汽車線束濕區(qū)密封探討

來源：線束世界?作者：線束世界-Jimmy?2022-06-24 15:31

摘要：汽車電氣系統(tǒng)對防水密封有非常高的要求，本文闡述汽車濕區(qū)線束密封的必要性，對帶膠熱縮管的基本特性、加工設(shè)備以及加工后的合格標(biāo)準(zhǔn)、氣密性驗證方法進(jìn)行了說明。

汽車線束將整車各個電器零部件連接在一起，是汽車的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，保證汽車各電器功能部件的正常運(yùn)行。現(xiàn)代汽車電子化程度越來越高，對線束的耐久性和可靠性要求也就越高，尤其對處于發(fā)動機(jī)艙和下車體惡劣環(huán)境中的線束要求就更高。

1 濕區(qū)

我們把汽車發(fā)動機(jī)艙和下車體部分暴露于空氣中能夠頻繁受到雨、水影響的區(qū)域稱為濕區(qū)；相對地把駕駛室、行李廂部分基本不受雨、水影響的部分稱為干區(qū)。

2 濕區(qū)密封

處于干區(qū)中的電器件和線束受高溫、高濕、化學(xué)品、灰塵等環(huán)境影響較小，對其要求較低；而處于濕區(qū)的電器件和線束受環(huán)境影響很大，必須做好電器件、線束的耐高溫、防水、耐腐蝕等防護(hù)工作。處于濕區(qū)中的電器件如果密封不良，會導(dǎo)致電器件內(nèi)部進(jìn)水，引起電器件內(nèi)部短路、生銹、燒蝕等故障而出現(xiàn)電器功能異常或失效。同樣地，線束內(nèi)聯(lián)點、插件連接部位如果密封不好，也會引起進(jìn)水導(dǎo)致電氣故障。因此，我們把濕區(qū)密封定義為對處于汽車濕區(qū)中的電器功能件和線束連接部位進(jìn)行密封處理以隔離水的進(jìn)入，確保電器功能正?？煽康姆雷o(hù)操作。

電器系統(tǒng)進(jìn)水主要有兩個方面的途徑：一是依靠水的重力滲入電器模塊或通過插接件、線束內(nèi)聯(lián)點、線束搭鐵點間接滲入電器模塊中；二是由于虹吸現(xiàn)象，使水分子通過多股銅導(dǎo)線之間的縫隙進(jìn)入電器模塊。

虹吸現(xiàn)象是指液體在分子間引力和大氣壓力的作用下，通過曲管流經(jīng)位置較高的液面，再向下流入較低的液面的現(xiàn)象，如圖1所示。在汽車上，當(dāng)電器模塊在工作時，內(nèi)部升溫，當(dāng)停止工作溫度降低時，內(nèi)部壓力減小，此時在壓差的作用下，水分子通過密封不良的多股導(dǎo)線的縫隙，滲入電器模塊，引起電器故障。

對于第一種情況，行業(yè)內(nèi)一般情況下要求：①電器模塊殼體采用一體成型、使用密封墊、密封膠等防水；②插接件使用密封塞、密封堵、盲堵進(jìn)行防水；③電器模塊的安裝要高于對應(yīng)的搭鐵點，且搭鐵線束方向向下，通過安裝位置的優(yōu)化有效解決因水自身重力造成的滲水問題。

對于虹吸效應(yīng)導(dǎo)致的進(jìn)水危害，必須對線束內(nèi)聯(lián)點和搭鐵點本身的密封性做嚴(yán)格要求，最有效的方法是采用帶膠熱縮管進(jìn)行密封。

3 帶膠熱縮管密封（圖2）

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熱縮管是一種特制的聚烯烴材質(zhì)熱收縮套管，具有高溫收縮、柔軟阻燃、絕緣防蝕功能，耐壓等級600 V，用于線束連接點、焊點、電感的絕緣保護(hù)。帶膠熱縮管是一種雙壁熱縮管，外層采用優(yōu)質(zhì)聚烯烴合金，內(nèi)層采用熱熔膠復(fù)合加工而成，相對普通熱縮管，增加了防水密封和防腐的功能。

收縮比例為3∶1、4∶1，收縮溫度在70~125 ℃之間，使用溫度-40~125℃。

熱縮管工作原理：高分子材料在低溫時為玻璃態(tài)，加熱后為高彈態(tài)，玻璃態(tài)時性能接近塑料，高彈態(tài)時性能接近橡膠。生產(chǎn)時，將熱縮管加熱到高彈態(tài)，施加負(fù)荷使其擴(kuò)張，在保持?jǐn)U張的情況下快速冷卻，使其進(jìn)入玻璃態(tài)，這種狀態(tài)就固定住了。應(yīng)用時，再次加熱，熱縮管回復(fù)為高彈態(tài)，在沒有外加負(fù)荷時，迅速回縮，冷卻后進(jìn)入玻璃態(tài)固定。

熱縮管加工工具，使用烘箱、熱風(fēng)槍或采用半自動加熱設(shè)備進(jìn)行加熱加工。采用熱風(fēng)槍時熱縮管距離風(fēng)槍口控制在20~40 mm最佳，如圖3所示。為提高加工品質(zhì)和工作效率，目前半自動設(shè)備加工得到更廣泛的應(yīng)用。

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對于熱縮管加工后的產(chǎn)品，必須制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以明確加工的產(chǎn)品達(dá)到了預(yù)期的目的。QC／ T 29106規(guī)定了濕區(qū)連接點絕緣防水處理的要求，而帶膠熱縮管加工后的情形有很多，為了便于對熱縮管加工后的合格與否進(jìn)行判定，我們與線束廠家共同制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，圖4給出了熱縮管加工后合格樣品以及不合格樣品的圖示說明。

對于熱縮管使用后的不合格情形圖4中列出了幾種典型的示例，其它未列出的情形根據(jù)圖4中合格標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判斷即可。

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4 密封驗證

具有密封要求的線束插接件、內(nèi)聯(lián)點、接頭等必須通過0.5 bar壓力下5 min以上不泄露的測試。

具體做法：將密封好的導(dǎo)線置于水中，并固定住，如圖5所示，通過氣泵對導(dǎo)線加入0.5 bar的氣壓，觀察密封處是否有氣泡冒出， 5 min沒有氣泡出現(xiàn)表明密封良好。

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5 結(jié)束語

汽車濕區(qū)的線束密封非常重要，對于線束內(nèi)聯(lián)點和搭鐵點位置，使用帶膠熱縮管進(jìn)行密封處理是最好的選擇。為避免虹吸現(xiàn)象的危害，對處于濕區(qū)中的各搭鐵點均進(jìn)行密封也是非常必要的。熱縮管的加工工藝必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以達(dá)到防水密封的目的。