论商用车后处理线束防水性提升
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摘 要：本文主要介绍商用车市场出现的尿素泵进水问题，通过售后旧件联合分析、模拟试验验证等对失效因素进行分析，最终找到尿素泵进水原因，提出改善措施，改善后验证效果良好。
关键词：商用车;尿素泵;线束;防水性
1 尿素泵失效的影响
1.1 商用车尿素泵工作原理
在国四排放实施后，国内商用车多采用SCR催化系统。尿素泵作为SCR系统中的子部件，是将尿素溶液从尿素罐中泵出，并通过输送管道将尿素溶液运送到喷嘴，利用尿素溶液与NOx氧化还原反应，生成对人体无毒害的N2，并排放到大气中。
1.2 尿素泵进水失效的后果
尿素泵进水失效会致使后处理系统发生故障，ECU会减少喷油量，最终导致车辆出现限扭情况。不仅如此，针对尿素泵进水失效问题，售后只能通过更换尿素泵解决故障，单台索赔率高，客户抱怨强烈。
2 尿素泵进水失效故障分析
通过尿素泵售后旧件拆解分析，其插接件处、内部均存在水迹，插接件烧蚀（图1）、内部电器件损坏。尿素泵外壳结合面密封良好，无进水痕迹，推测水从后处理线束端进入尿素泵内部（图2）。
后处理线束“接尿素泵”插接件采用的型号为2-1703639-1（AMP），其插接件防护等级可达到IPX7。根据GB 4208-2017 外壳防护等级标准规定的IPX7防护等级：试样放进浸水箱后，样品底部到水面的距离至少为1m，试样顶部到水面距离至少为0.15m。经过30min静置后，将试样从浸水箱中取出，擦干外部水渍后，试样内部无进水情况。
由于线束厂家未能有效识别线束防水特性，且产品生产一致性控制不力，最终导致后处理线束防水性不足。
2.1 热缩管无防水性
经旧件拆解观察，后处理线束靠近尿素泵插接件节点处热缩管破损，导线铜丝发黑。原因分析：单壁热缩管无防水性，水从单壁热缩管进入线束内部，进而流入尿素泵内部。插接件进水引起针脚短路，会产生大电流通过导线，导致热缩管破损、铜丝发黑。
2.2 插接件盲堵缺失
由于线束厂家人员未按标准作业指导书作业，漏装部分尿素泵插接件盲堵，致使线束防水性不足。水从插接件盲堵缺失处直接进入尿素泵，进而导致尿素泵进水失效。
2.3 线束耐磨性不足
部分后处理线束在距离尿素泵插接件尾部约30mm位置发生断裂。原因分析：由于车辆使用工况恶劣，泥沙进入线束波纹管后，在车辆行驶振动的环境下，线束被泥沙干涉磨破导致铜丝外漏。水可从导线破损处进入尿素泵内部。
2.4 尿素泵布置位置不合理
①离地高度约为650mm。尿素泵布置位置过低，车辆经过低洼路况时，低洼中的水可直接接触尿素泵，存在进水风险;②布置于前轮后方。车辆在行驶过程中，车轮卷起的雨水、沙石飞溅至尿素泵，长期作用下，易导致接头进水。③缺少护板隔离。尿素泵暴露于外界环境，车辆在行驶过程中为动态，并受到振动、温度、湿度等因素影响，达到IPX7防护等级的尿素泵未必能应对实际车辆复杂的环境要求。
3 后處理线束防水性提升方向
3.1 热缩管质量提升
双壁热缩管外层采用优质、柔软的交联聚烯烃材料，内层热熔胶复合加工而成。其外层材料具有绝缘防腐、耐磨等优点，内层具有低熔点、防水、密封和高粘接性等优点。采用双臂热缩管代替普通热缩管，可避免线束节点处进水，提升线束防水性。
3.2 气密性测台的使用
盲堵装配依靠人员操作，普通电检测试台（图3）无法检出漏装盲堵问题。气密性电检测试台（图4）集线束导通测试、接头密封性测试为一体的终检测试台，可防止由于人员疏忽导致的盲堵漏装问题。
3.3 提升线束耐磨性
该处线束包扎方式为普通电工胶布花缠，电工胶布花缠形式无法保证线束耐磨性。线束采用布基胶带全包形式（图5），避免线束与泥沙接触磨损导致断裂问题发生，提升其耐磨性。
3.4 优化尿素泵布置位置
①将尿素泵位置从650mm离地高度提高至1350mm，避免车辆经过低洼路况时，尿素泵侵入低洼水中;②布置位置远离车轮前、后方，避免车轮卷起的泥水接触尿素泵;③尿素泵外部增加盖板防护，有效避免雨水直接与尿素泵接头接触。
4 改进效果验证及建议
上述改进方案进行实车售后验证，尿素泵进水问题市场3mis故障率由1.1%降低为0.2%，方案验证有效。
因此，对易受进水问题影响的零部件，在设计开发和改进过程中建议：
1）设计前期对零部件防水特性进行识别，识别潜在失效风险，在零部件生产中保证产品一致性。
2）针对防水性要求高的零件，尽量采取相应措施避免零部件在外露环境中布置。
参考文献：
[1]GB/T 4208-2017. 外壳防护等级（IP代码）[S].
[2]QC/T 29106-2014. 汽车电线束技术条件[S].
[3]许立杰.陈朋.崔颖武.汽车电线束防水区域划分和防水等级设定[J].汽车电器.2015.2.
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