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        一種城市渣土車ECU水洗直噴防護(hù)解決方案

        2022-05-04 12:11:34范書華趙有為
        汽車電器 2022年4期
        關(guān)鍵詞:解決方案

        范書華,許 豐,趙有為

        (徐州徐工汽車制造有限公司,江蘇 徐州 221000)

        隨著各地對環(huán)保要求的提高,部分城市已針對施工場地渣土車輛進(jìn)行規(guī)范化管理并制定相應(yīng)的保潔措施,即施工場地出入口道路硬化并配備涉水池及相應(yīng)的高壓沖洗設(shè)備,確保駛離工地現(xiàn)場的車輛清潔。該措施相應(yīng)地對車輛線束防水性提出了新的要求,尤其是關(guān)重連接器的防水性能,而ECU模塊作為發(fā)動機(jī)控制單元,其密封連接器一旦進(jìn)水,會嚴(yán)重影響整車功能及行車安全,因此,如何有效、科學(xué)地對ECU進(jìn)行防護(hù)成為當(dāng)前重中之重。本文提出了一種主要針對城市渣土車的ECU水洗直噴防護(hù)解決方案。

        1 ECU模塊進(jìn)水失效分析

        1.1 防水等級定義

        ISO 20653《道路車輛-防護(hù)等級(IP代碼)-電氣設(shè)備對外來物、水和接觸的防護(hù)》對防護(hù)等級進(jìn)行了定義。

        1.2 防水等級劃分

        ISO 20653標(biāo)準(zhǔn)中提供了一個關(guān)于車輛各區(qū)域防水等級的示例。

        1.3 失效模式分析

        發(fā)動機(jī)屬于高溫、高振動設(shè)備,溫度變化會使與密封結(jié)構(gòu)腔體電器件相匹配的線束端連接器內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差,高頻次振動會對連接器相連部位的密封性造成影響。車輛行駛過水時,處于涉水線下的部位除承受短時浸水外,還會承受濺水的沖擊,并且渣土車發(fā)動機(jī)ECU線束部分暴露在駕駛室與縱梁間隙之間,高壓水槍沖洗車輛時會對線束造成高壓水沖擊。所以傳統(tǒng)機(jī)艙線束的水密性要求IPX4K無法滿足實(shí)際使用工況,ECU連接器此類關(guān)重件防護(hù)應(yīng)滿足更高要求。

        2 水洗直噴防護(hù)解決方案

        2.1 防護(hù)解決方案

        結(jié)合城市渣土車特殊使用工況,從ECU布置形式及裝配便利性考慮,提出以下解決方案,如圖1所示。

        圖1 ECU水洗直噴防護(hù)形式及裝配效果

        2.2 防護(hù)材料及性能指標(biāo)

        防護(hù)材料及性能指標(biāo)見表1。

        表1 材料及性能指標(biāo)

        3 測試試驗

        ECU工作溫度不宜超過80℃,考慮到增加防水布后對ECU散熱影響,對ECU進(jìn)行周邊溫度場及熱平衡測試。

        3.1 測試條件及測試工況

        溫度:(33±2)℃。

        試驗工況:平坦道路;額定功率(1800r/min)、最大扭矩(1200r/min)。

        3.2 測試工具

        CSM工具、熱電偶(貼片式)。

        3.3 測試方法

        1)選擇目標(biāo)測試點(diǎn),進(jìn)行熱電偶布控及通道編序,如表2所示。

        表2 熱電偶布控及通道編序

        2)配置通道信息,搭建溫度測試模板。

        3)檢查車況及測試準(zhǔn)備情況,開始試驗。

        3.4 數(shù)據(jù)分析

        1)工況1:額定功率,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1800r/min,測量時長17′40″。

        防水布外表面上側(cè)溫度最高,最高溫度為76.1℃;其次為防水布外表面下側(cè),最高溫度為75.2℃;溫度最低為ECU護(hù)套4(防水布內(nèi)側(cè)),最低溫度為67.5℃。

        選擇相近或接近平行的波形通道,進(jìn)行對比分析,如表3所示。

        表3 熱電偶布控及通道編序

        2)工況2:最大扭矩,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1200r/min,該條件共測得兩組數(shù)據(jù),第1組測量時長13′15″,第2組測量時長19′10″。

        所測通道中,防水布外表面上側(cè)溫度最高,最高溫度為79.1℃;溫度最低為ECU護(hù)套4(防水布內(nèi)側(cè)),最低溫度為68.4℃。

        選擇相近或接近平行的波形通道,進(jìn)行對比分析,如表4所示。

        表4 熱電偶布控及通道編序

        所測通道中,防水布外表面上側(cè)溫度最高,最高溫度為78.5℃;溫度最低為ECU護(hù)套4(防水布內(nèi)側(cè)),最低溫度為68.4℃。其余測量點(diǎn)波形變化趨勢與最大扭矩下第1組測得波形基本相同。

        3.5 測試結(jié)論

        在發(fā)動機(jī)額定功率和最大扭矩工況,車輛持續(xù)行駛,發(fā)動機(jī)艙溫度基本可達(dá)到最高,通過試驗數(shù)據(jù)分析,ECU接插件外包裹防水布后,防水布內(nèi)外側(cè)最高溫度均未超過80℃??傻媒Y(jié)論:加裝ECU防水布后,不會影響ECU及其周圍散熱。

        4 總結(jié)

        整車的防水設(shè)計是一項非常復(fù)雜和重要的工程,而線束的防水性是電器系統(tǒng)可靠性的重要組成部分。在線束設(shè)計時要綜合考慮周邊環(huán)境和工況因素,選擇最優(yōu)的防水措施。本文結(jié)合城市渣土車特殊使用工況,從ECU布置形式及裝配便利性考慮,提出了ECU水洗直噴防護(hù)措施,并進(jìn)行了充分測試驗證,為今后汽車線束在防水性能方面的提升提供了參考方向。

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