論商用車后處理線束防水性提升

黃雙翔

摘 要：本文主要介紹商用車市場(chǎng)出現(xiàn)的尿素泵進(jìn)水問(wèn)題，通過(guò)售后舊件聯(lián)合分析、模擬試驗(yàn)驗(yàn)證等對(duì)失效因素進(jìn)行分析，最終找到尿素泵進(jìn)水原因，提出改善措施，改善后驗(yàn)證效果良好。

關(guān)鍵詞：商用車;尿素泵;線束;防水性

1 尿素泵失效的影響

1.1 商用車尿素泵工作原理

在國(guó)四排放實(shí)施后，國(guó)內(nèi)商用車多采用SCR催化系統(tǒng)。尿素泵作為SCR系統(tǒng)中的子部件，是將尿素溶液從尿素罐中泵出，并通過(guò)輸送管道將尿素溶液運(yùn)送到噴嘴，利用尿素溶液與NOx氧化還原反應(yīng)，生成對(duì)人體無(wú)毒害的N2，并排放到大氣中。

1.2 尿素泵進(jìn)水失效的后果

尿素泵進(jìn)水失效會(huì)致使后處理系統(tǒng)發(fā)生故障，ECU會(huì)減少噴油量，最終導(dǎo)致車輛出現(xiàn)限扭情況。不僅如此，針對(duì)尿素泵進(jìn)水失效問(wèn)題，售后只能通過(guò)更換尿素泵解決故障，單臺(tái)索賠率高，客戶抱怨強(qiáng)烈。

2 尿素泵進(jìn)水失效故障分析

通過(guò)尿素泵售后舊件拆解分析，其插接件處、內(nèi)部均存在水跡，插接件燒蝕（圖1）、內(nèi)部電器件損壞。尿素泵外殼結(jié)合面密封良好，無(wú)進(jìn)水痕跡，推測(cè)水從后處理線束端進(jìn)入尿素泵內(nèi)部（圖2）。

后處理線束“接尿素泵”插接件采用的型號(hào)為2-1703639-1（AMP），其插接件防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IPX7。根據(jù)GB 4208-2017 外殼防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的IPX7防護(hù)等級(jí)：試樣放進(jìn)浸水箱后，樣品底部到水面的距離至少為1m，試樣頂部到水面距離至少為0.15m。經(jīng)過(guò)30min靜置后，將試樣從浸水箱中取出，擦干外部水漬后，試樣內(nèi)部無(wú)進(jìn)水情況。

由于線束廠家未能有效識(shí)別線束防水特性，且產(chǎn)品生產(chǎn)一致性控制不力，最終導(dǎo)致后處理線束防水性不足。

2.1 熱縮管無(wú)防水性

經(jīng)舊件拆解觀察，后處理線束靠近尿素泵插接件節(jié)點(diǎn)處熱縮管破損，導(dǎo)線銅絲發(fā)黑。原因分析：?jiǎn)伪跓峥s管無(wú)防水性，水從單壁熱縮管進(jìn)入線束內(nèi)部，進(jìn)而流入尿素泵內(nèi)部。插接件進(jìn)水引起針腳短路，會(huì)產(chǎn)生大電流通過(guò)導(dǎo)線，導(dǎo)致熱縮管破損、銅絲發(fā)黑。

2.2 插接件盲堵缺失

由于線束廠家人員未按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)作業(yè)，漏裝部分尿素泵插接件盲堵，致使線束防水性不足。水從插接件盲堵缺失處直接進(jìn)入尿素泵，進(jìn)而導(dǎo)致尿素泵進(jìn)水失效。

2.3 線束耐磨性不足

部分后處理線束在距離尿素泵插接件尾部約30mm位置發(fā)生斷裂。原因分析：由于車輛使用工況惡劣，泥沙進(jìn)入線束波紋管后，在車輛行駛振動(dòng)的環(huán)境下，線束被泥沙干涉磨破導(dǎo)致銅絲外漏。水可從導(dǎo)線破損處進(jìn)入尿素泵內(nèi)部。

2.4 尿素泵布置位置不合理

①離地高度約為650mm。尿素泵布置位置過(guò)低，車輛經(jīng)過(guò)低洼路況時(shí)，低洼中的水可直接接觸尿素泵，存在進(jìn)水風(fēng)險(xiǎn);②布置于前輪后方。車輛在行駛過(guò)程中，車輪卷起的雨水、沙石飛濺至尿素泵，長(zhǎng)期作用下，易導(dǎo)致接頭進(jìn)水。③缺少護(hù)板隔離。尿素泵暴露于外界環(huán)境，車輛在行駛過(guò)程中為動(dòng)態(tài)，并受到振動(dòng)、溫度、濕度等因素影響，達(dá)到IPX7防護(hù)等級(jí)的尿素泵未必能應(yīng)對(duì)實(shí)際車輛復(fù)雜的環(huán)境要求。

3 后處理線束防水性提升方向

3.1 熱縮管質(zhì)量提升

雙壁熱縮管外層采用優(yōu)質(zhì)、柔軟的交聯(lián)聚烯烴材料，內(nèi)層熱熔膠復(fù)合加工而成。其外層材料具有絕緣防腐、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)層具有低熔點(diǎn)、防水、密封和高粘接性等優(yōu)點(diǎn)。采用雙臂熱縮管代替普通熱縮管，可避免線束節(jié)點(diǎn)處進(jìn)水，提升線束防水性。

3.2 氣密性測(cè)臺(tái)的使用

盲堵裝配依靠人員操作，普通電檢測(cè)試臺(tái)（圖3）無(wú)法檢出漏裝盲堵問(wèn)題。氣密性電檢測(cè)試臺(tái)（圖4）集線束導(dǎo)通測(cè)試、接頭密封性測(cè)試為一體的終檢測(cè)試臺(tái)，可防止由于人員疏忽導(dǎo)致的盲堵漏裝問(wèn)題。

3.3 提升線束耐磨性

該處線束包扎方式為普通電工膠布花纏，電工膠布花纏形式無(wú)法保證線束耐磨性。線束采用布基膠帶全包形式（圖5），避免線束與泥沙接觸磨損導(dǎo)致斷裂問(wèn)題發(fā)生，提升其耐磨性。

3.4 優(yōu)化尿素泵布置位置

①將尿素泵位置從650mm離地高度提高至1350mm，避免車輛經(jīng)過(guò)低洼路況時(shí)，尿素泵侵入低洼水中;②布置位置遠(yuǎn)離車輪前、后方，避免車輪卷起的泥水接觸尿素泵;③尿素泵外部增加蓋板防護(hù)，有效避免雨水直接與尿素泵接頭接觸。

4 改進(jìn)效果驗(yàn)證及建議

上述改進(jìn)方案進(jìn)行實(shí)車售后驗(yàn)證，尿素泵進(jìn)水問(wèn)題市場(chǎng)3mis故障率由1.1%降低為0.2%，方案驗(yàn)證有效。

因此，對(duì)易受進(jìn)水問(wèn)題影響的零部件，在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和改進(jìn)過(guò)程中建議：

1）設(shè)計(jì)前期對(duì)零部件防水特性進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別潛在失效風(fēng)險(xiǎn)，在零部件生產(chǎn)中保證產(chǎn)品一致性。

2）針對(duì)防水性要求高的零件，盡量采取相應(yīng)措施避免零部件在外露環(huán)境中布置。

參考文獻(xiàn)：

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