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浅析热缩管在汽车电气系统的应用

发布: 2015-07-10  浏览:637 人

摘要:汽车电气系统对防水密封有非常高的要求,本文阐述汽车湿区线束密封的必要性,对带胶热缩管的基本特性、加工设备以及加工后的合格标准、气密性验证方法进行了说明。

汽车线束将整车各个电器零部件连接在一起,是汽车的神经网络,保证汽车各电器功能部件的正常运行。现代汽车电子化程度越来越高,对线束的耐久性和可靠性要求也就越高,尤其对处于发动机舱和下车体恶劣环境中的线束要求就更高。

    1 湿区
    我们把汽车发动机舱和下车体部分暴露于空气中能够频繁受到雨、水影响的区域称为湿区;相对地把驾驶室、行李厢部分基本不受雨、水影响的部分称为干区。

    2 湿区密封
    处于十区中的电器件和线束受高温、高湿、化学品、灰尘等环境影响较小,对其要求较低;而处于湿区的电器件和线束受环境影响很大,必须做好电器件、线束的耐 高温、防水、耐腐蚀等防护工作。处于湿区中的电器件如果密封不良,会导致电器件内部进水,引起电器件内部短路、生锈、烧蚀等故障而出现电器功能异常或失 效。同样地,线束内联点、插件连接部位如果密封不好,也会引起进水导致电气故障。因此,我们把湿区密封定义为对处于汽车湿区中的电器功能件和线束连接部位 进行密封处理以隔离水的进入,确保电器功能正常可靠的防护操作。
电器系统进水主要有两个方面的途径:一是依靠水的重力渗入电器模块或通过插接件、线束内联点、线束搭铁点间接渗入电器模块中;二是由于虹吸现象,使水分子通过多股铜导线之间的缝隙进入电器模块。
虹吸现象是指液体在分子间引力和大气压力的作用下,通过曲管流经位置较高的液面,再向下流入较低的液面的现象,如图1所示。在汽车上,当电器模块在工作 时,内部升温,当停止工作温度降低时,内部压力减小,此时在压差的作用下,水分子通过密封不良的多股导线的缝隙,渗入电器模块,引起电器故障。

对于第一种情况,行业内一般情况下要求:①电器模块壳体采用一体成型、使用密封垫、密封胶等防水;②插接件使用密封塞、密封堵、盲堵进行防水;③电器模块的安装要高于对应的搭铁点,且搭铁线束方向向下,通过安装位置的优化有效解决因水自身重力造成的渗水问题。
对于虹吸效应导致的进水危害,必须对线束内联点和搭铁点本身的密封性做严格要求,最有效的方法是采用带胶热缩管进行密封。

    3.带胶热缩管密封(图2)

热缩管是一种特制的聚烯烃材质熟收缩套管,具有高温收缩、柔软阻然、绝缘防蚀功能,耐压等级600 V ,月于线束连接点、焊点、电感的绝缘呆护。带胶热缩管是一种双壁热缩管,外层采用优质聚烯烃合金,内层采用热熔胶复合加工而成,相对普通热缩管,增加了防 水密封和防腐的功能。收缩比例为3:1、4:1,收缩温度在70~125℃之间,使用温度在-40~125℃。
热缩管工作原理:高分子材料在低温时为玻璃态,加热后为高弹态,玻璃态时性能接近塑料,高弹态时性能接近橡胶。生产时,将热缩管加热到高弹态,施加负荷使 其扩张,在保持扩张的情况下快速冷却,使其进入玻璃态,这种状态就固定住了·应用时,再次加热,热缩管回复为高弹态,在没有外加负荷时,迅速回缩,冷却后 进入玻璃态固定·
热缩管加工工具,使用烘箱、热风枪或采用半自动加热设备进行加热加工。采用热风枪时热缩管距离风枪口控制在20~40 mm最佳,如图3所示。为提高加工品质和工作效率,目前半自动设备加工得到更广泛的应用。

对于热缩管加工后的产品,必须制定相应的标准以明确加工的产品达到了预期的目的。QC/T 29106规定了湿区连接点绝缘防水处理的要求,而带胶热缩管加工后的情形有很多,为了便于对热缩管加工后的合格与否进行判定,我们与线束厂家共同制定了 相应的标准,图4给出了热缩管加工后合格样品以及不合格样品的图示说明。
对于热缩管使用后的不合格情形图4中列出了几种典型的示例,其它未列出的情形根据图中合格标准要求进行判断即可。

  4 密封验证
    具有密封要求的线束插接件、内联点、接头等必须通过0.5 bar压力下5 min以上不泄露的测试。具体做法:将密封好的导线置于水中,并固定住,如图5所示,通过气泵对导线加入0.5 bar的气压,观察密封处是否有气泡冒出,5 min没有气泡出现表明密封良好。

    5 结束语
    汽车湿区的线束密封非常重要,对于线束内联点和搭铁点位置,使用带胶热缩管进行密封处理是最好的选择。为避免虹吸现象的危害,对处于湿区中的各搭铁点均进行密封也是非常必要的。热缩管的加工工艺必须符合标准要求,以达到防水密封的目的。

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