淺談汽車線束防水設(shè)計

衛(wèi)強　呂自國　陳偉　張坤

【摘? 要】防水性能是線束設(shè)計中至關(guān)重要的一項。本文淺談汽車線束的防水設(shè)計，為設(shè)計人員提供參考，以便能盡量減少防水失效的案例發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】汽車；線束；防水

中圖分類號：U463.62? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）08-0035-02

Discussion on Automobile Harness Waterproof Design

WEI Qiang，LV Zi-guo，CHEN Wei，ZHANG Kun

（Tianhai Auto Electronics Group Co.，Ltd.，Hebi 458030，China）

【Abstract】Waterproof performance is a crucial aspect in wiring harness design. This article discusses the waterproof design of automotive wiring harnesses，providing reference for designers to minimize the occurrence of waterproof failure cases.

【Key words】automobile；wiring harness；waterproof

汽車線束作為汽車電器的神經(jīng)系統(tǒng)，具有連接整車所有用電器的關(guān)鍵作用。若汽車線束防水設(shè)計失效，輕則造成相關(guān)電器功能癱瘓，無法正常使用，重則會引起短路起火，威脅到乘客的生命和財產(chǎn)安全，所以防水設(shè)計是線束設(shè)計中不可忽視的一項內(nèi)容。本文將從整車的干濕區(qū)分布及線束防水設(shè)計思路上進行介紹。

1? 整車干濕區(qū)分布

通常，將前后保線束、前艙線束、底盤線束、4門線束作為濕區(qū)線束進行重點設(shè)計。如圖1所示，整車濕區(qū)位置主要集中在紅線之間的部分。整車濕區(qū)具體位置分布如下所述。

1）下車體區(qū)域（涉水風險）：“涉水線”指汽車滿載狀態(tài)下以10km/h的車速行駛時所能正常經(jīng)過的最深水域的水平面，一般距離地面450mm左右。涉水線以下區(qū)域的線束如前后保線束、前艙線束部分分支、底盤線束等均有涉水風險。

2）儀表臺區(qū)域（冷凝水滴落風險）：主要是指空調(diào)風道正下方的部分區(qū)域（儀表臺下方和中控臺通道下方），會有冷凝水滴落的風險。儀表臺其他區(qū)域，線束設(shè)計時通常認為是干區(qū)。

3）艙內(nèi)左右后輪罩鈑金區(qū)域（漏水風險）：對于有天窗的車型，此處需考慮漏水風險。

4）前艙指定區(qū)域（淋水風險）：當雨淋或洗車時，水流入前艙蓋縫隙，縫隙正下方區(qū)域會有淋水風險，具體包括流水槽內(nèi)側(cè)、左右減振塔內(nèi)側(cè)、左右縱梁上方、左右縱梁外側(cè)、前端模塊內(nèi)外側(cè)等。

5）前圍板內(nèi)側(cè)（淋水風險）：汽車前風擋貼膜時，大量水從儀表臺及鈑金縫隙流入A柱鈑金及內(nèi)側(cè)前圍鈑金。

2? 濕區(qū)的線束防水設(shè)計思路

2.1? 連接器

1）濕區(qū)應(yīng)首先選用防水連接器。一般汽車線束防水連接器防水等級不低于IP67，防水連接器在水深1m的水壓處浸泡30min，連接器內(nèi)部的電氣性能仍可以保持正常，不影響使用。圖2為防水與非防水連接器實物圖。

2）連接器相關(guān)的其它附件如密封圈、防水栓、盲堵、導(dǎo)線等要與連接器適配。密封圈可以保證線束連接器和用電器之間的密封性。防水栓、盲堵和連接器之間的過盈配合可有效防止水從連接器孔位滲入。導(dǎo)線和防水栓之間過盈配合，防止水從導(dǎo)線表皮滲入內(nèi)部端子。

3）要留意選配方案的盲堵：同一款車型通常會包含多個配置，如一個10pin連接器，若高配車型需要用到10根導(dǎo)線，低配車型只需要8根導(dǎo)線。因此在生產(chǎn)低配車型時，需要把空余的2個孔用盲堵密封住。

2.2? 卡點（焊點）

前艙、前后保、底盤、4門全區(qū)域打卡處或焊接處需要用雙壁（帶膠）熱縮管密封，生產(chǎn)時需保證烤縮完成后熱熔膠肉眼可見溢出熱縮管，以保證打卡（焊接）線之間完全密封無縫隙。卡點（焊點）熱熔膠密封示意如圖3所示。

2.3? 導(dǎo)線

發(fā)動機內(nèi)部、變速器內(nèi)部等區(qū)域的線束長期處于浸水區(qū)，該區(qū)域?qū)Ь€需選用耐水解的導(dǎo)線。一般TPE、TPU、鐵氟龍材質(zhì)的線皮具有更好的耐水解性，如FLR13Y型號的導(dǎo)線。

2.4? 橡膠件

線束從干濕區(qū)之間過孔，通過橡膠件的彈性和車身鈑金過盈配合不留縫隙，并用防水泥填充線束和橡膠件之間的間隙，保證密封效果。一般前艙線束防火墻過孔、門線束干濕區(qū)過孔、車身線束尾燈分支過孔、車身線束底盤線束（EPB分支、輪速分支）過孔等需要橡膠件密封防水。圖4為門線束橡膠件過孔示意圖。

2.5? 卡扣

1）干濕區(qū)分界，如底盤鈑金和前艙防火墻鈑金處，通常選用螺柱型卡扣（圖5），以避免干區(qū)和濕區(qū)之間開孔留縫，水滴從孔滲入。

2）若干區(qū)和濕區(qū)之間實在無法避免開孔，需選用帶海綿墊的防水卡扣（圖6），海綿墊高度一般不小于3.5mm。通常，門線束上會選用帶海綿墊的防水卡扣。

2.6? 端子

濕區(qū)的搭鐵端子需用雙壁熱縮管密封（圖7），而電纜端子除需用雙壁熱縮管以外，壓接部位還需要搪錫。

3? 整車線束布置

3.1? 安裝孔的要求

1）橡膠件和防水卡扣的安裝孔，要求孔周邊有大于橡膠件、卡扣輪廓的平面，以保證線束零件能緊密貼合在鈑金上，不留縫隙。對角線長度超過40mm的鈑金孔，如前艙線束防火墻主過孔處，推薦鈑金進行翻邊設(shè)計，以保證橡膠件的密封性。

2）跨配置差異的干濕區(qū)孔，需留意堵孔。如：門鈑金、鈑金外側(cè)為濕區(qū)，鈑金內(nèi)側(cè)為干區(qū)；滿配車型時門上有2個攝像頭，需要2個防水卡扣固定；低配車型上若只有1個攝像頭，此時門鈑金上有2個孔，需把另外1個高配時用的孔堵住，防止水從濕區(qū)流入干區(qū)。

3.2? 連接器要求

1）濕區(qū)連接器不能口朝天。如前艙的連接器若是進線孔朝天，水流可能會順著線束分支流入連接器內(nèi)部。濕區(qū)連接器示意圖如圖8所示，圖中右上角的連接器，有進水風險。

2）空調(diào)管路最低點下方不能布置連接器，也不能有下行的線束分支，防止引流到連接器。

3）空調(diào)冷管下方不能有連接器，防止冷凝水滴落在連接器上。

3.3? 熔斷絲盒

1）熔斷絲盒最低面距離地面的高度應(yīng)大于600mm，避免一般情況下的泡水風險。

2）熔斷絲盒的底蓋需要有漏水孔。

3）其它搭鐵端子要利用空間位置，避免出現(xiàn)水由于自身重力向下匯集形成積水區(qū)。

3.4? 干高濕低原則

線束整體滿足干高濕低的原則。以橡膠件為例，以橡膠件為起始點，橡膠件濕區(qū)側(cè)線束走向需下行，干區(qū)側(cè)走向需上行，防止?jié)駞^(qū)水通過導(dǎo)線引流至干區(qū)，如圖9所示。

3.5? 線束在排水點最低處

整車排水點附近的線束，如門線束和前后保線束，布置上需固定走向，設(shè)計最低滴水點，將雨水排到車外，如圖10所示。若線束無法保證將雨水通過排水點排到車外，雨水可能會沿著重力的方向順著線束分支流入連接器，進而導(dǎo)致用電器進水失效。

4? 工藝要求

工藝要求是設(shè)計要求的補充，如雙壁熱縮管需要溢膠，分支點處需要交叉纏繞，部分連接器尾端需要注塑等。整體策略是濕區(qū)線束銅絲、屏蔽層、端子、卡點等密封不暴露在外。

5? 結(jié)語

防水性能作為線束設(shè)計中至關(guān)重要的一項，在設(shè)計中要綜合考慮線束周邊環(huán)境、生產(chǎn)工藝、汽車行駛工況、售后與維修等因素，且設(shè)計完成后還要經(jīng)過實驗驗證和耐久車狀態(tài)跟蹤，以保證設(shè)計的可靠性，盡量減少防水失效的案例發(fā)生。

（編輯? 凌? 波）

作者簡介

衛(wèi)強（1982—），男，高級工程師，線束研發(fā)中心技術(shù)總監(jiān)。