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Motorsports ECU Wiring Harness Construction?

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圖標

接插件

Deutsch Autosport: 轉為賽車運動設計。輕量化,昂貴,需要軍用級壓線工具。這是我們turbocharged Harleys引擎所使用的Cosworth Pectel SQ6M控制器。接插件的色帶區別在於外殼的槽。左側和右側的接插件都是26針的20號線,他們的外殼槽不同,避免了誤接。中間的接插件是55針的22號線接插件。圖種的接插件及其配件大概值400美元。

金屬外殼不會像塑料的那樣熔化。高端賽車運動全部採用此類賽車ECU接插件。Pectel, McLaren, Magnetti-Marelli和Bosch。我們建模了SQ6M的賽車用接插件來適配我們的線路。

一種設計電路佈置長度的簡單方式是使用電線進行測量。上圖中我們正在估計長度,線束從SQ6M種出來,每個經過一個222K-152-25-0線束護套,然後一起走到下一個Raychem 202A153-25-0護套。

我們建模了各種Deutsch賽車接插件以方便實用。他們是昂貴的小惡魔,但是他們不會熔化,可以配合Raychem接插件護套以及RT125使用。

Pectel MQ12控制器。Aston Martin, Lotus, Nissan Nismo GTR以及World Superbike中都有應用。配有賽車級接插件。接插件足以傳輸760M MPS的數據。

賽車級接插件和DTM接插件的中間產品 —— Deutsch 369 系列接插件

Deutsch 369 系列接插件有3針,6針和9針的類型。此類接插件的額定溫度大約是175攝氏度,比Deutsch DT或者DTM接插件高出大約50攝氏度。此類接插件也是IP67級別的防水標準。材料是高溫PEI/PEEK材料和Flurosilicone密封材料,大約比DTM接插件貴五倍。為航空應用設計。#22對應AWG26-22線,#20對應AWG 24-20線。

基本上能夠滿足賽車運用中的高溫要求,極端工況要求和輕量化,小型化要求。比Deutsch金屬系列更加廉價。在腐蝕情況嚴重的情況下PEI/PEEK甚至比氧化鋁的表現更加優秀。

視頻介紹了369系列接插件。

369系列的接插件體積非常小。左側是放大的Deutsch3針接插件母頭。右側是真實尺寸,0.988cm寬,1.91cm長。比賽車級接插件還小。對帶有FBW的賽車線束來說非常合適,也是使用22號線的其他感測器在溫度,空間和佈置方面的首選。端子有兩種22(AWG 26-22)和20(AWG 24-20)兩種。

Deutsch DTM接插件

Deutsch DTM系列:密封的塑料接插件,能應對極端的條件,例如發動機艙。價格合理,貨源充足。附件帶有防水硅膠密封來約束線束。有2,3,4,6,8和12針的選擇,端子尺寸20對應AWG 16到24號線。多種端子壓接方式可選,禁止焊接。#20針可以承擔7.5A電流。

上圖是2,3和4針的DTM接插件,帶有可選的熱縮護套適配套(E007)。接插件的型號後綴代表了不同的選擇,但是不是所有組合都有,建議先查看此選型工具。

Deutsch DTM接插件的DXF文件

在我們的建模中,我們按1:1比例對此類接插件進行了建模。下載的文件是Autocad R14 .dxf各式。

2 pin DTM04-2P-E003

2 socket DTM06-2S-E007

3 pin DTM04-3P-E003

3 socket DTM06-3S-E007

4 pin DTM04-4P-E003

4 socket DTM06-4S-E007

6 pin DTM04-6P-E003

6 socket DTM06-6S-E007

所有的端子都是由98%的銅製成在加上電鍍層,標準鍍層是鎳。在要求更高的情況下,端子先鍍鎳再鍍金。在照明,供電和控制電路可以選擇鍍鎳。在要求更高的,低電壓電流工況的比如氧氣感測器(0-1V 或 0-5V),5V數據傳輸電路,選擇鍍金端子。熱電偶線應該用鎳鉻合金或鎳鋁合金端子,配合DTM針和3針接插件。

注意:後面的硅膠密封個可以配合1.34mm到3mm的線皮。注意此類接插件大概只有100次拔插的壽命。注意該接插件接觸到類似排氣等高溫部件會融化,因此在啟動之前需要妥善固定。

Deutsch DTM接插件和鎳鋁合金和鎳鉻合金熱電偶端子

這種端子由色環編號。10種基本顏色每種對應一個數字,從線的一側開始數,第一環會比較寬。比如紅/黃/黑 對應型號後綴為-240。Deutsch DTM #20 配有鎳鋁合金和鎳鉻合金端子。代碼對應了不同的材料和種類。

0 = 黑

1 = 棕

2 = 紅

3 = 橙

4 = 黃

5 = 綠

6 = 藍

7 = 紫

8 = 灰

9 = 白

熱電偶,無論是EGT探針或是圓形探頭,必須用特殊的線束連接到ECU輸入。路徑上必須使用鎳鋁合金或是鎳鉻合金端子,否則會有冷結問題。金屬的Deutsh賽車接插件也有專門的#22 鎳鋁合金和鎳鉻合金端子,MicroLite系列的#23也有。

鎳鉻合金和鎳鋁合金 的DTM#20端子較為廉價,可以在表中查看。

Pectel SQ6M ECU 的AS216-35PN 接插件上有兩個專用的EGT鎳鉻合金(+)輸入:(TC1 POS [YEL Wire], TC2 POS [YEL Wire]);一個共用的EGT鎳鋁合金輸入(-)(TC NEG [RED Wire])。

鎳鉻合金端子#20:MIL-C-39029/9-135; 棕橙綠

鎳鋁合金端子#20:MIL-C-39029/9-134;棕橙黃

鎳鉻合金端子#20:MIL-C-39029/10-141; 棕黃棕

鎳鋁合金端子#20:MIL-C-39029/10-140; 棕橙黑

必須使用熱電偶專用絞線,導電尺寸24(7 x 32),通常帶有屏蔽層和約束線,使用3針的鍍金端子接插件,將線束用DR-25熱縮管包裹。通常這是K型熱電偶。

快速反應的熱電偶(150ms)可以在HGSI Industries買到。在測試和校準過程中,我們使用Thermoworks Microcal 2K,精度到0.3攝氏度。

DTM端子退針

最簡單的退針DTM的方式是:(1)用細針拉出塑料的端子密封,(2)用一把小的一字螺絲刀,壓住塑料的接插件止退並拉出線。非常簡單。

Detusch DTM 黑色

絕大多數人只使用灰色的DTM接插件,因為那是最常見的。事實上DTM接插件有11種顏色。我們使用黑色的接插件因為和熱縮管以及線束保護相同。

DXF文件下載

2 pin DTM04-2P-E005

2 socket DTM06-2S-E0053 pin DTM04-3P-E0053 socket DTM06-3S-E0044 pin DTM04-4P-E005

4 socket DTM06-4S-E004

6 pin DTM04-6P-E0056 socket DTM06-6S-E0058 pin DTM04-8PB8 socket DTM06-08S-E00712 pin DTM04-12PB12 socket DTM06-12SB-E007

"Cat-Spec" Detusch DT

Deutsch DT系列有#16號端子,額定電流13A。

CAN

特殊DTM接插件,專用於SAE J1939/15 兩線制CAN系統。DTM04-2P-P007 母頭"Y"。以及DTM06-2S-EP10公頭,並帶有內置120歐終端電阻。Valuecan3是非常實用的CAN診斷工具。

CAN匯流排手柄

Grayhill系列的3J車輛顯示控制器,是用於車輛軟體的交互裝置。基於光學的旋轉編碼器手柄可以上下瀏覽,中間的按鈕可以選擇。四周的五個熱鍵可以調出常用功能。

可以用CANopen協議或者J1939控制。

Sureseal

Sureseal: 橡膠推入式密封連接器。也需要專用附件和昂貴的工具。插拔壽命只有五十次。

Weatherpack

Weatherpack: 非常普及的汽車用密封塑料接插件,可以適應嚴酷的環境。此類接插件的可靠拔插壽命大約只有十次,但是一般五十次也不會出現信號衰減。簡單來說是乘用車OEM的首選,但是在賽車運用中不太受歡迎。

Weatherpack GM MAP 感測器接插件可以使用HellermannTyton[63頁]熱縮護套可以在網上購得。如果你用GM 1,2或3針Bar Map感測器,配上22759/16 或 /32 線,建議使用15324983 黑紅Silicone Cavity密封,端子型號為12089307 (22ga)。針對其他線的合適的端子,密封都可以在網上購得。

GM 2 and 3 Bar Connector 12015384 Black; GM 1 Bar Connector 12020403 Green.

雖然這種接插件是所謂「密封」的,最好還是加上額外的防護。

噴油器和接插件

目前流行的噴油器是Bosch EV14 噴油器,高電感,通常阻值為12Ohm,對比傳統的低電感型號,EV14開閉快速且精確。此類噴油器需要配額USCAR EV6 Type B Red 噴油器接插件(Green Cavity Seal 22ga)。但是ID2000型噴油器例外,需要用Sumitomo 6189-039 Injector Connector (Black Cavity Seal 22ga)。

常常有人會猛拽噴油器的線,通常是22號的。確保使用正確的壓接工具,絕不要焊接端子。我們在噴油器使用22759/32-22線,並且使用Delphi GT150(15359996)壓接工具(移除止退),使用22-20號孔。如果你用的是20號線,你可以使用通用型Delphi 12014254壓接工具。

最近關於噴油器有很多不靠譜的留言,相信我們,用Injector Dynamics Injectors的產品,因為他們直接Bosch Motorsport。查看這個視頻可以得到尺寸信息。我們用50cc, 850cc, 1000cc, 1050cc, 1300cc, 1700cc 和 2000cc的噴油器。上圖是和Bosch賽車合作開發的新ID1700X系列。Tony Palo開著2400馬的GTR,他沒有比我們瘋狂,只是馬力足。

斷路器而不是保險絲

乘用車普遍使用的是保險絲,而在賽車中可複位的航空用保險絲更受歡迎。斷路器的優勢在於可複位,你可以將斷路器推入直到你能診斷出故障所在。你也不需要更換保險絲。Harley使用的是卡車常用的熱敏斷路器,機車會因為短路而進入保護,但幾分鐘後就能恢復,並且過程中線路並未受損。

Tyco W23,ETA 483 和Klixon 2TC14 系列推入式斷路器是標準航空用的,並且整定電流選型多。觸發時會「彈出」並可被推入複位。如果你採用了常見的密封式WeatherPack 保險絲座,你可也可以採用Bussmann 227系列斷路器,雖然比一次性的保險絲要貴很多。

Klixon 2TC14-X(綠色斷路器)可以在網上購得,電流從1A到25A,大概20美元。更加高端的ETA 483系列大約貴四倍。

類似於Tyco W23的斷路器通常式面板安裝的,這樣駕駛員纔可以複位。空間在賽車上十分緊湊並且必須處於能夠被高壓清洗器等設備夠到的位置。如果你和我們一樣去Bonneville Salt Flats比賽的話,腐蝕問題也需要考慮。

上圖是 Cooper Bussman 227 低型ATC Blade型手動複位斷路器,通常按照在標準ATC所在的保險絲盒裡。此類斷路器因為太高而無法放入Delphi Metri-Pack密封保險絲座中。(12033731 Cap Cover and 12033769 Female Connector).

防水保險絲/斷路器和微型繼電器殼體

對於賽車線束來說,Bussmann的殼體是一種非常簡單,緊湊的防水密封解決方案。

Sealed Busmann 外殼能夠容納各類280系列的小型保險絲,280系列微型斷路器 ,和標準280系列微型繼電器。注意相關選型很多。防水標準達到IP66。緊湊,便宜,只需20美元,相比於2000美元以上的功率分配模組。Mini 280系列(SAE J553) 斷路器有自複位和手動複位兩種。

背面採用Delphi Metri-Pack 280系列。

在微型繼電器和殼體蓋子上有空隙,如果放入一次1/4英寸的泡沫可以座震動防護。可複位的斷路器比繼電器低0.12英寸。

上圖中的殼體安裝在Harley-Davidson FXR上面。

面板安裝型斷路器

高電流型17防水型手動複位斷路器可以在網上購得。

電流範圍:25-300A;

無彈出行程;

符合工業標準面板或表面安裝;

防塵,防水;

明顯的觸發提示;

點火防護(濾波);

密封斷路器背面

Raychem SCL熱縮管可以用來密封斷路器和其他開關的觸點。雙層帶膠,熱縮比2.5:1。

密封型K4翻轉開關

K4三腳密封開關適用於高濕度,灰塵大的賽車運動。完整的K4產品目錄。

密封型的帶線束翻轉開關

與其密封開關的裸露觸點,你也可以直接購買帶有線束和Deutsch DTM接插件的產品。圖中的產品Grote 82-2111 SPST Toggle。第二張圖中的產品來自於Littelfuse。

此類產品也解決其他一些問題,不必再考慮觸點鬆動或者觸點防腐。圖中是DTM接插件,Raychem DR-25熱縮管,RT125密封。

按鈕:微動或鎖定

密封型Mil-Spec OTTO按鈕可以在網上購買。雖然帶有不同的顏色,但是必須在按照處標明功能。

K4電池斷路開關

K4 電池斷路開關:如果你採用的是昂貴的鋰電池,你需要在車不跑的時候能夠切斷所有的電流防止過放。如果過放可能會極大縮短電池壽命。這個開關也可以滿足規則要求的安全開關的要求。

旋鈕開關

旋鈕開關常用於F1賽車運動。燃料,懸架,驅動控制,剎車偏移,基本上所有規則允許的調整都在這McLaren Electronics的碳纖維方向盤上。

我們製作我們自己的旋鈕開關,並且能夠適應Harley-Davidson的工況。我們用的是四檔位的開關。驅動控制選擇,燃料和點火,都可以被控制。四檔位開關利用三個電阻將5V電壓均分。

圖中是安裝好的開關和激光切割的不鏽鋼耳片和麪板。激光切割保證了精度,能夠互相安裝。我們將開關固定在面板裏。裝配好密封起來以提升穩定性。我們使用不同顏色的線來保證能夠正確按照在DTM接插件上。

我們加工Delrin塑料並且將開關封裝在膠水中比達到防水效果,使用了DR-25熱縮管和護套來保護線束並安裝在一個3針接插件上。5V,模擬地和信號線。

八檔驅動力控制開關,七個電阻將5V電壓均分。Pectel SQ6M控制器有7個驅動力控制設定。#1 代表TC不介入。


本文是來自於美國的一家相關企業,後續還有很長的值得學習的內容,希望大家有選擇的借鑒,我也略過了部分內容。中間部分的專業名詞大家還是以英文原文為準。

是否適合FS/FSAE大家自己判斷


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