汽车线束接插件进水故障分析与改进

2022年7月31日产品开发评论738字数 3685阅读模式

本文线束工程师之家网以某车型汽车线束接插件进水故障为例,运用故障树分析法对汽车线束接插件进水故障进行分析与改进,为后期车型的开发提供参考,为同类故障的分析与改进提供借鉴。

前言

汽车线束连接着汽车上的各个电子电器部件,起到电源分配和信号传递的作用,是汽车的神经系统。汽车线束接插件的质量,对汽车的安全驾驶至关重要。线束接插件进水是汽车线束常见的一种故障模式。因此分析与改进汽车线束接插件进水故障,提高线束接插件的防水性能,提高汽车的安全性,是当前整车及其零部件供应商迫切需要攻关解决的课题。

1 汽车线束接插件进水故障分析与改进

在某车型汽车线束市场故障报单中,线束接插件进水故障占比高达47%,故障部位主要集中在氮氧传感器。线束接插件进水是该车型线束故障模式中的TOP1 故障。下面以“该车型氮氧传感器线束接插件进水故障的分析与改进过程”作为案例来进行详细阐述。

接到项目任务后,公司立即组建项目组,由公司领导挂牌开展项目攻关。项目组成员由整车及其线束零部件供应商从事技术研发、工艺、质量、生产制造等跨领域工作的人员组成。在项目攻关过程中,项目组成员走访了江浙等市场,实地调研了车主用车工况,现场察看故障现象,发现进水位置集中在氮氧传感器部位。项目组成员和当地维修服务站的维修师傅一起围绕着故障车现场、现时、现物发现问题、分析问题、解决问题,最终形成产品优化改进方案并且实施。改进后的产品经过大量的试验验证和整车跑路试测试,最终消除了线束接插件进水故障,实物如期切换,项目圆满完成。

在项目开展过程中,项目组成员以问题为导向,以消除氮氧传感器线束接插件进水故障为目标,聚焦氮氧传感器线束,对照产品图纸和技术要求,运用故障树分析法,从人、机、料、法、环、测等方面系统进行研讨分析,由表及里、层层深入地查找造成“氮氧传感器线束接插件进水故障”的原因。

通过充分研讨分析,识别出可能原因有三个:

(1)线束接插件、防水栓、盲堵、端子的工艺选型问题;

(2)防水栓破损、缺失;

(3)接插件的设计问题。

进一步分析,识别出造成“线束接插件、防水栓、盲堵、端子的工艺选型问题”的可能原因有两个:一是线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题;二是防水栓插入状态问题。

识别出造成“防水栓破损、缺失”的可能原因有两个:一是员工标准作业问题;二是防水栓在流转过程中损坏。识别出造成“接插件的设计问题”的可能原因有两个:一是接插件选型问题;二是接插件装配位置问题。

综上所述,通过FTA 分析,共识别出六个可能导致“氮氧传感器线束接插件进水”的潜在因子,分别是:线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题,防水栓插入状态问题,员工标准作业问题,防水栓在流转过程中损坏,接插件选型问题,接插件装配位置问题。具体故障树如下图所示(图1):

汽车线束接插件进水故障分析与改进

图1 汽车氮氧传感器线束接插件进水故障树

1.1 线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题

项目组对氮氧传感器部位的线束接插件、防水栓、盲堵、线束端子的型号、线径进行检测。在生产现场随机各抽取50个产品实物进行检测,其中接插件、防水栓、盲堵、线束端子均为整车厂指定件,其尺寸和型号均符合技术图纸要求,线束接插件、防水栓、盲堵、端子对插匹配良好。对氮氧传感器护套、防水栓、盲堵等按照QC/T 417.1—2001第1 部分定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)中4.9 防水性能要求进行气密试验和水密防水试验,观察试验过程中无气流产生,接插件内部无可见水迹,试验结果证明产品实物符合QC/T 417.1—2001第1 部分 定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)中4.9防水性能的技术要求。

因此“线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.2 防水栓插入状态问题

项目组组织设计、工艺、质量等相关人员共同对生产制造现场进行工艺纪律检查,生产制造现场压接工位、防水栓装配工位及插值工位作业标准齐全有效。操作工操作全自动下线压接设备压接端子,半自动防水栓设备穿插防水栓。生产设备运行状态良好稳定,现场设备维护保养记录齐全。现场检测100 个防水栓的插入状态,防水栓的穿插位置稳定,防水栓穿插后的质量符合技术标准要求。

因此“防水栓插入状态问题”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.3 员工标准作业问题

在生产制造现场,线束端子采用专用模具进行压接。模具定期维护保养,状态良好稳定。线束端子压接高度、拉拔力等尺寸、性能符合技术标准要求,端子压接状态良好。抽查车间巡检员过程检验记录,检查发现:某日巡检员抽检120根氮氧传感器线束,盲栓漏装8 根,处理措施:返工。仔细察看巡检员过程检验记录表,记录表上显示每月都有不同数量的氮氧传感器盲栓漏装。为进一步查明盲栓漏装原因,项目组来到车间模板插植工位进行调查。模板插植工位上有作业标准指导书,作业标准指导书上明确规定要装配盲栓。检查中发现,模板插植工位上有多名操作工同时插值,但是装配盲栓人员不固定,操作工各自自行安装,容易发生盲栓漏装现象。

因此“员工标准作业问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施:为了防止员工漏装盲栓,项目组优化工艺,将盲栓装配由模板插植工位调整至其前道工序:配料工位。即配料人员将盲栓装配好后,再将产品流入下道工序:模板插植工位,由插植人员对前道工序的盲栓安装到位情况进行检查确认。这样上下道工序相互之间进行自检、互检,防止盲栓漏装。项目组及时将优化后的工艺固化到FMEA、作业标准指导书等相关技术文件中,并且组织对相关员工进行应知应会培训、测评,员工测评合格后上岗。工艺优化以后,项目组成员跟踪生产制造现场的氮氧传感器线束质量,没有发现盲栓漏装现象,对车间过程检验员的检验记录跟踪检查一个月,也没有发现盲栓漏装现象,工艺改进成效明显。

1.4 防水栓在流转过程中损坏

在生产制造现场,压接后的线束端子配有塑料保护杯进行防护,端子防护效果良好。线束挂在专用工位器具小车上在车间内部流转,流转过程中没有发现氮氧传感器防水栓有损坏、缺失。

因此“防水栓在流转过程中损坏”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.5 接插件选型问题

该车型氮氧传感器线束接插件有两种型号,分别是A 件和B 件。梳理市场故障报单,发现发生故障的接插件型号均为A 件,而装配B 件的车辆,市场上没有发生接插件进水现象。为了进一步查明原因,项目组对故障件进行了解剖,发现导线氧化方向是从接插件往线束分支方向,再挑出端子,发现氧化是从端子头部往导线方向。这些现象表明水是从两插件之间进入的。再将A件和B 件两种接插件(图2)进行对比分析,发现A 件端子裸露在外部无防护;而B 件有限制件将端子完全覆盖,密封性更好,防水效果更高。

汽车线束接插件进水故障分析与改进

图2 两种接插件对比

因此“接插件选型问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施:将接插件B 件进行水密防水试验,试验结果合格,符合QC/T417.1-2001 第1 部分 定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)中4.9 防水性能的技术要求。项目组优化产品设计,将氮氧传感器线束端接插件由A 件切换为B 件,同时修改FMEA、产品图纸及其技术标准等相关技术文件,并且组织对相关员工进行培训,形成组织记忆力,防止同类设计选型问题再次发生。

1.6 接插件装配位置问题

项目组成员对市场退回的10 个氮氧传感器线束接插件进行气密防水试验,试验验证结果均合格,符合QC/T 417.1—2001 第1 部分定义,试验方法和一般性能要求(汽车部分)中4.9 防水性能的技术要求。将接插件放在整车系统中进行分析,氮氧传感器装配位置在油箱及排气管上方,此处装配位置较低,车辆在行驶时此处温度较高,下雨天此处水压冲击力大,线束接插件防水等级无法满足车辆布置环境要求,水气会沿着传感器线束少量进入传感器内部,造成氮氧传感器损坏。

因此“接插件装配位置问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施:调整氮氧传感器在车辆上的装配位置,由原来的油箱及排气管位置调整至汽车底盘大梁内侧位置,同时增加滴水点,避免高温高压造成氮氧传感器线束接插件积水。按照改进方案试装五台车辆跑路试测试,没有发生氮氧传感器线束接插件进水现象,改进措施有效。项目组修改产品图纸、技术标准、技术要求及其相关工艺文件和作业标准指导书,并及时组织培训,形成组织记忆力,防止同类设计问题再次发生。

2 结论

综上所述,通过故障树分析,识别出造成氮氧传感器线束接插件进水的三个关键因子分别是:员工标准作业问题,接插件选型问题和接插件装配位置问题。针对这三个关键因子研讨提出产品改进方案并且实施改进,改进后的车辆没有发生氮氧传感器线束接插件进水现象。项目组及时将产品改进成果进行固化、标准化,形成组织记忆力。通过项目攻关,消除了氮氧传感器线束接插件进水故障,提高了汽车的安全性,满足了用户安全驾驶的美好生活需要,同时为后期车型的开发提供参考,为同类故障的分析与改进提供借鉴。

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