一种城市渣土车ECU水洗直喷防护解决方案

范书华，许 丰，赵有为

（徐州徐工汽车制造有限公司，江苏 徐州 221000）

随着各地对环保要求的提高，部分城市已针对施工场地渣土车辆进行规范化管理并制定相应的保洁措施，即施工场地出入口道路硬化并配备涉水池及相应的高压冲洗设备，确保驶离工地现场的车辆清洁。该措施相应地对车辆线束防水性提出了新的要求，尤其是关重连接器的防水性能，而ECU模块作为发动机控制单元，其密封连接器一旦进水，会严重影响整车功能及行车安全，因此，如何有效、科学地对ECU进行防护成为当前重中之重。本文提出了一种主要针对城市渣土车的ECU水洗直喷防护解决方案。

1 ECU模块进水失效分析

1.1 防水等级定义

ISO 20653《道路车辆-防护等级（IP代码）-电气设备对外来物、水和接触的防护》对防护等级进行了定义。

1.2 防水等级划分

ISO 20653标准中提供了一个关于车辆各区域防水等级的示例。

1.3 失效模式分析

发动机属于高温、高振动设备，温度变化会使与密封结构腔体电器件相匹配的线束端连接器内外产生气压差，高频次振动会对连接器相连部位的密封性造成影响。车辆行驶过水时，处于涉水线下的部位除承受短时浸水外，还会承受溅水的冲击，并且渣土车发动机ECU线束部分暴露在驾驶室与纵梁间隙之间，高压水枪冲洗车辆时会对线束造成高压水冲击。所以传统机舱线束的水密性要求IPX4K无法满足实际使用工况，ECU连接器此类关重件防护应满足更高要求。

2 水洗直喷防护解决方案

2.1 防护解决方案

结合城市渣土车特殊使用工况，从ECU布置形式及装配便利性考虑，提出以下解决方案，如图1所示。

图1 ECU水洗直喷防护形式及装配效果

2.2 防护材料及性能指标

防护材料及性能指标见表1。

表1 材料及性能指标

3 测试试验

ECU工作温度不宜超过80℃，考虑到增加防水布后对ECU散热影响，对ECU进行周边温度场及热平衡测试。

3.1 测试条件及测试工况

温度：（33±2）℃。

试验工况：平坦道路；额定功率（1800r/min）、最大扭矩（1200r/min）。

3.2 测试工具

CSM工具、热电偶（贴片式）。

3.3 测试方法

1）选择目标测试点，进行热电偶布控及通道编序，如表2所示。

表2 热电偶布控及通道编序

2）配置通道信息，搭建温度测试模板。

3）检查车况及测试准备情况，开始试验。

3.4 数据分析

1）工况1：额定功率，发动机转速1800r/min，测量时长17′40″。

防水布外表面上侧温度最高，最高温度为76.1℃；其次为防水布外表面下侧，最高温度为75.2℃；温度最低为ECU护套4（防水布内侧），最低温度为67.5℃。

选择相近或接近平行的波形通道，进行对比分析，如表3所示。

表3 热电偶布控及通道编序

2）工况2：最大扭矩，发动机转速1200r/min，该条件共测得两组数据，第1组测量时长13′15″，第2组测量时长19′10″。

所测通道中，防水布外表面上侧温度最高，最高温度为79.1℃；温度最低为ECU护套4（防水布内侧），最低温度为68.4℃。

选择相近或接近平行的波形通道，进行对比分析，如表4所示。

表4 热电偶布控及通道编序

所测通道中，防水布外表面上侧温度最高，最高温度为78.5℃；温度最低为ECU护套4（防水布内侧），最低温度为68.4℃。其余测量点波形变化趋势与最大扭矩下第1组测得波形基本相同。

3.5 测试结论

在发动机额定功率和最大扭矩工况，车辆持续行驶，发动机舱温度基本可达到最高，通过试验数据分析，ECU接插件外包裹防水布后，防水布内外侧最高温度均未超过80℃。可得结论：加装ECU防水布后，不会影响ECU及其周围散热。

4 总结

整车的防水设计是一项非常复杂和重要的工程，而线束的防水性是电器系统可靠性的重要组成部分。在线束设计时要综合考虑周边环境和工况因素，选择最优的防水措施。本文结合城市渣土车特殊使用工况，从ECU布置形式及装配便利性考虑，提出了ECU水洗直喷防护措施，并进行了充分测试验证，为今后汽车线束在防水性能方面的提升提供了参考方向。