發(fā)動機線束質(zhì)量控制及改進

（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

發(fā)動機線束質(zhì)量控制及改進

袁淑云

（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

線束在整車配套中起著信號連接與傳輸?shù)淖饔?，屬于汽車的神?jīng)，其重要性不言而喻。經(jīng)分析研究在配套整車不同階段暴露出的線束質(zhì)量問題，提出質(zhì)量改進措施和線束質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用后，取得成效。

發(fā)動機 ECU 線束 質(zhì)量管理

1 概況

汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性和排放要求的提高，線束已經(jīng)在汽車上廣泛應(yīng)用，特別是發(fā)動機行業(yè)更離不開線束。線束在整車配套中起著信號連接與傳輸?shù)淖饔?，屬于汽車的神?jīng)，其重要性不言而喻。根據(jù)國家的環(huán)保法規(guī)排放要求，近幾年來，國Ⅲ、國Ⅳ電控柴油發(fā)動機和電控天然氣發(fā)動機相繼在大中城市中不斷投放使用。隨著電控發(fā)動機的應(yīng)用，不斷暴露出線束在使用中的質(zhì)量問題。如何在前期設(shè)計以及試驗中確保質(zhì)量，以便更好地適應(yīng)使用環(huán)境，提高安全性及可靠性，滿足用戶使用要求。線束的優(yōu)化和改善已經(jīng)成為我們未來研究的主要課題。

2 線束的分類

一套完整的線束包括發(fā)動機線束、ECU連接線束和車輛線束。

發(fā)動機線束：連接ECU和發(fā)動機機體上的各傳感器和執(zhí)行器。由發(fā)動機廠設(shè)計提供，出廠時裝在發(fā)動機上。圖1所示為D114系列某一機型的發(fā)動機線束。

ECU連接線束：與發(fā)動機線束、ECU、車輛線束相連。由發(fā)動機廠根據(jù)整車情況設(shè)計并提供，出廠時裝在附件箱中，也可以由整車廠設(shè)計。圖2所示為D114系列某一機型的ECU線束。

圖1 發(fā)動機線束

圖2 ECU連接線束

車輛線束：即為整車線束，連接整車相關(guān)信號和ECU連接線束，由配套廠自己設(shè)計。

本文主要介紹D114系列電控發(fā)動機線束和ECU連接線束的質(zhì)量控制及改進。

3 發(fā)動機線束故障及其措施

發(fā)動機線束及ECU連接線束在應(yīng)用中，發(fā)生的故障投訴和改進措施，分別從零公里故障、電控柴油發(fā)動機用戶故障和天然氣電控發(fā)動機用戶故障3方面進行舉例分析。

3.1 零公里故障

此處零公里故障是指發(fā)動機在整車廠配套時出現(xiàn)的線束問題，主要表現(xiàn)為：（1）ECU連接線束的線號管與電線間隙大、松動；接插件中的電線長短不一，導(dǎo)線纏繞錯亂，見圖3；（2）插接件和波紋管間導(dǎo)線外露過長，有時還發(fā)生導(dǎo)線磨損甚至斷裂的情況，見圖4。

圖3 線號管與電線間隙大

圖4 插接件端導(dǎo)線外露現(xiàn)象

造成這些問題的原因是線束設(shè)計與制造引起的，針對這一點，改進線束設(shè)計與制造工藝、明確圖紙中技術(shù)要求：（1）選用匹配線號孔，同時包扎成股，見圖5；（2）在接插件和外波紋管間增加防護套結(jié)構(gòu)，避免導(dǎo)線外露，見圖6。

圖5 匹配線號孔和包扎成股效果圖

圖6 增加防護套結(jié)構(gòu)效果圖

改進后效果：（1）導(dǎo)線分支整齊；（2）導(dǎo)線不外露，既美觀又可以保護導(dǎo)線不受磨損。

3.2 電控柴油機線束故障

某一公交用戶使用的電控柴油機客車，在多雨季節(jié)里，用戶投訴車子拋錨，用戶抱怨影響較大。經(jīng)現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)ECU連接線束的接插件進水短路，造成車子熄火拋錨。由于整車ECU布置的位置過低，當(dāng)路面積水達到一定深度時，導(dǎo)致接插件內(nèi)進水，信號失靈，造成車子拋錨，見圖7～圖9。

圖7 ECU布置不合理實例

圖8 接插件進水實例

圖9 接插件進水已銹蝕

改進接插件設(shè)計、重新確定ECU的位置：（1）采用防水結(jié)構(gòu)的接插件，參見圖10；（2）發(fā)動機與整車配套時，在配套技術(shù)協(xié)議中明確規(guī)定ECU安裝布置位置：如客車布置在后排五人座位后，卡車布置在副駕駛前，并將ECU安裝在防水、防油、防塵、透氣的空間內(nèi)，圖11為某配套客車的ECU布置效果圖；（3）加強用戶培訓(xùn)，并增加警示標(biāo)識：嚴(yán)禁用水沖洗發(fā)動機機艙，避免人為引起的接插件進水，造成車輛拋錨，見圖12。

圖10 防水結(jié)構(gòu)

圖11 客車的ECU布置效果圖

圖12 警示標(biāo)識

3.3 天然氣發(fā)動機線束故障

有用戶反映，天然氣發(fā)動機使用1年多后，出現(xiàn)線束波紋管破損。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，比較典型的線束問題有2種情況：線束波紋管磨破和波紋管老化脆斷，使導(dǎo)線外露并造成導(dǎo)線斷裂，分別參見圖13和圖14。

圖13 波紋管磨損

圖14 波紋管老化脆斷使導(dǎo)線外露、斷裂

對此進行原因分析：（1）線束固定不合理使波紋管磨損；（2）線束布置不合理，過于靠近熱源，導(dǎo)致波紋管高溫老化；或波紋管選用的耐溫等級不夠。

針對上述分析，分別制定以下改進措施：

（1）線束的布置、走向和固定要合理，避免振動與摩擦。即線束布置時要避免線束與其他物體的摩擦，在相對移動的部件間要留有足夠的余量，避免車輛運行中線束拉扯導(dǎo)致線束損壞，導(dǎo)致信號干擾。一般發(fā)動機電控主干線束固定間距不大于150 mm，分支線束固定間距不大于200 mm。固定點采用的零件要對線束固定牢固、不松動；線束平行走向，按照間距要求要分別捆綁在平行固定支架上；線束交叉走向，要分別捆綁在相應(yīng)位置上的固定支架上。

（2）線束固定布置時，避免與發(fā)動機熱源處（如排氣管等）接觸。如在熱區(qū)布局時，需要在線束外加隔熱裝置，如鋁箔布、支架保護。

（3）天然氣發(fā)動機線束技術(shù)要求，除特殊指明，采用滿足QC/T 730－2005《汽車用薄壁絕緣低壓電線》標(biāo)準(zhǔn)的125℃以上輻照交聯(lián)聚烯烴耐高溫阻燃線。線束附件（波紋管、膠帶等）的阻燃等級應(yīng)達到GB/T 2408－2008《塑料 燃燒性能的測定水平法和垂直法》。寬域氧傳感器處無法遠(yuǎn)離熱源時，應(yīng)提高相應(yīng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：采用滿足 QC/T 730－2005標(biāo)準(zhǔn)的150℃以上輻照交聯(lián)聚烯烴耐高溫阻燃線，護套為玻璃纖維隔熱護套。

4 線束供應(yīng)商的質(zhì)量管理

在線束產(chǎn)品使用前期，要求供應(yīng)商對選用原材料進行性能試驗，線束總成產(chǎn)品型式試驗。按照QC/T 29106－2004《汽車低壓電線束技術(shù)條件》和QC/T 413－2002《汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件》等，做相應(yīng)試驗。

在線束設(shè)計與安裝過程中，根據(jù)汽車線束行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及顧客產(chǎn)品使用環(huán)境、路況及性能要求，與線束廠家共同簽署線束開發(fā)協(xié)議，明確設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容。在進行可靠性試驗時，線束應(yīng)該搭載在發(fā)動機上，同時做臺架試驗。線束還要經(jīng)過高溫、高寒、低溫等路試試驗，以驗證線束連接的可靠性及部件性能。

線束的性能試驗應(yīng)該包括耐低溫、耐高溫、耐溫度變化、耐鹽霧、耐振動、耐工業(yè)溶劑、耐溫度變化、濕度循環(huán)變化、電壓降、壓接接點橫斷面試驗和端子與導(dǎo)線橫斷面試驗。

線束的試驗環(huán)境一般是指發(fā)動機上的使用溫度，即零下40℃，零上130℃。要求經(jīng)過低溫和高溫8 h連續(xù)環(huán)境試驗，判斷線束波紋管、膠帶纏繞是否有松散及脫落的現(xiàn)象，電路是否100%合格，無短路、錯路的現(xiàn)象。在低溫（-40℃）和高溫(130℃)循環(huán)溫度變化下，線束也應(yīng)符合性能要求，零件無松脫、端子無脫出，線束插件安裝完好，電路是否100%合格，無短路、錯路的現(xiàn)象。根據(jù)路況及環(huán)境不同，還要經(jīng)過48 h鹽霧試驗，電路是否100%合格，無短路、錯路的現(xiàn)象。信號連接性能不受影響，并且經(jīng)過工業(yè)溶解浸入，如發(fā)動機機油、防凍液、柴油、玻璃清洗液等溶劑浸入后，保持3 min后取出，干燥30 min。進過20個循環(huán)后，線束波紋管、膠帶纏繞是否有松散及脫落的現(xiàn)象，電路是否100%合格，無短路、錯路的現(xiàn)象。線束在潮濕的環(huán)境下工作，在10%～65%相對濕度下，經(jīng)過10個循環(huán)周期試驗后，線束還應(yīng)滿足使用性能要求，電路是否100%合格，無短路、錯路的現(xiàn)象。對于線束中端子與導(dǎo)線壓接質(zhì)量，一般通過電壓降測試進行驗證，

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Quality Control and Improvement for Engine Wiring Harness

Yuan Shuyun
（Shanghai Diesel Engine Co.,Ltd.,Shanghai 200438,China）

Wiring harness has a great effect on signal connection and transmission for vehicle matching. As vehicle nerve,no one will be suspicious of its importance.The quality issues are solved not only by researching and analyzing failure occurred in different stages of vehicle matching but also by providing and using improving measures and quality management standard.

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10.3969/j.issn.1671-0614.2012.01.012

來稿日期：2011-11-29

袁淑云（1974-），女，工程師，主要研究方向為技術(shù)質(zhì)量改進管理和新產(chǎn)品項目質(zhì)量管理與策劃。