連接器漏水失效模式分析

張鵬，邱偉

(中汽檢測技術有限公司,廣東廣州 510535)

0 引言

密封連接器的漏水是比較常見的汽車線束零部件失效形式之一，在車輛上常見的表現形式通常有以下幾點：端子銹蝕、電壓降增大、回路不通等等。

密封連接器漏水一旦發生，會嚴重影響功能，甚至行車安全，如導致發動機異常熄火等。但是其密封性能并非只是由連接器本身決定的，與線束制造工藝、應用和設計都有關系。為此，本文作者基于連接器及其附屬零部件都是合格產品情況下，從工藝、應用、設計等方面探討了可能會導致汽車線束密封連接器漏水的原因，并給出了相應的預防措施，從而有效降低了失效發生的概率。

1 漏水原因分析及預防措施

1.1 端子壓接及裝配問題

這一原因在漏水問題中，算是比較常見的，主要包括以下幾個方面：

(1)密封塞劃傷

這個問題一般發生在自動壓接機的密封塞輸送導軌處，尤其是新制作的導軌；還有一個就是搬運工序——在端子壓接后至插入連接器的整個過程，密封塞容易劃傷。

(2)壓接時，端子刺破密封塞

一旦密封塞頸部被刺破，就有漏水的可能性，雖然起密封作用的主要是靠密封塞環形裙部。

(3)壓接時，端子包覆密封塞成不規則形狀

壓接時，端子壓接翼對密封塞的包裹，一般要求呈圓形，為了就是能夠讓密封塞緊密地、均勻地貼合導線與連接器孔穴，否則，就有漏水的可能。

(4)裝配中破損

大部分密封塞的材質是含油的，這主要是為了起到潤滑的作用，裝配時，更容易將端子植入連接器。可是有些密封塞如果一旦出現含油量少，或者線束廠在壓接后在緩沖區放置太久，造成潤滑油揮發掉了一部分，在后面植入連接器的過程中，阻力就會變大，不使用輔助工具的時候，就很容易將密封塞頸部拉破。但是這個問題，較為隱蔽，因為發生破損的位置通常在端子植入連接器后很難觀察到。

要規避以上問題，必須要求在生產過程中遵守連接器生產商的壓接和應用規范，識別重點工位，嚴加控制，另外必要的PV測試是需要的。

1.2 連接器選型問題

1.2.1 密封等級不匹配

連接器的密封是分等級的，例如USCAR-2[1]，將連接器的防水分為S2和S3兩個等級(S1為不密封)，國標[2]也是如此，使用是否有高壓噴水來區分這兩個等級。

但是有些連接器由于設計得比較早，在防水性能上面，制定了自己的一些參數，比如有些只是能夠承受浸水10 cm。

所以，在連接器選擇上，不僅要考慮電流、負載、上端保險絲等基本信息，還需要充分考慮環境因素，如防水的要求，防止錯誤地將低防水等級的連接器用在了需要高防水等級的地方，以致造成漏水。

1.2.2 振動等級不匹配

在振動的時候，導線的抖動會對密封塞施加力，會讓密封塞產生形變，當連接器承受了比它所能承受得更大的振動時，密封塞的形變量就會超出它的限度，從而使密封塞與導線和連接器腔體之間形成間隙，容易讓水進入，尤其是相對較短的密封塞更容易出現這樣的問題。

(1)實車振動比標準更大

在某些國產發動機上，由于在某些頻率下，振動實測值大于規范中的值，在振動的時候，導線對密封塞就會施加一個更大的力，讓密封塞產生更大的形變量，從而導致漏水[3]。

(2)連接器用錯了地方

每個連接器都有它自己的振動等級，這也是連接器的固有屬性之一，如USCAR-2[1]，就將振動分為5個等級，如果將低振動等級(如V1等級)的連接器，用在了高等級振動(如V2等級)的地方，就容易出現包括漏水在內的一系列問題。

連接器選型的時候，要充分查閱連接器廠家的規格資料，對連接器本身的屬性要充分了解，多方面匹配實車環境，以避免出現問題。

1.3 導線與密封塞匹配問題

導線與密封塞匹配問題主要分為3種情況：

(1)導線的線徑超出了密封塞所適配的范圍，這通常是產品工程師的粗心造成的，此點很容易被識別出來。

(2)雖然導線的線徑在密封塞的匹配范圍之內，但卻不是密封塞所規定的線規。

不同標準的導線，在其導線的芯線參數和外標參數上，都存在著差異的。比如連接器要求使用德標線，而線束廠此時又沒有這個規格的德標線，用近似線徑的日標去替代它，可能后面就會存在漏水的隱患，因為導線與密封塞的匹配主要是指跟導線的絕緣層外徑尺寸的匹配。甚至同是日標線，同樣芯線線徑的AVSS和AVS的外徑也是不同的。

雖然這個問題造成的漏水較少見，但還是存在著一定概率，而且更具隱蔽性。所以，當使用的導線不是連接器所規定的標準導線時，一定得經過驗證才行。所以不推薦這樣的操作方式，最好還是使用其規定導線。

(3)不正確的密封塞選擇。

這個也是誤配，跟情況(2)不同的是，上面是導線沒有使用規定的導線，而這里指的是沒有選擇正確的密封塞。通常大廠的連接器都會根據線徑大小給定其匹配的密封塞料號，只要細心，一般都不會出錯。

還有一種情況，有些線束廠為節約成本，擅自去使用第三方廠家開發的密封塞去代用原廠件——由于沒有經過嚴格的驗證，在整個生命周期中，也是有一定概率會發生漏水問題的。但是由于通常車輛保修期也就三到五年不等，保修期外出現的問題，大都沒有反饋給線束供應商，以至于很多人錯誤地認為沒有問題發生。

1.4 線束設計問題

(1)膠帶纏繞尺寸設計不合理

如果膠帶纏繞距離連接器太近，如圖1所示，若未包覆區“L1”太短，導線就會對連接器邊緣的端子(距離連接器中心較遠的)產生較大拉力，使壓縮密封塞變形量太大而導致漏水。

圖1 線束包覆尺寸

為了規避這個問題，通常要求線束未包覆區長度“L1”約等于連接器長邊尺寸“L2”。

(2)線束上距離連接器最近的第一個固定點距離到連接器太遠[3]

在振動情況下，由于固定點遠了，而導致加在端子上的力就大了，從而對密封塞的壓縮量也就更大了，從而使漏水成為一種可能。

如圖2所示，在線束三維布置設計時，圖2中的尺寸“L3”要盡可能靠近100 mm，即使滿足不了，也不要超過很多。

圖2 連接器與固定點

(3)連接器與固定點之間尺寸松弛量設計太小

這個問題會導致線束在車上安裝后，在靜態時，線束呈緊繃狀態，端子受導線拉力，如果此時連接器尾部導線又存在彎折角度(非順著端子方向)，導線就會對密封塞有一個較大的壓縮量，從而導致漏水。

所以在設計環節過程，務必要將線束生產公差納入考量范圍。

(4)導線虹吸

這個原因在車輛上，通常是指連接器的密封塞，包括導線的和連接器對接面的密封性都沒有問題，但是水通過導線芯線銅絲之間的空隙進入了公母連接器對配后的腔體內，進而導致失效。而這根導線通常是接地線，或者中間有接線點的導線，由于接地端或者接線點沒有將防水設計、工藝做好而造成的。所以，濕區的接地點或者接線點的防水測試，是一個必要的項目。

2 結束語

密封連接器漏水是一個復雜的問題，即使選用了合格的連接器產品，也很難完全避免，因此，不僅需要在線束生產上加強質量管控，更需要從源頭，即設計、應用層面上來考慮，才能降低失效發生的概率。