色等胶带来区分,为视觉的直观性提供方便。当同一车型出现多种配制时也可以选用不同颜色的胶带进行局部标记区分,为装车现场目视化管理提供方便,此方法不仅实用于仪表、四门线束,同样实用于其他线束上。



3.地板线束用胶带的选择

地板线束被安放在地板内饰下,工作环境比较稳定,其对胶带的要求不是很高,使用普通耐高温85℃的PVC胶带能完全满足要求,在与可移动座椅连接时,连接部位需要使用一些耐磨损的绒布胶带进行缠绕。



4.顶棚线束和空调线束及其他小线用胶带的选择

使用耐高温85℃或105℃的普通PVC胶带,需要降噪时选用普通海绵胶带就能满足要求。



5.ABS 线束用胶带的选择

由于ABS系统属于安全部件,其四个轮速传感器附近的工作坏境比较复杂,所以选用胶带时一般选择绒布胶带或涤纶布基胶带为合理的选择,如果ABS线束没被单独分离出来时可以选择PVC胶带、绒布、涤纶布基胶带结合使用。



6.安全气囊线束和安全带线线束的选择

气囊线束和安全带线束是一个比较特殊的部件,一般情况下所使用的胶带为耐高温达到85℃的黄色PVC胶带,线束上的标记可选用普通白色PVC胶带。




线束制作时对胶带的使用方式

1.胶带的储藏条件

室温20 ~22℃,湿度为50%的相对湿度,将成卷的胶带平放在原包装内并避开直接的光源(如灯光、日光),摆放距离地面20cm以上的位置。



2.胶带的使用条件

为了保证胶带使用过程中有好的粘合性,被缠绕的物体表面必须清洁、干燥,确保没有油脂和布屑、灰尘、蜡质、有机溶剂等物质,也没有典型的清洁剂包括酯类(如丙酮)、酮(如MEK)以及以NAPTHA为基材的产品。



3.胶带实际应用时的缠绕方式

3.1 胶带在导线束中的密缠绕

密缠绕时一般采用1/2、1/4 叠压缠绕,一次密缠绕后导线上的胶带分别为两层和一层,这样胶带才能对线束起到很好的密封和绝缘保护的作用,使线束内部的导线不易受到外界的损坏,如图1所示,此缠绕方式一般使用在发动机舱内的线束中。

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3.2 间隔式螺旋缠绕

胶带在缠绕时,缠绕方式同密缠相同,同密缠的区别在于缠绕后导线被均匀裸露在外,-般情况下,间隔距离为实际用胶带宽度的0.5~2.0个胶带宽度,如图2所示,此缠绕方式一般使用在室内线束中。

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3.3 间隔非螺旋缠绕

胶带在缠绕时不是螺旋式缠绕,缠绕后裸线外露多,缠绕不均匀,一般情况下,胶带缠绕后的间隔距离为80~200mm,如图3所示,此缠绕方式一般使用在线束外的保护套管波纹管上。

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3.4 海绵胶带的使用

如果使用的海绵胶带的样式和普通卷状PVC胶带相同时,缠绕方式一般为1/ 4 叠压密缠绕,当使用的海绵胶带为块状海绵条时,使用两端对折粘贴法,粘贴后用PVC胶带局部捆扎或全部使用1/ 4 叠压密缠绕。


3.5 无胶PVC 、绒布带的使用

使用此带时,一般采用对折或曲卷两种包扎方式,保证包扎后内部导线处于松散状态,导线整体处于松软状态,如图4所示,此包扎方式在线束有大角度弯曲或经过狭窄的缝隙时使用。

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4.胶带缠绕方向与顺序

胶带缠绕方向为从分支到主干,缠绕方向与顺序如图5 所示,先将A 、B 、C 、D 等分支缠绕后,进行对主干的包扎缠绕。

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