谈谈汽车发动机线束品质控制及改进

2021年10月27日
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近年来随着小排量发动机的使用,由于发动机体积也不断缩小,发动机线束的布置空间也在缩小,线束的品质要求反而逐渐提高。线束的品质提升和改善已经成为汽车人的重要工作。本文线束工程师之家主要谈谈汽车发动机线束品质控制及改进。

1 发动机线束简介

线束是发动机的主要神经部分,是发动机上传感器和执行器的电力和信号传输部分,线束是由连接器、端子、导线和胶带等保护辅材,还有熔断丝和继电器等电器附件组成的装配体。发动机线束的品质,是直接影响发动机及ECU正常运行的重要环节。

2 发动机线束故障和措施

发动机线束在使用中,由于线束品质问题会导致发动机出现不同问题。本文主要对某款小排量发动机线束在研发过程中出现的问题,进行控制和改进。

2.1 发动机运行受阻

该故障是指发动机开始启动或启动后不能按照设定的功率和扭矩变化,主要问题:①发动机上电后出现熔断丝烧蚀;②发动机启动后,出现不同程度限扭。

以上问题是由线束设计定义和制作引起的。发动机上电后熔断丝烧蚀是由于ECU的功能定义与点火线圈的功能定义完全不符;发动机出现限扭,分别由于点火线圈和凸轮轴位置传感器的供电孔位和信号孔位相反。针对这些问题,改进设计和生产制作,技术要求:①明确设计时执行器和传感器的功能定义,确保和ECU中的功能定义保持一致;②生产制作中按照图纸的功能定义要求。

改进后,发动机正常启动并可以按照设定的功率和扭矩变化。

2.2 发动机线束磨损

在发动机正常运行中出现异常表现,通过INCA读出发动机上传感器或执行器短路或断路现象。经排查,发现2种情况:①发动机线束磨损,出现短路或断路现象;②导线在接插件端子连接处出现烧蚀,出现断路。在发动机运行中出现异常表现,故障图片见图1~图2。

谈谈汽车发动机线束品质控制及改进

改进线束设计和线束制作:①由于线束人工制作,尺寸公差相对宽松;通过在线束上增加扎带,加大发动机线束与发动机本体之间的间隙,避免因生产公差导致线束与发动机干涉,参见图3;②按照QC / T 29106-2014[1]《汽车低压电线束技术条件》,增加端子拉拔力试验,验证端子压接设备的稳定性。

谈谈汽车发动机线束品质控制及改进

2.3 信号不稳定

在发动机试验运行中出现传感器或执行器信号不稳定:①断续出现发动机失火;②凸轮轴位置传感器信号时断时续。

谈谈汽车发动机线束品质控制及改进

对此进行分析:①点火线圈供电回路导线中铜丝断裂,但绝缘皮无开裂,见图4;②凸轮轴位置传感器信号回路端子没有安装到位,出现端子退位现象,见图5。

针对以上问题分析,分别制定以下措施:①规范压接操作,并按照QC / T 29106-2004 《汽车低压电线束技术条件》,在每天开工和更换压接模具时进行测试,并在每批次中抽检;②要求操作员工严格按照“一插二听三拉”操作,产线班组长和品质巡检人员对成品和半正品不定期抽检。

3 线束供应商品质管理

在项目开始阶段,明确要求供应商提供原材料二级分供方清单,并对原材料进行相关的性能试验,线束成品进行化学性试验。按照QC / T 29106-2014 《汽车低压电线束技术条件》和QC/ T 413 2002《汽车电气设备基本技术条件》[2]等,做相应试验。

在线束设计中应考虑到线束的安装工艺,根据线束在整车的使用环境和电气性能要求,明确定义线束产品的可靠性。对于线束性能方面,首先搭载发动机的台架试验验证,其次搭载整车进行综合耐久试验[3]。线束产品还需要经过耐振动、盐雾、耐低温、耐高温、耐温度变化和耐温度湿度循环等试验。

线束性能必须搭载整车综合耐久,确定线束的二级分供方清单,在产品批量供货时,不能随意更改,并定期对供应商进行过程审核和产品审核。在供货前,明确定义线束产品的包装,确保线束产品保护到位。

4 结语

通过对线束的品质问题分析,对问题点的整改和定义优化,该款汽油发动机线束故障明显减少,大约下降了80%维修量,并把相关的问题和整改措施汇总lessons learned分享,对新产品和在做产品进行拓展,使线束不再复现类似品质问题。

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