发动机线束质量控制及改进

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

发动机线束质量控制及改进

袁淑云

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

线束在整车配套中起着信号连接与传输的作用，属于汽车的神经，其重要性不言而喻。经分析研究在配套整车不同阶段暴露出的线束质量问题，提出质量改进措施和线束质量管理标准，应用后，取得成效。

发动机 ECU 线束 质量管理

1 概况

汽车线束是汽车电路的网络主体，随着人们对汽车的安全性、舒适性、经济性和排放要求的提高，线束已经在汽车上广泛应用，特别是发动机行业更离不开线束。线束在整车配套中起着信号连接与传输的作用，属于汽车的神经，其重要性不言而喻。根据国家的环保法规排放要求，近几年来，国Ⅲ、国Ⅳ电控柴油发动机和电控天然气发动机相继在大中城市中不断投放使用。随着电控发动机的应用，不断暴露出线束在使用中的质量问题。如何在前期设计以及试验中确保质量，以便更好地适应使用环境，提高安全性及可靠性，满足用户使用要求。线束的优化和改善已经成为我们未来研究的主要课题。

2 线束的分类

一套完整的线束包括发动机线束、ECU连接线束和车辆线束。

发动机线束：连接ECU和发动机机体上的各传感器和执行器。由发动机厂设计提供，出厂时装在发动机上。图1所示为D114系列某一机型的发动机线束。

ECU连接线束：与发动机线束、ECU、车辆线束相连。由发动机厂根据整车情况设计并提供，出厂时装在附件箱中，也可以由整车厂设计。图2所示为D114系列某一机型的ECU线束。

图1 发动机线束

图2 ECU连接线束

车辆线束：即为整车线束，连接整车相关信号和ECU连接线束，由配套厂自己设计。

本文主要介绍D114系列电控发动机线束和ECU连接线束的质量控制及改进。

3 发动机线束故障及其措施

发动机线束及ECU连接线束在应用中，发生的故障投诉和改进措施，分别从零公里故障、电控柴油发动机用户故障和天然气电控发动机用户故障3方面进行举例分析。

3.1 零公里故障

此处零公里故障是指发动机在整车厂配套时出现的线束问题，主要表现为：（1）ECU连接线束的线号管与电线间隙大、松动；接插件中的电线长短不一，导线缠绕错乱，见图3；（2）插接件和波纹管间导线外露过长，有时还发生导线磨损甚至断裂的情况，见图4。

图3 线号管与电线间隙大

图4 插接件端导线外露现象

造成这些问题的原因是线束设计与制造引起的，针对这一点，改进线束设计与制造工艺、明确图纸中技术要求：（1）选用匹配线号孔，同时包扎成股，见图5；（2）在接插件和外波纹管间增加防护套结构，避免导线外露，见图6。

图5 匹配线号孔和包扎成股效果图

图6 增加防护套结构效果图

改进后效果：（1）导线分支整齐；（2）导线不外露，既美观又可以保护导线不受磨损。

3.2 电控柴油机线束故障

某一公交用户使用的电控柴油机客车，在多雨季节里，用户投诉车子抛锚，用户抱怨影响较大。经现场勘察，发现ECU连接线束的接插件进水短路，造成车子熄火抛锚。由于整车ECU布置的位置过低，当路面积水达到一定深度时，导致接插件内进水，信号失灵，造成车子抛锚，见图7～图9。

图7 ECU布置不合理实例

图8 接插件进水实例

图9 接插件进水已锈蚀

改进接插件设计、重新确定ECU的位置：（1）采用防水结构的接插件，参见图10；（2）发动机与整车配套时，在配套技术协议中明确规定ECU安装布置位置：如客车布置在后排五人座位后，卡车布置在副驾驶前，并将ECU安装在防水、防油、防尘、透气的空间内，图11为某配套客车的ECU布置效果图；（3）加强用户培训，并增加警示标识：严禁用水冲洗发动机机舱，避免人为引起的接插件进水，造成车辆抛锚，见图12。

图10 防水结构

图11 客车的ECU布置效果图

图12 警示标识

3.3 天然气发动机线束故障

有用户反映，天然气发动机使用1年多后，出现线束波纹管破损。经现场调查，比较典型的线束问题有2种情况：线束波纹管磨破和波纹管老化脆断，使导线外露并造成导线断裂，分别参见图13和图14。

图13 波纹管磨损

图14 波纹管老化脆断使导线外露、断裂

对此进行原因分析：（1）线束固定不合理使波纹管磨损；（2）线束布置不合理，过于靠近热源，导致波纹管高温老化；或波纹管选用的耐温等级不够。

针对上述分析，分别制定以下改进措施：

（1）线束的布置、走向和固定要合理，避免振动与摩擦。即线束布置时要避免线束与其他物体的摩擦，在相对移动的部件间要留有足够的余量，避免车辆运行中线束拉扯导致线束损坏，导致信号干扰。一般发动机电控主干线束固定间距不大于150 mm，分支线束固定间距不大于200 mm。固定点采用的零件要对线束固定牢固、不松动；线束平行走向，按照间距要求要分别捆绑在平行固定支架上；线束交叉走向，要分别捆绑在相应位置上的固定支架上。

（2）线束固定布置时，避免与发动机热源处（如排气管等）接触。如在热区布局时，需要在线束外加隔热装置，如铝箔布、支架保护。

（3）天然气发动机线束技术要求，除特殊指明，采用满足QC/T 730－2005《汽车用薄壁绝缘低压电线》标准的125℃以上辐照交联聚烯烃耐高温阻燃线。线束附件（波纹管、胶带等）的阻燃等级应达到GB/T 2408－2008《塑料 燃烧性能的测定水平法和垂直法》。宽域氧传感器处无法远离热源时，应提高相应设计标准：采用满足 QC/T 730－2005标准的150℃以上辐照交联聚烯烃耐高温阻燃线，护套为玻璃纤维隔热护套。

4 线束供应商的质量管理

在线束产品使用前期，要求供应商对选用原材料进行性能试验，线束总成产品型式试验。按照QC/T 29106－2004《汽车低压电线束技术条件》和QC/T 413－2002《汽车电气设备基本技术条件》等，做相应试验。

在线束设计与安装过程中，根据汽车线束行业标准及顾客产品使用环境、路况及性能要求，与线束厂家共同签署线束开发协议，明确设计任务及内容。在进行可靠性试验时，线束应该搭载在发动机上，同时做台架试验。线束还要经过高温、高寒、低温等路试试验，以验证线束连接的可靠性及部件性能。

线束的性能试验应该包括耐低温、耐高温、耐温度变化、耐盐雾、耐振动、耐工业溶剂、耐温度变化、湿度循环变化、电压降、压接接点横断面试验和端子与导线横断面试验。

线束的试验环境一般是指发动机上的使用温度，即零下40℃，零上130℃。要求经过低温和高温8 h连续环境试验，判断线束波纹管、胶带缠绕是否有松散及脱落的现象，电路是否100%合格，无短路、错路的现象。在低温（-40℃）和高温(130℃)循环温度变化下，线束也应符合性能要求，零件无松脱、端子无脱出，线束插件安装完好，电路是否100%合格，无短路、错路的现象。根据路况及环境不同，还要经过48 h盐雾试验，电路是否100%合格，无短路、错路的现象。信号连接性能不受影响，并且经过工业溶解浸入，如发动机机油、防冻液、柴油、玻璃清洗液等溶剂浸入后，保持3 min后取出，干燥30 min。进过20个循环后，线束波纹管、胶带缠绕是否有松散及脱落的现象，电路是否100%合格，无短路、错路的现象。线束在潮湿的环境下工作，在10%～65%相对湿度下，经过10个循环周期试验后，线束还应满足使用性能要求，电路是否100%合格，无短路、错路的现象。对于线束中端子与导线压接质量，一般通过电压降测试进行验证，

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Quality Control and Improvement for Engine Wiring Harness

Yuan Shuyun
（Shanghai Diesel Engine Co.,Ltd.,Shanghai 200438,China）

Wiring harness has a great effect on signal connection and transmission for vehicle matching. As vehicle nerve,no one will be suspicious of its importance.The quality issues are solved not only by researching and analyzing failure occurred in different stages of vehicle matching but also by providing and using improving measures and quality management standard.

engine,ECU,wiring harness,quality management

10.3969/j.issn.1671-0614.2012.01.012

来稿日期：2011-11-29

袁淑云（1974-），女，工程师，主要研究方向为技术质量改进管理和新产品项目质量管理与策划。