一種新型電子風(fēng)扇連接器

王 奇，王彥波，杜曉蕊

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

汽車電子風(fēng)扇是汽車的關(guān)鍵部件，由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度開關(guān)控制其運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)水溫升高至上限值時(shí)，溫控器接通電源，電子風(fēng)扇開始工作；待水溫降低至下限值時(shí)，溫控器關(guān)閉電源，風(fēng)扇停止工作。電子扇通常有兩級(jí)轉(zhuǎn)速，90℃一級(jí)低速，95℃二級(jí)高速。電子扇最重要的功能是用來給水箱降溫，當(dāng)汽車行駛一段時(shí)間后，水箱的水溫就會(huì)升高，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，需要進(jìn)行降溫，這時(shí)電子扇就需要工作了。

電子扇電機(jī)工作時(shí)電流較大，瞬時(shí)工作電流可達(dá)50A，另外電子風(fēng)扇的安裝部位屬于汽車濕區(qū)。這就要求連接電子風(fēng)扇的連接器要滿足以下兩個(gè)方面：一是滿足較高電流的要求；二是需要連接器具有可靠的防水功能。

鑒于以上現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種可以滿足電子風(fēng)扇性能要求的大電流防水連接器（圖1），同時(shí)該連接器需滿足消除電弧對(duì)操作人員的危害。下文對(duì)該連接器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析說明。

圖1 新型連接器裝配示意圖

1 電弧防護(hù)

鑒于電子風(fēng)扇連接器使用的電流較大，瞬間可達(dá)50A，該電流足以對(duì)人體造成危害，所以在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，消除大電流危害成為一個(gè)亟待關(guān)注的問題。本產(chǎn)品的解決方案是利用控制電路和電流傳輸電路接觸的一個(gè)高度差，通過先后的插合/斷開順序，實(shí)現(xiàn)消除電流對(duì)人體危害的目的。電弧防護(hù)示意見圖2。

圖2 電弧防護(hù)示意圖

從圖2中不難看出，在控制信號(hào)電路接通之前，用于電流傳輸作用的端子首先進(jìn)行接觸，而此時(shí)控制信號(hào)的端子距離接觸尚有一段距離，等到控制信號(hào)接觸時(shí)，電流傳輸?shù)慕佑|已經(jīng)完成，從而避免了大電流端子接觸瞬間的電弧危害。

2 密封設(shè)計(jì)

該連接器的使用環(huán)境為汽車的濕區(qū)，要求連接器必須滿足防水的要求，設(shè)計(jì)過程執(zhí)行的防護(hù)等級(jí)為IP67。同時(shí)要滿足汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T1067.1-2017氣密性要求，在48kP大氣壓下，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)零逸出的密封要求，即流體/氣體逸出量和泄漏量為零［1］。

結(jié)合本產(chǎn)品的配合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，密封包含端子與護(hù)套的密封以及護(hù)套之間的密封。端子與護(hù)套的密封是通過端子壓接密封堵后，通過密封堵與護(hù)套的進(jìn)線端的內(nèi)壁孔徑過盈配合，實(shí)現(xiàn)的密封效果。

護(hù)套之間的密封是通過在插座護(hù)套的中島外圈與密封圈過盈裝配，保證密封圈與護(hù)套中島的密封。而后通過密封圈的外圈與插頭護(hù)套現(xiàn)的密封形式，最終實(shí)現(xiàn)了整個(gè)傳輸系統(tǒng)的防水要求。另外需要注意的是：護(hù)套上用于密封的表面，均需要表面光潔，不得有毛刺、錯(cuò)臺(tái)等影響產(chǎn)品光潔度的缺陷。

3 PLR設(shè)計(jì)

端子一次自鎖加強(qiáng)機(jī)構(gòu)Primary Lock Reinforcement（PLR）［1］，該產(chǎn)品PLR的作用有以下兩個(gè)。

1）確保端子一次自鎖結(jié)構(gòu)保持在正確位置的機(jī)構(gòu)。首先將PLR裝配到預(yù)裝位置，然后裝配端子，端子與護(hù)套彈舌完全掛接后，此時(shí)PLR可以順利安裝到最終位，如果端子未安裝到位，PLR無法安裝到最終位，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的防錯(cuò)。本產(chǎn)品中的PLR還設(shè)計(jì)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，在PLR與護(hù)套中島配合之前，PLR的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)先行起作用，可以引導(dǎo)連接器的裝配。PLR裝配示意見圖3。

圖3 PLR裝配示意圖

2）避免密封圈的脫落，增加密封圈在護(hù)套中的裝配可靠性。PLR底部設(shè)計(jì)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，可以有效避免密封圈在運(yùn)輸/使用過程脫落問題。開口部位設(shè)計(jì)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，方便插頭端子的插入，降低了端子退位風(fēng)險(xiǎn)。PLR與密封圈配合示意見圖4。

圖4 PLR與密封圈配合示意圖

4 連接器間配合設(shè)計(jì)

該產(chǎn)品端面為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)為：產(chǎn)品裝配/使用過程中的受力更加均勻，產(chǎn)品有利于注塑成型，但該種結(jié)構(gòu)在對(duì)插過程中容易出現(xiàn)對(duì)插方向不易識(shí)別而導(dǎo)致錯(cuò)裝的風(fēng)險(xiǎn)，基于以上潛在隱患，特在連接器端面開口部位增加防錯(cuò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以此規(guī)避錯(cuò)裝的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過防錯(cuò)位置的調(diào)整可以實(shí)現(xiàn)多種配合結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品類型。防錯(cuò)結(jié)構(gòu)示意見圖5。

圖5 防錯(cuò)結(jié)構(gòu)示意圖

護(hù)套間的掛接是通過插座護(hù)套的彈性掛鼻與插頭護(hù)套的掛點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，為避免掛鼻在受力過程失效，特在護(hù)套的掛鼻部位增加了CPA，以此確保連接器間的掛接可靠性。如圖6所示。

圖6 CPA裝配示意圖

5 外掛鈑金設(shè)計(jì)

為滿足產(chǎn)品與車身鈑金的掛接要求，特增加了外掛鈑金結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。鈑金支架與護(hù)套的掛接是通過鈑金支架上的掛接孔與外掛結(jié)構(gòu)的掛點(diǎn)實(shí)現(xiàn)有效掛接，滿足產(chǎn)品的掛接可靠性。如圖7所示。

圖7 外掛鈑金裝配示意圖

6 護(hù)套型腔設(shè)計(jì)

該電源傳輸系統(tǒng)和通信控制系統(tǒng)選用的是9.5規(guī)格和6.3規(guī)格的雙層端子。雙層端子的外層鋼卡為彈性優(yōu)越的合金材料，通過端子外層的掛刺與護(hù)套掛臺(tái)掛接，保證端子與護(hù)套的掛接可靠性，并且外部鋼卡防護(hù)內(nèi)層導(dǎo)電端子的同時(shí)，可以有效保證端子插合后的接觸壓力，降低了應(yīng)力松弛，提高了插拔耐久性。如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)適配端子示意圖

7 結(jié)束語

電子風(fēng)扇是保證車輛正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件，特別是由于產(chǎn)品使用的部位為高溫高濕的環(huán)境中，所以對(duì)于產(chǎn)品的耐候性和密封性就有了嚴(yán)格的要求。還有一點(diǎn)需要特別注意的是電子風(fēng)扇的電流較大，消除電流對(duì)人體的損害是一個(gè)非常值得關(guān)注的因素。鑒于該產(chǎn)品為平臺(tái)化部件，并無專用車型要求，所以市場(chǎng)推廣前景廣闊。