Анализ автомобильных водонепроницаемых жгутов проводов

Автомобильные жгуты электропроводки аналогичны нервной системе транспортных средств, они соединяют все большее количество электрических устройств и играют важную роль в передаче энергии и передаче сигналов. Это напрямую влияет на качество и производительность автомобиля. Таким образом, помимо удовлетворения основных требований к эксплуатационным характеристикам автомобиля, требования к качеству самого жгута проводов также очень высоки. Среди них водонепроницаемость является одним из ключевых показателей оценки качества жгутов проводов и играет решающую роль.

В этой статье представлены некоторые общие меры по повышению водонепроницаемости автомобильных жгутов проводов.

1. Отдел автомобильных водонепроницаемых зон

Автомобиль можно разделить на влажные зоны и сухие зоны. Согласно техническим условиям на автомобильные жгуты проводов QC/T 29106-2014, сухая зона — это зоны, где жгут проводов не требует специальной водонепроницаемой обработки, например салон, пассажирский салон и багажник. Сюда входят жгуты для приборной панели, крыши, центральной консоли и заднего бампера. Влажные зоны — это зоны за пределами сухих зон, где ремни безопасности требуют специальной водонепроницаемой обработки, в том числе моторный отсек и четыре двери. В качестве примеров можно привести жгуты двигателя, жгуты переднего бампера, кабели аккумуляторных батарей и дверные жгуты.

1.1 Определение рейтингов водонепроницаемости

Стандарт ISO 20653 «Дорожные транспортные средства — степени защиты (код IP) — защита электрооборудования от посторонних предметов, воды и контакта» вводит концепцию уровней защиты. Эти уровни определяют степень защиты от внешних факторов, таких как вода, и проверяются стандартизированными методами испытаний. Конкретные определения уровней водонепроницаемости приведены в таблице 1.

1.2 Классификация рейтингов водонепроницаемости

На основе этих определений и экологической стабильности различных зон в стандарте ISO 20653 приведены примеры оценок водонепроницаемости для различных автомобильных зон, как показано в таблице 2. Кроме того, в документе QC/T 413-2002 «Основные технические условия на автомобильное электрооборудование» указаны подробные требования к уровням водонепроницаемости в различных зонах:

Изделия, находящиеся под капотом или на открытом воздухе, должны соответствовать стандарту IPX4 и выдерживать испытания на наличие брызг воды.

Продукты, находящиеся в салоне или багажнике, должны соответствовать стандарту IPX3 и проходить испытания на распыление воды.

Кроме того, контроллеры, разъемы и сопутствующие компоненты не следует размещать на расстоянии 100 мм от пола. В случае необходимости необходимо принять надлежащие меры по герметизации.

1.3 Определение глубины проходки

При разработке транспортных средств в таких сценариях, как проезд по затопленным улицам или низменным районам, необходимо учитывать способность транспортного средства вброд. В связи с этим вводится понятие «болотная линия», представляющая собой максимальную глубину, которую транспортное средство может безопасно преодолевать с определенной скоростью. Для транспортных средств, работающих на традиционном топливе, это не предусмотрено ни одним национальным стандартом; оно определяется производителями. На рис. 1 показана глубина брода для конкретной модели.

Для электромобилей требования к прохождению более строгие. Например, в Шанхае стандарт на транспортные средства, работающие на новых источниках энергии, требует, чтобы транспортное средство двигалось вброд по следующим направлениям:

Глубина 15 см со скоростью ≥30 км/ч в течение 10 минут.

Глубина 30 см со скоростью ≥5 км/ч (вперед и назад) в течение 10 минут.

2. Меры по водонепроницаемой герметизации жгутов проводов

Чтобы соответствовать требованиям к водонепроницаемости в различных зонах, жгуты проводов в первую очередь нуждаются в защите во влажных зонах и в переходных зонах от сухого к влажному. Существующие меры по обеспечению водонепроницаемости можно разделить на две категории: выбор компонентов и проектирование трасс.

2.1 Выбор компонентов

Разъемы

Водонепроницаемые разъемы обычно используются во влажных зонах. Эти разъемы обеспечивают механическую и электрическую целостность при определенных условиях давления воды. Особенности включают в себя:

Резиновые уплотнения: обеспечьте герметичность между разъемами и штекерами.

Водонепроницаемые заглушки и заглушки: предотвращайте попадание воды через неиспользуемые разъемы. Они должны соответствовать диаметру проводов. (См. рисунки 2 и 3).

Термоусадочные трубки

В таких местах, как соединения проводов и клеммы заземления во влажных зонах, требуются клейкие термоусадочные трубки для предотвращения коррозии и обеспечения изоляции. Выбор трубки зависит от диаметра проволоки и рабочей температуры (например, ≥125°C для моторных отсеков). Надлежащее применение включает контроль за:

Температура усадки

позиционирование

Коэффициент усадки (см. рис. 4).

Резиновые компоненты

Резиновые компоненты используются в переходных зонах (например, брандмауэрах, дверях) для изоляции влажных и сухих зон. Размеры должны обеспечивать плотное прилегание резиновых деталей к листовому металлу с учетом радиальных допусков.

Водонепроницаемые зажимы

Зажимы на переходах между сухими и влажными поверхностями должны избегать перфорации листового металла. В случае необходимости следует использовать водонепроницаемые зажимы, обеспечивающие гладкость окружающих поверхностей для эффективной герметизации. (См. рисунок 5).

Жгуты проводов ABS

Проводка ABS должна выдерживать движение, брызги воды и погружение в воду. Герметизация достигается за счет резиновых уплотнений и формованных деталей. Производители часто проводят испытания под давлением для проверки.

2.2 Проектирование трасс

Помимо выбора компонентов, конструкция трассировки влияет на водонепроницаемость:

Ориентация компонентов: разъемы во влажной зоне должны быть обращены вниз или горизонтально, чтобы предотвратить скопление и попадание воды.

Пути маршрутизации: жгуты проводов должны обеспечивать:

Жгуты во влажной зоне расположены ниже жгутов в сухой зоне, чтобы предотвратить перенос воды.

Необернутые секции, расположенные вблизи переходов, предотвращают капиллярное воздействие и используют такие неабсорбирующие материалы, как ПВХ.

Дополнительные точки дренажа повышают надежность (см. рис. 6).

3. Тестирование и проверка водонепроницаемости

3.1 Валидация компонентов

Тестирование включает в себя:

Испытания на циклическое изменение температуры, распыление воды, погружение и перепад давления.

Резиновые детали подвергаются испытаниям на распыление воды 0,3 МПа, чтобы убедиться в отсутствии утечек.

После испытаний на погружение сопротивление изоляции стыков во влажной зоне должно превышать 100 МОм. (См. рисунки 7 и 8).

3.2 Валидация уровня транспортного средства

Тестирование транспортного средства включает в себя:

Испытания на водонепроницаемость: смоделируйте реальные сценарии (например, распылительные камеры, автомойки, мойки под высоким давлением). После испытания жгуты в сухой зоне проверяются на предмет повреждений.

Испытания на вброд: оценивайте эксплуатационные характеристики при различной глубине и скорости воды.

Прогнозное тестирование: смоделируйте случайные сценарии, такие как разливы воды в каютах и багажниках (см. рис. 9 и 10).

4. Заключение

В данной статье анализируется влияние выбора компонентов и схемы прокладки на водонепроницаемость жгутов проводов. В ней изложены практические меры и проверочные испытания, призванные помочь в дальнейшем совершенствовании конструкции автомобильных жгутов проводов.