淺談汽車電線束的品質控制

蔣廷云，陳勝國，王壽山，史 曹，宗喜旺

（河南天海電器有限公司，河南 鶴壁 458030）

汽車電線束在汽車中就好比人的神經系統，用來傳遞動力和信號；電線束的品質關系著汽車的性能和安全，看似很小的品質問題都會引起意想不到的品質事故，甚至威脅到人的生命安全。作者結合多年從事汽車電線束的設計開發經驗和過程開發經驗，淺談一下如何控制汽車電線束的品質。

1 電線束品質問題引起的故障案例

首先，請大家看幾個由于汽車電線束品質問題引起的故障案例。

案例1：某車踩油門踏板時油門沒反應，車速加不上去，發動機抖動和排氣管有黑煙冒出；判斷為線束接觸不良，更換發動機線束后，各種故障排除。經排查，是因為發動機線束中的發動機ECU插接件內端子尾部壓接不良，有銅絲外漏與相臨孔位的端子接觸，造成短路引起上述故障。

直接原因：線束短路。根本原因：線束生產過程沒有控制好，端子壓接不良。

案例2：某試驗車在做試驗過程中，車輛突然無法起動；鑰匙處于ON檔，EMS主繼電器不吸合。經排查，是因為線束布置不合理，與周邊件干涉，線束保護層被磨損，線束某回路電源線搭鐵導致出現上述故障。

直接原因：線束短路。根本原因：線束布置不合理，與周邊件干涉。

案例3：某試驗車打轉向燈時，曾經發生閃爍頻率加倍；接通報警燈開關時，轉向燈閃爍頻率正常。經查，是因為設計的時候沒有考慮到經轉向燈控制回路導線自身壓降對繼電器的影響，認為線束回路壓降不會大于0.5V，實際已經超過了1.0V。

直接原因：線束壓降過大。根本原因：設計考慮不周，導線線徑設計不合理。

案例4：前后頂燈熔斷絲易爆，原因是裝配頂篷線束用的電動工具緊固遮陽板時，將伸入到遮陽板里的化妝鏡燈線束打破，搭鐵短路造成的。

直接原因：線束短路。根本原因：裝配不合理。從上述案例可以得出，汽車電線束的產品設計開發過程和生產過程會對線束的品質產生影響。

2 電線束品質的控制

生產過程中影響線束品質的因素有：人、機、料、法、環、測，這么多因素怎么控制？首先還是先了解一下線束吧！線束的生產工藝流程為下線→壓接→組裝→電檢→外檢→質控檢驗→成品入庫。

我們知道，線束是勞動密集型生產模式，大部分工序需要人手工操作；人是不穩定的，是影響線束產品品質的關鍵，所謂的生產過程控制主要對于不同的生產工序，制定相應的標準化操作規范，任何一個操作工都必須嚴格執行，這樣生產出來的線束產品品質就能得到有力的保障。

2.1 標準化操作規范

根據國家標準QC／T29106—2004《汽車低壓電線束技術條件》和某企業線束標準，編制汽車電線束生產過程控制中各個關鍵工序的標準化操作規范。

2.1.1 導線剝皮作業規范

操作工在生產操作中要進行100%自檢。導線的顏色、型號應符合工藝要求，表面應光滑、無裂痕、無傷芯線絲現象。剝頭公差除工藝特殊要求外，需在-0.15～+0.3mm以內。導線剝皮作業中，必須使用準確的剝皮機器 （圖1）。

2.1.2 穿防水栓作業規范

操作工在生產操作中要對其原材料進行100%自檢。防水栓型號符合工藝要求，零件表面不應有裂痕、塑坑、毛刺等現象；導線顏色、型號應符合工藝要求，表面光滑、無裂痕、無傷芯線絲現象。

除工藝特殊要求外，穿防水栓時，導線絕緣皮可見且絕緣皮最大不得超過1mm，如圖2所示。

2.1.3 端子壓接作業規范

1）端子壓接位置如圖3所示。

2）電線位置如圖4所示。

3）端子壓接高度如圖5所示。

4）端子壓接剖面確認。端子與電線導體壓接處和壓接接點處橫斷面應符合下列要求：導體中所有單線的斷面應呈不規則多邊形，導體與端子相接部位、單線與單線之間應無明顯縫隙，端子壓接部位應包住全部導體。如圖6所示，端子壓接的卷曲部分a、b必須相接，且對稱；端子壓接卷曲部分a、b端部距底部c的距離d不小于單線標稱直徑的1／2；橫斷面底部兩側的毛刺高e應不超過端子壓接后的厚度g，毛刺寬度f應不超過g的1／2。

端子與電線導體壓接處和壓接接點處橫斷面不允許存在下列任何一種缺陷 （圖7）：端子卷曲部分a、b之間有縫隙；端子卷曲a或b的端部與端子其它部位相接；橫斷面上端子壓接部位出現裂紋h。

5）U型端子壓接作業規范：線芯末端在端子和絕緣皮之間；導線剝皮切口整齊且線芯及外部絕緣皮不能有損傷；沒有由于U型壓接過程導致的切斷或遺漏的芯線絲；所有芯線絲都在U型端子內。

切斷、遺漏的芯線束的定義：切斷的芯線束指在端子壓接后被切斷的芯線絲；遺漏的芯線束指在壓接后芯線絲被遺留在端子外。U型壓接合格的狀態如圖8所示，不合格狀態如圖9所示。

2.1.4 端子壓接-目視作業規范

端子壓接-目視作業規范如圖10所示。壓接時，壓接部位不許損壞或彎折，須與端子軸上的端子比較，看是否損壞。

注意：①合并線剝皮長度必須相同，位置對正；②導線截面不同時，導線必須上下疊加放置，而且小截面導線必須在下方。

2.1.5 熱縮管作業規范

熱縮管的標準作業為：壓接點位于熱縮管的中央，熱縮管緊貼導線，如圖11a所示。允許熱縮管輕微偏移壓接點，如圖11b所示。熱縮管未包住壓接點，或熱縮管被芯線劃破都屬于不規范作業，如圖11c所示。

2.1.6 護套組裝作業規范

護套組裝作業分為推、聽、拉三步，其操作規范如圖12所示。

2.1.7 膠帶纏繞作業規范

纏繞方向：由殼體開始向外纏繞，不反膠，不露線。膠帶繞制方向從塑件開始；膠帶兩端包緊，必要時，采用端頭纏繞；間隙纏繞，膠帶間距為20±5 mm；重疊膠帶，膠帶間至少50%重疊；定位膠帶包2～3圈。除工藝特殊要求外，密纏 （半疊纏繞）搭接標準為膠帶的50%，裸纏 （花纏）間隔距離標準為膠帶的50%。

膠帶末端翹起；膠帶繞制方向沒有從塑件開始；膠帶松開，未重疊；間隙纏繞，膠帶間距超過公差 （＜15mm或＞25mm）；重疊纏繞露導線則為不合格。

2.2 開發階段應該注意的事項

1）系統原理設計 包括熔斷絲選擇、線徑選擇、電源分配和搭鐵分配等；通過做短路測試，驗證熔斷絲與導線是否匹配；通過做回路壓降測試，檢驗導線是否選擇合理，通過做電器盒的溫升試驗檢驗電源分配是否合理等。

2）路徑布置設計 發動機線束布置走向盡可能保持與發動機機軸中心線平行，同時要避開高溫區；其它線束要避開運動件，不能和任何鋒利的金屬邊角接觸，到臨近的部件、管路有足夠的距離等。

3）線束集成設計 包括護套選擇、端子選擇和保護材料選擇等；通過做高低溫、鹽霧和振動等試驗，檢驗材料是否滿足要求。

4）線束工藝裝配 編寫裝配技術條件書時要合理，有可操作性；工人裝配過程中不能野蠻操作，杜絕扔、踩情況發生。

2.3 依據相關標準對汽車電線束的原材料檢驗

2.3.1 電線的檢驗

在汽車電線束使用的原材料中，電線使用最多，而且線束的整個制造過程及運轉過程都涉及電線，所以電線的品質控制最為關鍵。電線的主要參數和性能指標有：外觀結構、初始伸長率、高溫老化伸長率、耐高溫、抗冷彎、阻燃、耐油、耐磨、抗擠壓等。不同標準的電線參數如結構尺寸以及絕緣層材料和厚度都有差別，控制外觀結構的目的就是控制電線符合相應的標準和顏色要求。當電線的某一性能指標不滿足要求 （失效）時，線束的相關性能會下降。

國標電線檢驗的依據標準是JB／T-8139《公路車輛用低壓電線》和QC／T730《汽車用薄壁絕緣低壓電線》，日標電線檢驗的依據標準是JASO D 611／1994《汽車用薄壁絕緣低壓電纜》和JASO D 608／1992《汽車用耐熱低壓電纜》，德標電線檢驗的依據標準是DIN 72551《德國汽車用低壓電線》。

2.3.2 插接器的檢驗

汽車插接器 （包括端子和護套）是構成線束的最基本單元，也是實現電信號可靠傳遞和連接的核心。也可以說線束就是用電線連接起來的插接器，可見插接器的品質對汽車電線束品質的重要性。

端子的全性能試驗包括插接件插入護套力、插接件在護套中的保持力、插接件插入力和拔出力、接觸電阻、溫度迅速變化、溫升試驗、電流循環、溫度與濕度循環、結合溫度震動、導體附近抗拉強度、流動氣體腐蝕和鹽霧試驗。

護套的全性能試驗包括端子結合 （離脫）力、電線附件拉張強度、端子彎曲強度、端子與護套間的結合力、端子保持力、密封性、防水性、連接器耐撬動力、過量電流承載、重復插拔耐久性、耐沖擊性、護套離脫力、連接器結合 （離脫）力、鎖合力／解鎖力、低壓電流耐受性、抗凍能力、泄流電流和電壓將。插接器檢驗的依據標準是國標QC／T417《車用電線束插接件》。

2.3.3 橡膠件的檢驗

電線從橡膠件孔穿過，并與孔緊密配合，橡膠件外帶螺紋安裝在硬質塑料或金屬件上，起固定作用。這樣既把電線和橡膠件固定在一起，又防止雨水、油污浸漏。由于中間的彈性聯接向內外的設計張力形成一定的阻尼特性，可大大減輕運動中的振動破壞，起到保護電路的功效。在設計的時候一個好的橡膠件應該考慮絕緣、內外的強緊配合、極佳的彈性、卓越的耐老化和抗臭氧能力等。由此可見橡膠件在汽車電線束中的重要性。

橡膠件的全性能試驗包括硬度、扯斷強度、扯斷伸長率、硬度變化、扯斷強度變化和扯斷伸長率變化。橡膠件熱空氣老化和耐熱試驗檢驗的依據標準是GB／T3512—2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗》。

2.3.4 線束外包扎材料的檢驗

線束外包扎材料包括PVC膠帶、布基膠帶、絨布膠帶、海綿膠帶、PVC管、波紋管和工業塑料布；起到耐磨、阻燃、防腐蝕、防止干擾、降低噪聲、美化外觀的作用，一般根據工作環境和空間大小制定不同的包扎設計方案。

膠帶的檢驗項目有拉伸強度、斷裂伸長率、180°剝離強度、擊穿強度、耐電壓和體積電阻率；PVC管的檢驗項目有外觀、阻燃性能、介電強度、延伸率、耐油性能、耐酸堿性能和耐老化試驗；波紋管的檢驗項目有外觀、阻燃級別、拉伸度、冷沖擊強度、耐磨性、恢復性、拉伸試驗、耐高溫試驗、耐寒試驗、耐電壓試驗和介電強度。

膠帶檢驗的依據標準是國標GB／T20631《電氣用壓敏膠粘帶》，PVC管檢驗的依據標準是GB／T13527《軟聚氯乙烯管 （電線絕緣用）》，波紋管依據相關企業標準進行檢驗。

2.4 產品的品質控制

制造過程中的品質控制就是在制造過程中落實設計、保證產品達到設計的各項指標的方法和措施。

1）產品品質控制的組織 當產品由設計部門轉入生產部門后，品質控制是貫穿于整個產品的生產、儲運過程的，對于汽車電線束制造商來說，應當成立由專門的產品品質控制專業組織和人員，在品質控制方面的工作有：①成立品質控制組織機構，完成人員的選拔和必要的培訓；②完成產品品質控制計劃書；③監督實施產品制造過程；④完成產品的品質審核；⑤提交產品的品質驗證報告。

2）產品的品質控制的規劃 產品的品質控制的規劃由品質控制組織完成，是產品在制造過程中品質控制工作的依據，應該包括以下內容：①依據設計部門的要求，提出對原材料供應方的品質要求；②品質控制組織和人員的業務范圍以及與其它部門的關系；③依據相關標準對原材料進行品質控制；④產品的品質要求；⑤潛在失效模式及后果分析 （FMEA）；⑥在生產過程中的品質控制指導辦法，包括：工程圖樣、性能規范、材料規范、目視標準和工業標準、過程流程圖、場地平面布置圖、特性矩陣圖、包裝標準、過程參數、生產者對過程和產品的專業技能和搬運要求；⑦檢查和抽檢的方法、次數、提交檢驗報告的方法；⑧對可能影響品質的因素的處理方法。

2.5 控制電線束退貨率 （PPM）

汽車電線束在生產制造過程中存在的缺陷主要有電線下錯、端子壓錯、端子剖面不合格、端子變形、防水栓壓爛、端子穿錯位、端子不到位、護套自鎖不到位、護套損壞、電線劃傷、尺寸不準、包扎不良、卡扣裝反、卡扣裝錯和線束導通不良等。嚴格按照作業標準書進行生產和檢驗，電線束的生產過程缺陷就可以得到控制，同樣電線束的退貨率（PPM）就會大大降低。例如：某汽車電線束企業在相關作業標準書還沒有完全規范的情況下，生產出來的產品的退貨率 （PPM）遠遠大于目標值500；經過相關作業標準書規范后，產品的退貨率 （PPM）得到了很好的控制。