低压线束包裹物失效分析及选用

2022年5月9日产品开发评论3281字数 2196阅读模式

本文线束工程师之家通过实车发生的线束包裹材料相关常见失效问题,使用对应场景匹配的包裹材质,从而使问题最终得到解决。包裹材料的选用直接影响到低压线束的性能和成本,因而分析包裹材料的特性和选用原则很有意义,可对后期的线束设计提供简单指导。

线束作为电器功能的连接部件, 其使用场景广泛且对整车的性能、成本影响至关重要。包裹材料是线束的外保护部件, 不同材料的选用对线束的性能影响也不同。在实车性能测试中, 经常发生线束包裹材料使用不当而造成的异响、车门端线束渗水等问题。本文将通过线束包裹材料常见的失效案例, 结合不同区域的线束布置需求,浅论低压线束包裹材料的选用, 以期提高线束的性能, 降低线束的设计成本。

01线束覆盖物常见失效问题类型

1.1 线束渗水类问题

某车型在做强化淋雨试验后, 右前门玻璃升降开关线束分支和扬声器线束分支处有水渗出, 具体如图1所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

1) 问题原因。

通过实车再次淋雨, 发现渗水路径为:水滴落在后视镜分支主干上的绒布胶带, 通过绒布胶带渗水, 进入室内的右前门玻璃升降开关线束和扬声器线束分支, 在线束的低点形成水滴。如图2所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

2) 解决措施。

基于线束渗水路径, 比较绒布胶带和PVC胶带的不同吸水特性, 优化措施为:将湿区的主干分支更改为PVC 胶带, 室内干区的右前门玻璃升降开关线束和扬声器线束分支包裹材料优化为PVC胶带+局部海绵降噪保护。通过多次加强淋雨验证, 该渗水问题已解决, 检视线束分支均为干燥状态。

1.2 线束异响类问题

某车型在扭曲路、凹井盖、凸井盖、卵石路、片石路等路段进行路试异响评审的过程中, 发现后背门靠左侧(靠近驾驶员侧) 部位有轻微的敲击声,而在非颠簸路段该异响声消失。具体如图3所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

1) 问题原因。

首先通过实车模拟使故障复现, 即背门打开状态下, 用手敲击尾端部位的钣金, 敲击异响声范围初步锁定在左侧尾灯附近(图4)。其次利用排除法依次拆除内饰板、尾灯等干扰件,最终锁定异响为尾门线束布基包裹的主干局部与钣金存在的敲击所致。

低压线束包裹物失效分析及选用

2) 解决措施。

基于背门线束主干与背门钣金内部加强板在颠簸路段存在接触的情况, 对背门线束主干接触区域优化为外部包裹海绵胶带。通过颠簸路段的多次验证, 敲击异响声问题已解决。

1.3 线束磨损类问题

某试制车型在拆解后进行线束状态排查, 发现装配后的底板线束主干与钣金接触处的PVC胶带上有白色压痕。具体如图5所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

1) 问题原因。

底板线束主干经过车身钣金的双层搭接边, PVC胶带贴合性好但容易拉伸变形, 在与钣金接触后导致产生白色压痕。

2) 解决措施。

基于PVC的特性和线束布置的周边环境, 将底板线束主干与钣金搭接边接触处的包裹材料由PVC 更改为布基胶带保护, 线束磨损问题得到解决。

1.4 线束耐温类问题

某车型在温度场试验后进行线束状态确认, 发现前舱线束ESC分支在防火墙上靠近排气区域的PVC胶带发生热熔粘连现象, 具体如图6所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

1) 问题原因。

前舱线束ESC分支位于发动机排气隔热罩附近, 在最恶劣的低速浸车工况中进行温度场试验, 该区域最高温度达到112℃。该温度大于PVC胶带的耐温值,导致PVC发生热熔粘连现象。

2) 解决措施。

基于PVC的特性和线束布置的周边环境, 将前舱线束ESC分支处的PVC胶带优化为铝箔玻纤布,PVC胶带发生热熔粘连问题得到解决。

02包裹材料特性及选用原则

由于实车使用中经常出现低压线束包裹材料选用不当而导致的渗水、异响等问题, 因此对低压线束包裹材料选用的分析显得尤为重要, 故从低压线束包裹材料的特性和包裹材料的选用原则两方面进行分析。

2.1 低压线束包裹材料的特性

1) 胶带类。由基材和胶粘剂复合而成的柔软带子, 基材包括:PVC、PE、PET、铝箔玻纤布等, 胶粘剂包括:橡胶、丙烯酸等。

2) 波纹管类。由PA (尼龙6)、PE (聚乙烯)、PP (聚丙烯) 等材料加热挤出成型, 其外观形状类似波浪状。

3) 套管类。一种柔软的管子, 常用材料包括PVC等。

4) 海绵条类。线束海绵胶带是一种性能良好的线束保护材料, 其基层是一层绒布复合一层海绵, 涂以专门配方的压敏胶制成。

低压线束包裹材料在耐温、耐磨、降噪等方面的特性各有不同, 因此将线束常用的包裹材料性能列表如表1所示。

低压线束包裹物失效分析及选用

2.2 包裹材料的选用原则

整车环境是包裹材料使用的基础, 其对线束包裹材料的需求归纳有四大特点:耐湿要求、降噪要求、耐磨要求和耐温要求, 具体如图7~图8所示(引用图片来自德莎胶带介绍)。

低压线束包裹物失效分析及选用

包裹材料是为了捆扎和保护线束, 线束为使用对象。基于整车环境需求如耐湿要求、降噪要求、耐磨要求和耐温要求等, 对包裹材料的选用原则进行分析, 以便指导线束包裹材料的选型, 具体如表2所示。

03总结

结合实车发生的线束问题, 通过问题现象分析发生问题的原因, 最终将问题解决。因包裹材料会影响到低压线束的性能和成本, 故进一步对低压线束包裹材料的选用进行了分析, 明确各包裹材料的类型、作用和选用场景, 以期在低压线束包裹材料的选型中提供简单的指导, 从而提升低压线束的性能并进一步降低线束的设计成本。

注:本文来自《汽车电器》杂志2020年第3期,(作者:石红伟1, 王郁森2, 张明亚1, 张广勇1,1.吉利汽车研究院(宁波) 有限公司, 2.浙江吉润春晓汽车部件有限公司),本公众号经《汽车电器》杂志授权可以原创形式刊登,未经允许不得转载。

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