Удивительно ручной процесс изготовления автомобильных жгутов проводов

Даже с самых первых дней автомобильной эры легковые и грузовые автомобили представляли собой гибриды механической и электрической конструкции. На каждый поршень, скользящий вверх и вниз в цилиндре, приходится свеча зажигания, которую необходимо зажечь в нужный момент, чтобы двигатель заработал, и лучше, если вы нажмете на педаль тормоза, одновременно загорятся стоп-сигналы. гидравлическое давление зажимает роторы колес между тормозными колодками.

Без электрических соединений создание полезного автомобиля практически невозможно. Еще задолго до того, как электричество стало предпочтительным топливом для транспортных средств, провода, соединяющие компьютеры, датчики, исполнительные механизмы и индикаторы, необходимые для работы систем автомобиля, с каждым годом становились все более и более сложными. После двигателя и рамы проводка и электроника автомобиля являются третьим по стоимости компонентом, и, по оценкам, к 2030 году половина средней стоимости автомобиля будет приходиться на его электрическую систему, по сравнению с 30% в 2010 году.

Убедиться, что все эти сигналы доходят туда, куда они идут, и сделать это безопасным и надежным способом, — это работа жгутов проводов автомобиля, пучков проводов, которые, казалось бы, занимают все возможные места в современном автомобиле. Проектирование и производство жгутов проводов — это сложный процесс, который зависит от специализированного программного обеспечения, определенной степени автоматизации и огромного количества человеческих ресурсов.

Идея этой статьи возникла из моего разговора с Эллиотом Уильямсом и случайного упоминания о его беседе с инженером, создающим программное обеспечение для проектирования автомобильных жгутов проводов. Моей первой мыслью было: «Есть ли программа для этого?» за которым быстро последовало: «Конечно, для этого есть программное обеспечение!». Электропроводка, необходимая для эксплуатации современного автомобиля, не может быть сделана специально — жгуты проводов тщательно спроектированы как для удовлетворения требований, которые будут предъявляться к ним в электрическом отношении, так и механически спроектированы так, чтобы не только помещаться в доступное пространство, но и выдержать суровые условия эксплуатации, возможно, нескольких десятилетий в сложных условиях окружающей среды.

Жгуты проводов также должны изготавливаться как отдельные компоненты. Производство легковых и грузовых автомобилей все чаще представляет собой лишь процесс окончательной сборки, когда рабочие добавляют детали, изготовленные контрактными производителями, к раме автомобиля, пока он катится по конвейеру. Фактически, жгуты проводов являются одними из самых первых компонентов, добавляемых в зарождающийся автомобиль, что одновременно свидетельствует об их важности для готового продукта, а также объясняет, насколько трудным может быть доступ к некоторым из них, если позже их потребуется обслуживать. .

Проектирование жгута проводов начинается примерно так же, как начинается проектирование любой сложной схемы: со схемы. В большинстве современных автомобилей практически все взаимодействует с одним или несколькими из десятков электронных модулей управления, разбросанных по всему автомобилю и управляющих всем: от момента зажигания и впрыска топлива до элементов управления HVAC и настроек информационно-развлекательной системы. Жгуты проводов должны быть спроектированы для каждого модуля ECM, чтобы обеспечить подключение питания и данных к каждому датчику и исполнительному устройству, при этом следует учитывать размер провода для нагрузки, обеспечение соответствующих соединений заземления и использование правильных разъемов.

Хотя первоначальный процесс проектирования жгута проводов может использовать более или менее стандартные инструменты EDA, в конечном итоге двухмерное схематическое изображение жгута необходимо преобразовать в трехмерную структуру автомобиля. Для этой работы используются более специализированные инструменты EDA и CAD. Большим игроком в этом мире, похоже, является CATIA от Dassault Systèmes, у которой есть инструменты, необходимые не только для создания 2D-схемы, но и для ее перевода в 3D-пространство шасси автомобиля. Эти инструменты позволяют проектировщику создавать пучки проводов, добавлять разъемы, определять ответвления от основного жгута, задавать пути, по которым будет прокладываться каждый пучок, и выявлять любые разногласия между жгутом проводов и остальной конструкцией автомобиля. . Они также позволяют проектировщику указать, как провода будут связаны вместе (например, обмотка лентой или жгут проводов), а также где и как жгут будет прикреплен к транспортному средству.