轮速线总成作为汽车标准配置被广泛应用于现在的每一辆汽车，由于其设计的复杂性，导致无论哪个品牌的汽车在新项目开发的过程中，都可能出现试验无法通过，反复优化设计的问题。本文线束工程师之家网主要介绍下汽车轮速线束折痕优化及寿命提升。
01文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
案例分析文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
1.背景文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
轮线束常用材料为ABS护线套、EPB护线套、双绞线、单芯线、保护管、橡胶件、注塑件、端子、雨塞、连接器、胶带等。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
在车轮线束设计时，设计软件无法识别出不同的线束走向是否会产生折痕问题，保护管生产制造方也没有明确的设计弯曲半径建议。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
2.案例背景文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
某车型轮线束装车后发现轮线束表面存在折痕问题，不良状态如图1所示。观察车轮线束实物，静止水平放置时，表面状态正常，没有折痕。但是轮线束安装在汽车底盘上后，表面出现折痕。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
图1 轮线束表面折痕文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
3.原因分析文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
3.1 保护管填充不满文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/optimization-of-car-wheel-speed-line-creases-and-improvement-of-service-life/
保护管内线芯数量较少，填充不饱满，容易弯曲变形出现折痕。
解决措施：减小保护管内外径尺寸或增加管厚度，增加保护管的填充率，不同填充率的效果图，如图2所示。
图2 保护管不同填充率效果图
3.2 线束扭转
轮线束加工过程中保护管扭转或布线设计不合理，轮线束装配时扭转一定角度（45°以上）安装在汽车上，会导致保护管变形，产生折痕。
解决措施：线束加工过程中，管线要摆放平整，无扭转的安装在注塑模具上，然后才能注塑加工，如图3所示。或者模具设计不合理，需要重新设计验证模具，调整合适的注塑件角度。
图3 轮线束加工过程图
3.3 设计不合理
轮线束运动区域尺寸设计冗余小或弯曲半径小，线束被弯折出现折痕。
解决措施:优化设计布线，设计足够的尺寸冗余和线束弯折半径。
4.效果验证
4.1 改善效果静态验证
将保护管的填充率增加至70%以上，折痕消失，5h 后再次观察仍无折痕。
无折痕状态如图 4 所示。
图4 调整轮线束保护管填充率后静态观察折痕消失
4.2 改善效果动态验证
轮线束装配好后，汽车进行整车强化坏路耐久试验，试验完毕后，拆卸检查轮线束，发现线束动态区有折痕，如图 5所示。根据以往经验，折痕是不被允许的，有折痕的轮汽车线束后续肯定会失效。
图5 整车强化坏路耐久试验后轮线束状态
5.轮线束布优化
经过仔细评估和试验验证，需要更改线束布局，否则折痕问题无法解决，并且轮跳试验寿命测试也无法满足要求现有轮线束设计的运动包络，如图6所示，运动弯折角度过大，轮跳试验无法通过测试，试验后 X光扫描和轮线束拆解断丝情况，如图7所示。
图6 轮线束运动包络
图7 X光扫描及轮线束拆解情况
5.1 轮跳实验条件
将车轮线束运动段两端固定到轮跳设备的夹具上，模拟实车状态进行轮跳试验，常温进行 100 万次循环的轮跳试验，试验频率为2.5Hz，-35℃进行25 万次循环试验，试验频率为1Hz。
5.2 轮跳试验判定条件
轮跳部分不应出现外观可视的折痕、破损等现象;整个试验过程中和试验后不允许出现短路、断路等问题:试验前后电压降变化率小手10%；X光扫描线芯导不允许有断丝。
重新优化线束数据，改进了线束弯曲半径 (不低于2 倍线缆直径或管径)，将保护管换成 ABS、EPB 线缆，运动段尺寸增加，线束走向调整，如图 8所示。将保护管改成ABS、EPB 线缆的目的是为了解决折痕的问题，因为按照改进后的线束数据，使用保护管模拟线束走向，仍然出现保护管变形产生折痕的问题，但使用 ABS、EPB 线缆可以解决折痕问题。如果仍想使用保护管加工轮线束，并且还不能有折痕问题，那么就要改变轮线束的周边环境，白车身的支架及车轮现有的零件都要调整位置或重新设计。变化太大，且整车的底盘都需要重新设计验证，周期和成本都是无法承受的。
图8 优化后的轮线束布局
我们对优化后的数据进行了如下验证:将轮线束数据放在整车环境中验证，确认与周边底盘环境零件距离足够，无干涉问题:对轮线束数据进行模拟仿真，确认线束运动状态条件下和周边底盘环境零件距离足够，无干涉实车安装改进后的轮线束，确认线束走向和数据是否相符:然后启动轮跳试验测试和整车强化坏路耐久试验，验证无问题。
轮跳试验和整车强化坏路耐久测试后的X光扫描结果和线束拆解结果均合格，如图9所示。
图9 优化轮线束布局后的X光和线束拆解结果
02
轮线束折痕改进措施汇总
汽车轮线束折痕有很大的质量风险，会导致线束功能失效，轮线束不允许出现折痕问题。影响因素如下：
1.保护管
保护管填充率不小于 70%，保护管的厚度尽量控制在1.3mm以上，填充率过小或管壁很薄都容易使聚氨酣管出现折痕问题。
2.布线设计
线束加工工艺设计时，要注意线束走向，线束应该没有扭转的安装在汽车上。如果线束安装时，出现扭转的现象容易产生折痕和影响线束使用寿命。
3.弯曲半径
线束布线设计时，最小弯曲半径控制在2倍线缆直径以上，如果使用保护管作为防护材料，弯曲半径还要进一步放大，这样可以有效改善折痕问题。如果设计环境不允许，无法调大轮线束最小弯曲半径，则建议使用 ABS、EPB线缆来解决折痕问题。
03
轮线束寿命提升
此次案例还对轮线束走向设计进行了改进。同样的线材在不同的轮线束走向设计下，轮跳试验测试结果是不一样的。
常见的轮线束运动段设计走向分三种:运动注塑件方向平行，线束走向夹角趋于0的“I”形(图9)、运动段注塑件方向垂直，夹角趋于90°的“L”形(图10)，运动段注塑件方向平行，线束走向夹角趋于180°的“U”形(图11)经过大量试验试验验证，同样的汽车底盘支架环境下轮线束设计寿命“I”形≤“L”形≤“U”形。例如本论文中提升线束寿命的方式就是把线束走向设计由“L”形优化为“U”形后，线束轮跳试验测试通过，X 光扫描导体无断丝，折痕问题解决。
图9 “I”形运动段轮线束布局
图10 “L"形运动段轮线束布局
图11 “U”形运动段轮线束布局
04
结论
汽车底盘环境恶劣，轮线束为汽车的安全件。本文对车轮线束折痕问题的各因素进行了分析，并提出了解决措施司时对轮线束运动段布局走向进行归类和改进，最终产品通过轮跳试验测试，问题解决，对汽车底盘线束设计提供了科学的指导意见。
