1.概述
防水接插件作為聯結供電端與需求端的電器媒介,起著相當重要的作用。為此在為乘用車低壓電器件選用時,需要從環境、溫度、濕度、安裝方位、振蕩、防塵、防水、噪聲、密封性等方面進行擇優選擇,特別需要關注密封性方面的設計、測驗。
防水接插件由公端、母端兩個分總成組成,其中母端由母體、二次鎖扣(端子)、密封圈、端子、端子密封圈、蓋子等零件組成。因其結構不同,具體的零件會有個別區別,但區別性不大,可根本忽略。
同一款防水接插件一般分為長裙、短裙。
2.損害
轎車低壓線束銜接整車上各電器件,起到電源分配和信號傳遞的作用,是轎車的神經體系。為了保證線束體系工作的穩定性有必要結合整車各個區域的工作環境,確認各個區域的線束應采取的相應防護規劃。
裝置性損害:
因端子與線束鉚接后,因端子鉚接不良,在裝置防水塞時劃傷密封唇口;
防水塞與線束裝置方位不對;
防水塞在裝置前已造成了損害;
公/母端密封圈裝置方位不良、密封圈翹曲;
規劃性損害:
密封圈與線束過盈量規劃不良;
密封圈與母端母體過盈量規劃不良;
公端與母端防水塞的規劃過盈量不良;
母端與防水塞的規劃過盈量不良;
3.規劃術語
規劃輸入信息如下:
a.零件類型和孔號
b.組裝零件號
c.整個零件尺度
d.零件控制尺度(功用關鍵尺度)
e.模制附屬物
f.塑殼表面光潔度
g.塑殼資料
h.防水接插件能運用的導線線徑規模和絕緣類型
i.導線類型(薄壁或厚壁)
j.防水資料
k.端子的基料和鍍層,尺度(厚度,資料)
測驗環境:
a.如無其他要求,測驗參數的設置需精確到以下規模內:
溫度 ±2 ℃(僅用于性能測驗)
溫度 ±5 ℃(僅用于溫度循環)
電壓 ±1.5 %
電流 ±1.5 %
b.一切檢測儀器的精確度要等于或優于所給公差的 10 %。
c.儀器要具備有效的刻度表明,其刻度要求契合國家標準。
d.如無特殊要求,一切的單位應為國際單位。
e.如無特殊要求,溫度的測量單位為攝氏度(℃)
f.如無特殊要求,一切測驗進行的室溫條件界說為(23±5)℃,相對濕度在 45 %和 75 %之間。
設計時,需對以下事項進行注意:
涉水深度
轎車最大涉水深度是指“涉水線”離地面的高度,“涉水線”指轎車以10Km/h的車速行進時所能通過的最深水域的水平面。
在做電氣系統設計時,需求參閱整車的涉水深度,使關鍵的電器材布置位置處于“涉水線”以上,一起可以有針對性的對“涉水線”以下的電器材進行有用的防水處理。
1.駕駛室及乘客艙;
2. 4門線涉水線以上部分;
3. 4門涉水線以下部分;
4. 后背門;
5. 后保險杠涉水線以上部分;
6. 后保險桿涉水線以下部分;
7. 頂棚 ;
8.機艙內框梁部分;
9. 機艙內框梁/發動機周邊部分;
10. 前保險桿 ;
11.底盤和4輪
設計時,需對以下事項進行留意:
干濕區與線束防水區域
濕區:
涉水線以下部位稱為濕區。
圖示3、6、10、11及前后保區域10、5、6,機艙區域8、9,頂棚區域7,后背門區域4均歸于濕區。
位于這部分的線束包括:前保桿線束,機艙線束(機艙側),動力線(如發動機線束),后保桿線束,蓄電池正負極線束,門線(涉水線以下區域)和一切高壓線束。
這些線束上防水接插件(除門線外)均要求進行防水設計,穿孔到室內的部分需使用橡膠件空隙密封,防止水進入駕駛室。
另外線束上的打卡點須使用熱縮管進行維護,一切搭鐵點須使用帶膠熱縮管進行維護。關于門線束,在水線以下的插件只有低壓喇叭,主張該處插件進行防水維護。
干區:
除濕區外的其余部分都為干區。位于此區域的線束包含外表線束,頂棚線束,左地板線束,右地板線束。
這些線束插件不需要做防水設計,可是關于直接和室外觸摸的部位,需要選用帶密封的扎帶卡扣,過孔用橡膠件件進行密封,防止室內進水。
設計時,需對以下事項進行注意:
整車布置上設置滴水點
扎帶選用
對于線束固定在外界直接相連的車身鈑金上時,優先考慮不在車身上開孔,盡量選用車身起螺柱使用卡螺柱型的扎帶進行固定,如果實在是受其他限制的話,需選用防水型扎帶進行固定。
防水插件的使用
需要進行防水設計的區域必須選用防水的防水接插件,根據各個區域的防水等級選用合適的防水接插件。
當前,一些國內主機廠對防水防水接插件的防水結構,如密封塞,盲塞規定的比較模糊,設置是沒有規定。而受到與防水接插件配套的密封塞,盲塞的價格影響,線束供應商都會使用其他型號進行替代,但這些很有可能使防水設計不可靠,影響整車電器件的功能使用。
因此,一定要督促進行相應的防水實驗,全程參與,確保系統工作的穩定。
設計時,需對以下事項進行注意:
打卡點與端子壓接處的防水
處于濕區的線束,導線之間的打卡點須使用熱縮管進行保護,另外所有搭鐵點須使用帶膠熱縮管進行保護。
過孔防水
線束過孔需使用相適應的橡膠件進行防水密封保護,兼顧到整車氣密性的要求,建議過盈量為1~2mm,對于孔大于40mm的,需進行翻邊設計,保證氣密性。
4.測試方法
防水測試 :該測試方法適用于 IP X7 的防水接插件。
按圖防水測試所示進行防水特性的測試,水溶液保持在室溫,并且含有與水體積比5%的鹽和 0.1 %的潤濕劑(洗滌鹽)。
將樣品插入水中直到樣品上表面離水面200mm。
將水盆和樣品放入真空箱中,把真空箱中的壓力降至60kPa 并保持此壓力30min。
當真空箱中壓力下降時,同時要觀察樣品是否有氣體跑出,并記錄在測試報告中。
然后以2.5kPa/min 的速度升高壓力直至到達大氣壓(最小90kPa)。
注:如有需要,在此時可將樣品從真空箱中取出。樣品保持(200±10)mm 的深度浸在水中24h,期間對電流進行連續監控。采用兩組樣品進行試驗,分別用盲塞堵上每組樣品的不同孔位。
▲密封組件測試設置地線
防水測試
使用這種測試方法為組件,可以壓在不損害組件(舉例來說,有一個排放頭連接器,等等),泄漏率定義為零。
樣品應當加壓(默認值48kPa (7psi)高于環境壓力)在室溫和淹沒在水溫度至少5分鐘總在檢查每個面泡沫流。
噴水后的熱沖擊試驗
試模擬由冷水引起的熱沖擊,適用于汽車中會濺到水的零部件。目的是模擬冷水對熱系統/部件的噴射,就像汽車在冬天行駛在濕的路面上。失效模式是由于材料之間不同的膨脹系數,引起材料的機械破裂或密封失效。
要求:測試樣品在測試期間和測試之后,均能正常工作。沒有水滲入樣品中。
抗粉塵侵蝕試驗
為了檢驗粉塵的影響,多年來這一影響對于車輛操作日益增大。
舉例來說,電子控制單元內粉塵的聚集,加以潮濕的環境會在絕緣漆未涂得電路板上產生導電回路。粉塵沉積可能會削弱機械系統的功能,比如移動互相連接的零部件。振動會對覆蓋有粉塵的零部件產生摩擦的作用。
要求:試驗樣品在實驗中和實驗后均應正常工作。除此之外,試驗樣品應該被拆除檢查以確保沒有可感知的粉塵產生,而這些粉塵可能會帶來故障,或者潮濕情況下很可能會產生電氣導電連接。
噴射熱水試驗
當車輛被水噴射時,噴射到曝露位置的電氣/電子零部件的過程。試驗需使用商用蒸汽加熱(熱水)設備。
要求:試驗樣品在實驗后應正常運行。水不能進入車輛內部并且附件等級應該滿足相應要求。
抗有害氣體試驗
模擬零部件在腐蝕性氣體下的使用,例如被污染的大氣。由開關或連接器等電氣接觸的表面產生的非導電性物質可能會引起電氣故障。除此之外,外表保護性物質(如油漆)的滲透也可能會引起材料下面的腐蝕。
要求:對于電氣接觸面,在進行耐受性測試之前應該進行一項視覺檢查,隨后整個測試完成;嚴重腐蝕是不被接受的,并且接觸應遵循它的規范。對于保護性覆蓋,也要進行視覺檢查。
在溫度變化條件下的振動試驗
在溫度周期變化的環境下,對處于上電運行中的樣件進行振動測試,同時觀察樣品的任何異常狀態。如果被測樣件依靠其他裝配零部件(如:支架)安裝在車身、發動機或其它汽車部件之上的話,那么這些裝配零部件也要在測試中安裝。
要求:在試驗過程中和試驗以后零部件能正常工作。
循環耐久試驗
本項測試模擬在車輛生命周期內零件的功能及操作循環。本項測試是為驗證零件的質量以及功能、動作的可靠性。
要求:測試樣件必須在測試前、測試中和測試后必須保證滿足規范定義的全部功能。必須在測試中通過連續監控各項參數的手段聯驗證。只有在零件測試過程中不能保證進行連續測量的情況下,才可在耐久測試進行中間測量。
側拉測試
端子壓接好能所能使用的最大線徑導線,并把壓好導線的端子插入塑殼中。對防水接插件施加一個大小為導線最小拉脫力80 %的側拉力。
要求:滿足側拉力的前提下,鉚接處不能劃傷密封圈。
漏電防水試驗
將插接好的塑料(使用塑料允許的最大和最小尺寸的導線,電線末端封閉),按下表分級放于恒溫箱里進行預處理4h。