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出現的尿素泵進水問題，通過售后舊件聯合分析、模擬試驗驗證等對失效因素進行分析，最終找到尿素泵進水原因，提出改善措施，改善后驗證效果良好。

關鍵詞：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

在國四排放實施后，國內商用車多采用SCR催化系統。尿素泵作為SCR系統中的子部件，是將尿素溶液從尿素罐中泵出，并通過輸送管道將尿素溶液運送到噴嘴，利用尿素溶液與NOx氧化還原反應，生成對人體無毒害的N2，并排放到大氣中。

1.2 尿素泵進水失效的后果

尿素泵進水失效會致使后處理系統發生故障，ECU會減少噴油量，最終導致車輛出現限扭情況。不僅如此，針對尿素泵進水失效問題，售后只能通過更換尿素泵解決故障，單臺索賠率高，客戶抱怨強烈。

2 尿素泵進水失效故障分析

通過尿素泵售后舊件拆解分析，其插接件處、內部均存在水跡，插接件燒蝕（圖1）、內部電器件損壞。尿素泵外殼結合面密封良好，無進水痕跡，推測水從后處理線束端進入尿素泵內部（圖2）。

后處理線束“接尿素泵”插接件采用的型號為2-1703639-1（AMP），其插接件防護等級可達到IPX7。根據GB 4208-2017 外殼防護等級標準規定的IPX7防護等級：試樣放進浸水箱后，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。經過30min靜置后，將試樣從浸水箱中取出，擦干外部水漬后，試樣內部無進水情況。

由于線束廠家未能有效識別線束防水特性，且產品生產一致性控制不力，最終導致后處理線束防水性不足。

2.1 熱縮管無防水性

經舊件拆解觀察，后處理線束靠近尿素泵插接件節點處熱縮管破損，導線銅絲發黑。原因分析：單壁熱縮管無防水性，水從單壁熱縮管進入線束內部，進而流入尿素泵內部。插接件進水引起針腳短路，會產生大電流通過導線，導致熱縮管破損、銅絲發黑。

2.2 插接件盲堵缺失

由于線束廠家人員未按標準作業指導書作業，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入尿素泵，進而導致尿素泵進水失效。

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位置發生斷裂。原因分析：由于車輛使用工況惡劣，泥沙進入線束波紋管后，在車輛行駛振動的環境下，線束被泥沙干涉磨破導致銅絲外漏。水可從導線破損處進入尿素泵內部。

2.4 尿素泵布置位置不合理

①離地高度約為650mm。尿素泵布置位置過低，車輛經過低洼路況時，低洼中的水可直接接觸尿素泵，存在進水風險;②布置于前輪后方。車輛在行駛過程中，車輪卷起的雨水、沙石飛濺至尿素泵，長期作用下，易導致接頭進水。③缺少護板隔離。尿素泵暴露于外界環境，車輛在行駛過程中為動態，并受到振動、溫度、濕度等因素影響，達到IPX7防護等級的尿素泵未必能應對實際車輛復雜的環境要求。

3 后處理線束防水性提升方向

3.1 熱縮管質量提升

雙壁熱縮管外層采用優質、柔軟的交聯聚烯烴材料，內層熱熔膠復合加工而成。其外層材料具有絕緣防腐、耐磨等優點，內層具有低熔點、防水、密封和高粘接性等優點。采用雙臂熱縮管代替普通熱縮管，可避免線束節點處進水，提升線束防水性。

3.2 氣密性測臺的使用

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

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致斷裂問題發生，提升其耐磨性。

3.4 優化尿素泵布置位置

①將尿素泵位置從650mm離地高度提高至1350mm，避免車輛經過低洼路況時，尿素泵侵入低洼水中;②布置位置遠離車輪前、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，有效避免雨水直接與尿素泵接頭接觸。

4 改進效果驗證及建議

上述改進方案進行實車售后驗證，尿素泵進水問題市場3mis故障率由1.1%降低為0.2%，方案驗證有效。

因此，對易受進水問題影響的零部件，在設計開發和改進過程中建議：

1）設計前期對零部件防水特性進行識別，識別潛在失效風險，在零部件生產中保證產品一致性。

2）針對防水性要求高的零件，盡量采取相應措施避免零部件在外露環境中布置。

參考文獻：

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[2]QC/T 29106-2014. 汽車電線束技術條件[S].

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