【摘" 要】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)線束位于汽車上頻繁受到雨水、濕氣或其它液體影響的濕區(qū)，在實(shí)際工況下，由于電線內(nèi)部虹吸效應(yīng)的存在，液態(tài)分子會(huì)通過電線內(nèi)部縫隙滲入，導(dǎo)致潤(rùn)滑油進(jìn)入電控模塊發(fā)生燒蝕，機(jī)油倒流腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU等現(xiàn)象，存在嚴(yán)重的品質(zhì)隱患。為避免發(fā)動(dòng)機(jī)線束中穿缸電線虹吸效應(yīng)的發(fā)生，文章設(shè)計(jì)研究一種防虹吸工藝，將發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸的若干根電線打斷，采用一種中間隔斷、兩端鏤空的銅接頭，通過冷壓接分別連接打斷的電線，并在此部位進(jìn)行PA注塑成形，注塑內(nèi)圈保證穿缸各電線冷壓接處密封絕緣，注塑外圈形成恰好能與缸體配合的O形圈，再施以卡簧固定在缸體上，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸部位有效密封。通過此工藝方法，阻斷穿缸電線內(nèi)部的虹吸效應(yīng)，有效解決因此帶來的一系列不良后果，提升產(chǎn)品品質(zhì)保證能力，降低售后市場(chǎng)維修及索賠的概率，提升發(fā)動(dòng)機(jī)品牌乃至車輛品牌的競(jìng)爭(zhēng)力。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)線束；虹吸效應(yīng)；鏤空接頭；注塑成形

中圖分類號(hào)：U463.62" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）02-0072-03

Design and Process Research on the Method of Blocking the Siphon Effect of Car Engine Wire Harness Passing Through Cylinder Wires

LV Jiao1，WANG Haibo2

（1. Hubei Automotive Industry College；2. Hubei Zhengaopkc Automotive Wiring Co.，Ltd.，Shiyan 442000，China）

【Abstract】The car engine wiring harness is located in a wet area of the car that is frequently affected by rainwater，moisture，or other liquids. In actual working conditions，due to the presence of the siphon effect inside the wire，liquid molecules will seep into the gaps inside the wire，causing lubricating oil to enter the electronic control module and cause erosion. Oil backflow corrodes the engine electronic control unit ECU，posing serious quality hazards. To avoid the occurrence of siphon effect on wires passing through the cylinder in the engine wiring harness，this article designs an anti siphon process. Several wires passing through the cylinder in the engine wiring harness are broken，and a copper joint with a middle partition and hollow ends is used to connect the broken wires through cold pressing. PA injection molding is carried out in this area，and the inner ring of the injection molding ensures that the cold pressing joints of the wires passing through the cylinder are sealed and insulated. The outer ring of the injection molding forms an O-ring that can fit perfectly with the cylinder body，apply a snap ring to fix it on the cylinder block，achieving effective sealing of the engine wiring harness through the cylinder. Through this process method，the siphon effect inside the cylinder wire is blocked，effectively solving a series of adverse consequences caused by it，improving product quality assurance ability，reducing the probability of after-sales market maintenance and claims，and enhancing the competitiveness of engine brands and even vehicle brands.

【Key words】engine wiring harness；siphon effect；hollow joint；injection molding

1" 引言

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車提供原動(dòng)力，它影響著汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和環(huán)保性等各項(xiàng)重要指標(biāo)。汽車線束遍布整車，是實(shí)現(xiàn)車載電源及各個(gè)電氣設(shè)備電路物理連接的部件。如果把發(fā)動(dòng)機(jī)比作汽車的心臟，那么線束就是汽車的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及血管，重要程度可見一斑。發(fā)動(dòng)機(jī)線束是將發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的各種傳感器、執(zhí)行器和電氣部件連接起來的一組電線和連接器總成，它通過發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU收集和處理各類傳感器的數(shù)據(jù)，調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，起著傳輸電力和信號(hào)、保護(hù)電線免受損壞和外部環(huán)境干擾的作用，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)線束的品質(zhì)尤為重要。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)線束設(shè)計(jì)與制造，除了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)總成的基本性能要求外，防水性能也是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)線束品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

汽車內(nèi)部頻繁受到雨水、濕氣或其它液體影響的區(qū)域稱為濕區(qū)。濕區(qū)需要做好耐高溫、耐腐蝕、防水等防護(hù)工作，處于濕區(qū)的電氣部件和線束同樣需要有良好的密封防護(hù)工作，否則會(huì)發(fā)生短路、腐蝕生銹、阻抗增大、接觸不良等故障。液體進(jìn)入電氣部件和線束的原因主要有兩點(diǎn)：①連接器防水功能失效，液體由于重力、壓力或噴射等原因通過連接器縫隙滲入；②出現(xiàn)虹吸效應(yīng)，液態(tài)分子通過電線內(nèi)部縫隙滲入。發(fā)動(dòng)機(jī)線束處于缸蓋內(nèi)部的分支，由于電線導(dǎo)體之間的縫隙、電線導(dǎo)體與外部絕緣皮之間的縫隙形成了空氣通道，當(dāng)電線端部與缸體內(nèi)液體接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生虹吸效應(yīng)，導(dǎo)致潤(rùn)滑油進(jìn)入電控模塊，造成電控模塊燒蝕；水蒸氣甚至是液態(tài)水進(jìn)入電氣部件內(nèi)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象；發(fā)動(dòng)機(jī)腔內(nèi)的機(jī)油倒流，腐蝕污染發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU。本文主要研究如何避免發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸電線因虹吸效應(yīng)發(fā)生液體滲入。

2" 課題來源

本課題來源于F公司某款國(guó)VI發(fā)動(dòng)機(jī)車型在整車售后市場(chǎng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU滲油問題引起高額索賠而提出的技術(shù)改進(jìn)項(xiàng)目。

由售后服務(wù)反饋得知，該問題點(diǎn)嚴(yán)重影響車輛使用性能?？蛻糗囕v故障后，進(jìn)入售后服務(wù)及索賠程序，引發(fā)數(shù)額巨大的售后索賠，對(duì)公司品牌及口碑都造成嚴(yán)重不良影響。故成立專項(xiàng)小組，以阻斷汽車發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸電線虹吸效應(yīng)為課題。通過對(duì)F公司該款國(guó)VI發(fā)動(dòng)機(jī)車型在整車售后市場(chǎng)中滲油現(xiàn)象的深入了解、認(rèn)真分析，將汽車電氣及虹吸原理等相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，研究出一種阻斷汽車發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸電線虹吸效應(yīng)的方法和工藝，有效解決因穿缸電線虹吸現(xiàn)象導(dǎo)致機(jī)油回流至發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU內(nèi)，造成控制器燒蝕及車輛功能故障的問題。

3" 技術(shù)背景

3.1" 發(fā)動(dòng)機(jī)線束的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖1為該款國(guó)VI發(fā)動(dòng)機(jī)線束部分生產(chǎn)圖，圖中左側(cè)標(biāo)記處為發(fā)動(dòng)機(jī)線束缸體內(nèi)部分，連接發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器，右側(cè)標(biāo)記處為發(fā)動(dòng)機(jī)線束缸體外部分，連接發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU通過線束向發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器發(fā)出噴油信號(hào)，噴油器打開，開始噴油。連接噴油器處采用一種帶螺母的環(huán)形接頭，長(zhǎng)期浸潤(rùn)在潤(rùn)滑油中。

3.2" 虹吸效應(yīng)產(chǎn)生原因

該款發(fā)動(dòng)機(jī)線束中，噴油器接線部分安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)，由于電線導(dǎo)體之間的縫隙、電線導(dǎo)體與外部絕緣皮之間的縫隙，形成了空氣通道，如圖2所示。電線端部與缸體內(nèi)潤(rùn)滑油接觸產(chǎn)生的虹吸效應(yīng)，使?jié)櫥屯ㄟ^該縫隙滲透到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU中，從而污染ECU電氣接口，造成ECU電氣接口電性能下降，pin位間短路和接頭腐蝕現(xiàn)象，影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

4" 技術(shù)方案及工藝方法

4.1" 技術(shù)方案

首先將進(jìn)入缸體內(nèi)的電線從穿過缸體的位置截?cái)?，采用一種與電線線徑相適配的中間隔斷兩端鏤空的銅接頭，通過模具冷壓接的方式，將截?cái)嗟碾娋€物理連接起來，實(shí)現(xiàn)電路導(dǎo)通的同時(shí)，利用銅接頭中間隔斷部分阻斷虹吸效應(yīng)。然后在穿缸部位進(jìn)行PA注塑成型，注塑內(nèi)圈保證穿缸各電線冷壓接處密封絕緣，注塑外圈形成恰好能與缸體配合的O形圈，再施以卡簧固定在缸體上，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸部位有效絕緣密封。技術(shù)方案示意如圖3所示。

4.2" 工藝方法

4.2.1" 工藝流程

該款發(fā)動(dòng)機(jī)線束工藝流程如圖4所示，其中本工藝方法主要應(yīng)用于流程圖中的鏤空接頭壓接和注塑成型步驟。

4.2.2" 工藝方法實(shí)施過程

首先使用與穿缸電線線徑相適配的中間隔斷兩端鏤空的銅接頭，如圖5所示，剝?nèi)ソ財(cái)嗵庪娋€的絕緣皮，將電線銅絲部分分別伸入銅接頭兩端中空內(nèi)腔，使用模具冷壓接，如圖6所示，直至6缸共12根穿缸電線分別壓接完畢。然后將壓接完畢的穿缸電線按照一定規(guī)則排列整齊，各壓接點(diǎn)互相不接觸，放入注塑成型模具中，注入PA膠料注塑成型，如圖7所示。

5" 過程控制方法及試驗(yàn)驗(yàn)證

5.1" 銅接頭與電線物理連接

截?cái)嗟碾娋€采用銅接頭冷壓接實(shí)現(xiàn)物理連接，其過程控制要點(diǎn)如下。

1）壓接點(diǎn)拉力測(cè)試：使用數(shù)字式拉力檢測(cè)機(jī)測(cè)量銅接頭壓接點(diǎn)的拉脫力，如圖8所示，滿足對(duì)應(yīng)電線線徑接頭拉力標(biāo)準(zhǔn)：電線0.5mm²，拉力70N；電線0.75mm²，拉力80N；電線1.0mm²，拉力110N；電線1.5mm²，拉力150N。

2）壓接電線回路導(dǎo)通性測(cè)試：使用線束導(dǎo)通測(cè)試臺(tái)檢測(cè)對(duì)應(yīng)電線是否導(dǎo)通，且不存在短路及斷路等現(xiàn)象。

5.2" 穿缸部位注塑成型

穿缸部位使用PA膠料注塑成型，其過程控制要點(diǎn)如下。

1）線束注塑部位導(dǎo)線氣密性：對(duì)注塑首末件進(jìn)行氣密性檢測(cè)，測(cè)試氣壓設(shè)定為50kPa，30s內(nèi)沒有氣泡溢出視為合格，如圖9所示。

2）線束注塑部位防水性測(cè)試：對(duì)注塑件進(jìn)行IPX9K防水試驗(yàn)，從任意4個(gè)方向直接瞄準(zhǔn)注塑件噴水，試驗(yàn)后檢查應(yīng)無水滲入現(xiàn)象，如圖10所示。

通過實(shí)施以上技術(shù)方案，有效地控制了進(jìn)缸體電線的虹吸效應(yīng)，達(dá)成了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)，相關(guān)售后索賠大幅度減少，滿足了客戶相關(guān)要求。

6" 結(jié)束語

通過運(yùn)用兩端鏤空的銅接頭壓接穿缸電線，利用銅接頭中間隔斷阻斷電線內(nèi)部空氣通道，阻斷發(fā)動(dòng)機(jī)線束穿缸部分虹吸效應(yīng)。此研究與設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證實(shí)施后，一定程度上解決了因?yàn)楹缥?yīng)導(dǎo)致的進(jìn)水、腐蝕等問題，對(duì)后續(xù)可能在車架線束、后處理線束等容易積水的部位、線體破損的部位進(jìn)行預(yù)防，在項(xiàng)目開發(fā)階段通過潛在失效模式分析進(jìn)行識(shí)別及對(duì)策，可以有效降低因虹吸效應(yīng)導(dǎo)致的問題發(fā)生率，進(jìn)而系統(tǒng)性地防止因虹吸效應(yīng)導(dǎo)致的此類問題再發(fā)生，提升整車的可靠性，建立客戶更好的口碑。

（編輯" 楊凱麟）

收稿日期：2023-10-19

作者簡(jiǎn)介

呂姣，女，碩士，主要從事先進(jìn)生產(chǎn)制造技術(shù)的研究工作；王海波，男，工程師，主要從事汽車電線束新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及工藝工裝設(shè)計(jì)工作。