Kabelbomen vormen het "zenuwstelsel" van apparatuur en voertuigen en zijn verantwoordelijk voor de stroomverdeling en signaaloverdracht. Deze analyse behandelt de classificatie van kabelbomen, kernmaterialen, de evaluatie van de levensduur en de belangrijkste selectiecriteria om ingenieurs en gebruikers in staat te stellen nauwkeurige beslissingen te nemen.
1.1 Classificatie op basis van toepassing
- Bedradingsbundels voor auto's: Inclusief motorbomen, instrumentenpaneelbomen, enz., met structuren als H-type, T-type en E-type om te voldoen aan verschillende lay-outvereisten.
- Industriële Bedieningsharnassen: Gebruikt in nieuwe energieapparatuur, beveiligingssystemen, etc., met de nadruk op stabiele elektrische signaalbesturing.
- Bedieningsharnassen: Zoals kabels voor schakelende voedingen, gespecialiseerd voor efficiënte stroomoverdracht.
- Gegevensoverdracht: Inclusief HDMI, USB, enz., zodat het signaal met hoge snelheid geüpload en gedownload kan worden.
1.2 Functiegerichte classificatie
- Bedieningsharnassen display: Specifiek ontworpen voor het rijden op een beeldscherm.
- Afgeschermde harnassen: Gebruik metalen afschermlagen om elektromagnetische interferentie te elimineren, geschikt voor precisiesystemen zoals airbag sensoren.
1.3 Classificatie van spanningsniveaus
- Hoogspanningsharnassen (≥300V): Kerncomponenten voor nieuwe energievoertuigen, die aandrijfkracht overbrengen.
- Laagspanningsharnassen (≤60V): Voornamelijk voor signaaloverdracht door het hele voertuig, meestal op 12V.
1.4 Standaard certificeringsclassificatie
- Nationale standaard harnassen: Voldoe aan de Chinese nationale normen.
- Duitse standaard harnassen: Voldoen aan DIN 72550, bekend om dunne isolatie en hoge flexibiliteit.
Door de bovenstaande categorieën te combineren, kunnen gespecialiseerde producten ontstaan, zoals verbindingsharnassen voor windenergie en communicatieapparatuur op maat.
2. Gedetailleerde analyse van materialen voor kabelbomen
2.1 Metalen geleiders
- Koper en legeringen: Zuiver koper biedt optimale geleiding; messing biedt hoge mechanische sterkte; terminals zijn vaak tin/zilver/goud verguld voor oxidatiebestendigheid.
- Aluminium en legeringen: Hebben de voorkeur voor lichtgewicht toepassingen, maar vereisen een grotere doorsnede om de lagere geleidbaarheid te compenseren.
- Speciale metalen: Goud en nikkel voor scenario's met hoge temperaturen; ijzer en staal als versterkingsmaterialen.
2.2 Isolatie en ommanteling
- PVC: Lage kosten, bestand tegen 70-90°C, geschikt voor standaardomgevingen.
- XLPE (vernet polyethyleen): Hittebestendig van 90-105°C, kortstondige tolerantie tot 130°C, geschikt voor instrumenten en regelaars.
- Siliconenrubber/Fluoropolymeren: Bestand tegen temperaturen boven 150°C, ideaal voor motorruimtes.
- Nylon/PBT: Slijtvast en vlamvertragend, veel gebruikt voor ommanteling en connectorbehuizingen.
2.3 Beschermings- en afdichtingsmaterialen
- Leidingen (gegolfde buizen): Gemaakt van PA of PVC, water- en slijtvast.
- Afdichtbanden: PVC-tape, stoffen tape voor het omwikkelen van harnassen.
- Rubberen afdichtingen: EPDM en siliconenrubber voor langdurige afdichting.
2.4 Speciale functiematerialen
- Afgeschermde kabels: Aluminiumfolie of -vlechtwerk tegen elektromagnetische interferentie.
- Coaxiale kabels: Specifiek voor hoogfrequente signalen zoals GPS, camera's.
Toepassingsvoorbeeld: Hoogspanningskabels voor nieuwe energievoertuigen maken vaak gebruik van "aluminium geleider + siliconenrubber isolatie", waarbij een balans wordt gevonden tussen lichtgewicht en hoge temperatuurbestendigheid.
3. Levensduur kabelboom
3.1 Methoden voor het identificeren van veroudering
- Visuele inspectie: Barsten, verharding of verkleuring van de isolatie; oxidatie van de geleider (zwart geworden koper, witte vlekken op aluminium).
- Functioneel testen:
- Weerstandscontrole: Abnormale toename wijst op een interne breuk.
- Isolatieweerstand: Onmiddellijke vervanging vereist als deze lager is dan 0,5 MΩ.
- Abnormale verschijnselen: Startmoeilijkheden, plotseling hoger brandstofverbruik, oververhitte draden of vonken.
3.2 Factoren die de levensduur beïnvloeden
- Gebruiksomgeving: Hoge temperaturen, vochtigheid en chemische corrosie versnellen de veroudering.
- Materiële kwaliteit: Geleiders van zuiver koper en isolatie die bestand is tegen hoge temperaturen verlengen de levensduur aanzienlijk.
- Belastingsomstandigheden: Overbelasting verkort de levensduur drastisch.
3.3 Kernmaatregelen om de levensduur te verlengen
- Materiaalkeuze: Hoogzuiver zuurstofvrij koper, XLPE of PUR omhulsel.
- Verbeterde bescherming: Goten en draadbeschermingskanalen om mechanische slijtage te verminderen.
- Regelmatig onderhoud: Controleer elk kwartaal de isolatieweerstand; spuit jaarlijks een beschermingsmiddel op de kabelbomen in de motorruimte.
- Juiste installatie: Vermijd overbelasting; optimaliseer de routing om trillingen te minimaliseren.
Levensduur referentie:
- Automobielharnassen: Ontwerplevensduur ~10 jaar, inspectie na 3-5 jaar vereist.
- Industriële harnassen: Kwaliteitsproducten kunnen de hele levensduur van de apparatuur meegaan; inferieure producten kunnen slechts 1-5 jaar meegaan.
4.1 Principes voor geleiderkeuze
- Koperen draden: Bij voorkeur voor nieuwe hoogspanningskabels (zuurstofvrij koper); voor laagspanningskabels kunnen gevlochten koperdraden worden gebruikt.
- Aluminium Draden: Geschikt voor lichtgewicht toepassingen, maar vereisen processen zoals laserlassen om een betrouwbare verbinding te garanderen.
4.2 Selectiematrix voor isolatie en ommanteling
| Milieuomstandigheden | Aanbevolen materiaal | Temp Bereik | Belangrijkste voordeel |
|---|
| Normale omgeving | PVC | 70-90°C | Lage kosten, zuur- en alkalibestendig |
| Gebieden met gemiddelde en hoge temperaturen | XLPE | 90-105°C | Geoptimaliseerde hittebestendigheid, kosteneffectief |
| Extreme temperaturen (motor) | Siliconen/Fluorpolymeer | Boven 150°C | Anti-veroudering, goede mechanische flexibiliteit |
| Hoog-flexibel/slepend | PUR omhulsel | -40°C~125°C | Slijtvastheid 5x PVC |
4.3 Conformiteitsvereisten (bijv. ISO 6722-1)
- Dirigent: Zuiver zuurstofvrij koper, conform dwarsdoorsnede.
- Isolatiematerialen: Voldoet aan de vlamvertragingstests (vlamdovingstijd ≤70s).
- Milieutests: Bestand tegen hoge/lage temperatuurschommelingen (-40°C tot 150°C) en zoutnevelcorrosie.
- Afschermingsdoeltreffendheid: Dekking ≥85%, voldoet aan elektromagnetische compatibiliteit.
4.4 Speciale overwegingen voor nieuwe energievoertuigen
- Hoogspanningsharnassen: Bestand tegen een spanning van 600V/900V, grotere wanddikte en materialen moeten duurzaamheidstests van 150°C doorstaan.
- Lichtgewicht ontwerp: Aluminium geleider + dunwandig XLPE kan het gewicht verminderen met 40%, maar vereist strenge validatie van de betrouwbaarheid van de verbinding.
5. Beslisboom voor onderhoud en vervanging van bedradingsbundels
- Lichte veroudering (plaatselijke barsten, lichte oxidatie):
- Reinig de aansluitingen, breng geleidende pasta aan.
- Omwikkelen met isolatieband dat bestand is tegen hoge temperaturen (bijvoorbeeld 3M 2228-serie).
- Matige veroudering (verharde isolatie, abnormale weerstand):
- Vervang de lokale kabelboom en voeg een beschermbuis toe.
- Ernstige veroudering (kapotte isolatie, blootliggende geleider):
- Onmiddellijke volledige vervanging, bij voorkeur OEM of verbeterde kabelboomtypes.