线束连接器用防水栓选型分析

前言

在汽车上整车可区分为干区和湿区，区域存在干湿差异，做为汽车的神经元，线束在不同的区域防水性能也就有不同的防护等级要求，以保证整个电路正常运行，保障整车运营过程中的各项性能处于最佳状态。在插接器选定后防水堵的选择也有几个重要的参数需要参考，防水堵的内外径，盲堵的外径，插接器的孔内径，导线绝缘皮的外直径，这些数据匹配的关系是否良好，决定了汽车中防水型插接器在各种工况下防水性能的稳定性。所以以下为本人在工作中针对密封堵选型的一些心得经验，整理后加以描述分享，希望可以共同探讨进步。

汽车电线束中湿区的界定

 

干区：安装在驾驶室、成员室、行李舱内等部位的电线束不需要做特殊防水防护处理的区域。

湿区：除干区以外，电线束需要做特殊防水处理的区域。

线束中密封导线与插接件内腔的定义

用于将插接件连接部份与导线外壁间同外界环境隔离开来，又称防水栓或防水堵，起防护和密封作用。通常情况下是软橡胶件。用于塞在插接器上未插导线的插孔，起密封作用的是盲堵；一般情况下有两种状态：软橡胶和硬质塑料棒。特殊情况下插接器自身带防水胶垫。

防水栓选取的原则

一般情况下防水型插接器在出厂时，插接的防水等级已经确定，所需要的密封堵也相应的开发定型。若线束厂面向的客户较为单一，产品种类也较为单一，那么针对防水堵这一物料的选型、采购、仓储、使用过程也较为简单便捷。但针对线束厂面向客户较为多元化，产品种类也较为繁杂，那么防水堵这一物料的选型、采购、仓储、使用过程对线束企业的采购、管理部门是项非常繁杂的工作。为简化过程可依照以下规则进行相应的整合，减少物料种类，降低采购和仓储的压力。

防水堵防水性能的体现是依靠软质橡胶件将导线绝缘层与插接器内孔间填充起来。将插接器内腔与外界隔绝。插接器不进线的孔，需要用盲栓堵起来，防止液体进入。那么就要求放水栓、导线、插接器件尺寸的紧密配合。插接器孔内径D1，导线绝缘皮外径D2，密封堵内径D3，密封堵/盲堵外径D4，如下图1。四种外径关系如下：

D1＜D4，D3＜D2

考虑插接器和密封栓加工时的公差，四种外径之间尺寸间关系为：

D4-D1≥0.3mm，D2-D3≥0.3mm

防水堵选型时要特别关注这些尺寸关系。

图1 防水栓、导线、插接器件尺寸

防水栓、盲栓装配的规范

防水堵、盲堵的实际装配情况，与插接器防水性能密切相关，是实现防水型插接器防水性能保证的关键因素。在没有特殊说明的情况下，防水堵、盲堵不允许外漏在插接器的孔平面之上。如图2 中的h≥0，特殊的插接器，按照特殊要求执行。为减小防水堵、盲堵与插接器外壁间的摩擦力，在植入时可适当的涂抹一些硅油增加润滑性，但是，严禁使用机油代替。

图2

防水栓在导线上穿套时，导线绝缘皮的外漏尺寸也是一个关键尺寸，一般情况下导线绝缘皮要外漏于防水栓端面，但是不超过1 毫米，如下图3。

图3

在导线在穿套密封或压接时，避免密封堵被刺破，穿套防水栓铆压后，在连接B 区应可见电线导体和电线绝缘层。如下图4。

图4

防水性能验证

防水型插接器的防水性能，不同的整车厂，对不同的插接器分布位置，有不同的要求。举例：有的整车厂在湿区位置要求防水型的插接器的防水能力达要求达到IPX7，即要求达到防短时间浸水影响，进入达到压力的水中经规定时间后外壳进水量不致达有害程度。被测试的插接器按生产厂家规定的安装状态全部浸入水中：

（1）当插接器高度小于850 毫米时，插接器的最低点，应低于水面1000 毫米；

（2）当插接器高度等于或大于850 毫米时，插接器的最高点，应低于水面150 毫米；

（3）在水中试验持续时间至少30 分钟；

（4）水温与插接器温差不大于5K。

（5）如果是装配导线的插接器进行防水试验，导线长度必须大于1 米，避免导线末端浸入水中，导线外皮破损。导线的线芯多股铜丝间有间隙，绝缘皮形成了一条管路，若导线末端浸入水中，可导致水沿着导线绝缘层形成的管路进入插接器的腔体内。

满足上述条件后，如不发生水聚积则判定防水性能合格。防水性能测试验证方法，如图5。

图5

非原插接器适配防水堵、盲堵经过选型匹配后，需经过防水试验验证合格后才可以替代原插接器匹配的防水堵、盲堵。未经防水试验验证的替代，不可被用于实际生厂加工过程中。

总结

通过以上论述，结合实际加工实践。线束中防水型插接器的防水栓的选型，以及应用直接影响产品加工的过程质量。防水栓/盲栓、导线、插接器三者之间必须配合紧密。防水栓、盲栓在选型过程中，不违背配合间隙尺寸和压接的相关质量要求，即可进行相应的整合，减少防水栓、盲栓的种类，降低此类产品的库存量和仓储管理的压力，同时可避免因为原配防水栓、盲栓的采购周期长，客户交期紧张带来的交货压力。又可减少订单量不稳定、多品种、多批次、单次订单容量小带来的压力。可节省公司内部的人力资源成本、运营管理成本，质量管理成本。