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浅谈乘用车线束穿越防火墙时的密封设计

在进行CATIA线束布置设计的时候,线束防水密封设计是一项重点要考虑的内容,其中线束创越前围防火墙的密封设计经常是项重点难点问题。本文介绍了线束穿越防火墙的重要性,论述了目前乘用车线束穿越防火墙的几种布置方式,对防火墙上的线束通过孔的密 封以及线束的密封进行了较详细的分析,为线束设计师提供经验参考。

汽车线束是汽车的中枢神经系统,是车身内连接各种用电器的经脉,其走向布置关系到用电器的功能和质量,其重要性不言而喻,且用户对汽车舒适性、安全性要求越来越高,线束除了保证自身、车辆电器设备正常工作的同时,还需保证舒适的驾乘环境。发动机舱与驾驶室之间的防火墙是隔断噪声、灰尘、热源、废气等的重要屏障,线束穿越时需从设计上保证驾驶室的乘坐舒适型和安全性。

前舱线束穿越防火墙线束的走线方式

乘用车大多数采用的是发动机前置,发动机布置在前舱,前舱需留出足够的空间放置发动机,线束走向布置受汽车前车体的结构、发动机舱零件布置、驾驶室零件布置、 装配需求的影响。目前乘用车线束大多数都是采用从发动机舱过渡到驾驶室线束,线束与线束对接的护套放在驾驶室内,当然也有受空间和周边布置的影响,将线束与线束 对接的护套放在发动机舱的,由于发动机环境比较恶劣, 采用这种布置方式时线束与线束对接的护套得用防水结构的,会导致线束成本变高。不管采用线束与线束对接的护套放在舱内还是舱外,线束的走线基本上都是采用图 1、图 2 两种方式。

浅谈乘用车线束穿越防火墙时的密封设计

图1 防火墙的正面走线示意图

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图2 防火墙的侧面走线示意图

从防火墙的正面开孔穿线,如图1所示。如果单侧走向无法满足要求,可以对称再多开一个孔,还有一种方式就是从防火墙的侧面开孔穿线,如图 2 所示。

线束密封方式及设计要点

线束对整车电器电子功能的实现起着至关重要的作用,在线束布置设计要充分考虑各相关的边界条件,充分考虑周边环境可能产生的影响,并对相关件的设计提出相应合理的要求,尤其是考虑整车的湿区环境,避免线束通过湿区导致的漏水问题。

2.1 线束走向布置设计

发动机舱穿入驾驶室的线束要求发动机舱线束须低于驾驶室线束,胶塞出线后邻近一个固定点与其Z向拉开一定的距离d,建议d≥80mm,距离不满足时要试验评估,以避免水顺着线束流向驾驶室。

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图3 发动机舱线束须低于驾驶室线束示意图

发动机舱穿入驾驶室的线束如无法做到发动机舱线束低于驾驶室线束,须在胶塞出线后邻近固定点的位置附近,在线束上做出滴水环结构,在滴水环最低处,需留出至少50mm长度线束为裸线,通过裸线部位将水排走,避免水顺着线束流向驾驶室。(图 4)

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图 4   滴水环示意图

发动机舱穿入驾驶室的线束须避开布置在前挡风玻璃下方的流水槽上漏水孔的下方,避免流水槽的水排放到线束上。

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图5  线束避开漏水孔示意图

发动机舱穿入驾驶室的线束须在过孔胶塞两侧60mm长的线束里面的导线须包裹防水泥,防止水通过线束上的电线流进驾驶室。

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图6  线束包裹防水泥示意图

线束做工艺时,线束合点的位置布置还应避开线束拐弯处和湿区,合点包扎须用双壁带胶热缩管进行密封处理,防止合点进水后通过毛细现象(虹吸原理)导致电器件进水。

2.2 通过孔的设计

防火墙上的线束通过孔的位置相对线束路径要设定在上端,防止水分流入室内,孔的大小须考虑通过室内的接插件或部件的大小,一般以最大插接件最大尺寸的1.3倍左右确定孔的大小。为防止穿线孔的翻边割伤线束,线束通过的板金孔要做成翻孔结构,翻边高度的为 5mm±1,如做不了翻孔,须在通过的线束上使用防割材料进行保护,防止线束穿线时割破线束,具体结构见图7。

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图7  线束通过孔示意图

2.3 线束橡胶件的设计

线束通过孔上的橡胶件安装面的条件是从橡胶套的外径往周边至少要维持 5mm 平面,如图8。橡胶件安装的板金面必须是平面,两层板、点焊部位、车身涂胶部位都不适宜做安装面,假如在两层板上做橡胶套安装面的话后面板金孔的半径必须大于橡胶套安装孔半径5mm以上。橡胶件应做成带有缓冲的结构防止密封部位不会因线束的窜动受到影响,如图9。

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图8  胶塞示意图

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图9  胶塞缓冲结示意图

使用螺栓固定式橡胶件时要确认是否与装配工具产生干涉,线束过粗的部位尽可能使用螺栓固定式橡胶件,螺栓固定式橡胶件最好在钣金上焊螺柱在利用螺母紧固,如图10。

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图10  螺栓固定式橡胶件示意图

线束密封验证

3.1 检查方法及要求

各项试验结束后,在驾驶室侧拆开内饰零件,检查线束橡胶件、周围钣金表面、线束、护套等零件,要求无进水或者进灰尘现象,如图 11。

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图11 漏水检查示意图

3.2 整车淋雨试验

驾驶车辆进淋雨间,淋雨试验时,要求淋雨间喷淋压力按照(1.65±0.15)Bar 压力,单个喷头稳定时候流量流程大概在(11±1)L 范围,试验时间90S,试验结束后按方法3.1 的方法进行检查,要求无进水或者进灰尘现象。

3.3 热机高压喷洗发动机舱测试

驾驶车辆待水温稳定后将车置于测试场地,熄火下电。然后开启高压水枪,在距离发动机舱1m 左右处,对整个发动机进行往返扫描喷洗(模拟洗车),测试结束后按方法3.1 的方法进行检查,要求无进水或者进灰尘现象。

3.4 整车道路可靠性试验

车辆进行3 万公里整车道路可靠性耐久试验,试验结束后按方法3.1 的方法进行检查,要求无进水或者进灰尘现象。

总结:乘用车线束穿越防火墙时的密封设计是保证驾驶室的乘坐舒适性和安全性的基础,文章介绍的仅是乘用车线束穿越防火墙时的设计要求及验证方法。前舱线束设计一定要充分考虑防水,同时在整车制造过程中要系统的进行密封验证,保证防水有效、可靠。

转自:汽车电器杂志社

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