汽車穿缸連接器的技術(shù)發(fā)展

【摘" 要】本文介紹汽車連接器行業(yè)中穿缸連接器密封、抗振、防端子之間碰撞等技術(shù)發(fā)展研究情況。端子密封不僅有灌膠密封，還有無疊料縫異體材料端子、車削端子及雙密封技術(shù)可以提高密封性能。穿缸連接器殼體外壁采用環(huán)狀凹槽與連接器密封圈嵌套連接，以實現(xiàn)連接器殼體與缸體的密封。穿缸連接器殼本體上的固定卡簧安裝在發(fā)動機隔離罩上的方式，防止了連接器殼本體受到振動時松脫或脫落。通過限位條和限位塊的設(shè)計，避免了穿缸連接器各個端子之間由于排列方向的細微偏移而發(fā)生觸碰。

【關(guān)鍵詞】汽車；穿缸連接器；密封；抗振

中圖分類號：U463.62" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2022 ）12-0040-03

The Technology Development of the Connector of the Passing Through the Engine Cylinder of the Automobile*

ZHAO Ping-tang

（Postdoctoral Research Work Station，Tianhai Automobile Electric Group，Hebi 458030，China）

【Abstract】The technology development of the seal and anti-knock of the connector of the passing through the engine cylinderof the Automobile is introduced. Not only is the terminal sealed by filling glue，and also with the terminal without overlay seam，turning terminal，double sealing. The seal ring is nested in the ring-like grooves of the connector shell of the passing through the engine cylinder in order to seal the gap of the connector shell and the engine cylinder.The connector shell is fixed on the engine cylinder with the jump ring to prevent from falling off due to vibrating of the engine cylinder. The terminals cannot be touched each other with the limited strips and blocks.

【Key words】automobile；the connector of the passing through the engine cylinder；seal；anti-knock

發(fā)動機及減速器是汽車最重要組成部分之一，特別是發(fā)動機作為汽車的動力來源，對整車性能有著至關(guān)重要的影響。汽車穿缸連接器是穿過變速器或發(fā)動機的缸體，使其內(nèi)部和外部實現(xiàn)電氣連接的連接器部件。缸體內(nèi)部的特殊環(huán)境要求一個穿缸件上引出盡可能多的導(dǎo)通線束，穿缸連接器的一端還要與油接觸，并且要承受一定的高溫，工作環(huán)境比較惡劣。高溫、多油及劇烈振動的環(huán)境對穿缸連接器的密封性能有著苛刻的要求。同時，汽車行駛過程會產(chǎn)生劇烈振動及發(fā)動機本身的振動會傳導(dǎo)到連接內(nèi)外的穿缸連接器上，穿缸連接器容易被振落或松脫，對行車安全造成影響。穿缸連接器設(shè)計技術(shù)已成為汽車連接器行業(yè)技術(shù)人員的研究熱點之一。

1" 穿缸連接器密封技術(shù)

發(fā)動機艙內(nèi)環(huán)境較差，比如存在油漬、灰塵及污水等污染物，若穿缸連接器密封性能差，這些污染物滲透進穿缸連接器內(nèi)部，會對穿缸連接器和發(fā)動機內(nèi)部造成污染和破壞，影響電氣性能，造成噴油器失靈，而發(fā)動機內(nèi)部機油也會由于虹吸效應(yīng)通過導(dǎo)線向缸外漏油。由于苛刻的工作環(huán)境以及密封的要求，密封成為穿缸連接器設(shè)計的技術(shù)挑戰(zhàn)點。

穿缸連接器的密封包括穿缸連接器外殼與缸體之間的密封和穿缸連接器內(nèi)部端子的密封。針對傳統(tǒng)端子有成型縫隙、導(dǎo)線線芯之間有縫隙，缸內(nèi)缸外間的液體會通過縫隙進行滲透，不能實現(xiàn)絕對密封要求問題，李強等[1-2]設(shè)計的新型穿缸高密封連接器通過異形材料端子消除了傳統(tǒng)端子的疊料縫（圖1），并通過灌膠處理提高了變速器穿缸連接器的密閉性。通過固定掛臺旋入插頭護套總成上的卡槽，凸塊過盈配合在插座護套底部邊緣的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了自鎖和防掉件。

欒健等[3]通過將發(fā)動機穿缸連接器的公插針采用閉口設(shè)計，公插針上尾部設(shè)有接線孔和泄油孔（圖2），電線壓接在接線孔中，當發(fā)動機缸罩蓋內(nèi)的機油沿著電線流到接線孔內(nèi)部時，機油會從泄油孔流出，再從公針固定蓋上的第3針孔流出，從而倒流回發(fā)動機缸罩蓋內(nèi)，防止了缸蓋罩內(nèi)機油沿著電線線芯向缸外滲漏。公插針采用車削端子結(jié)構(gòu)，其扁平部與連接部呈弧面過渡，有效地阻斷油路，防止因虹吸效應(yīng)出現(xiàn)向缸外漏油的現(xiàn)象[3-4]。公插針與連接器殼本體注塑成一體結(jié)構(gòu)，并用密封膠填充，公針組件穩(wěn)固設(shè)于連接器殼本體上，使得裝配過程簡單快捷，解決因裝配過程中時間、力氣的浪費；另外強化了公針組件與連接器殼本體之間的密封性能，防止污染物從外部滲透進穿缸連接器內(nèi)部。同時，密封塞和連接器密封圈材料使用防油耐高溫的氟硅膠原材料生產(chǎn)，起到防止有油且溫度過高而造成連接器失效，滿足在有油、高溫情況下正常使用，增加其使用壽命。在端子的導(dǎo)線連接位置設(shè)有密封塞，密封塞采用雙向過盈并結(jié)合波浪紋的設(shè)計，從而達到絕對密封性[5]。

孫冠勇等[6]設(shè)計了一種內(nèi)部具有兩套相對獨立又互相補充的密封系統(tǒng)的穿缸連接器（圖3）。堵棒總成與卡子之間形成第1級密封，插頭護套總成與端子總成之間形成第2級密封。降低單獨一套密封系統(tǒng)所承受的壓力，降低因密封件出現(xiàn)油泄漏的風險，保證穿缸連接器的密封性能。穿缸連接器裝配好后，端子總成和堵棒總成即可穿入插頭護套、卡子總成內(nèi)。相較于傳統(tǒng)的灌膠密封方式，裝配方式靈活，操作簡單、快捷。端子的密封區(qū)和掛接區(qū)受到電連接器的軸向限制，防止端子的軸向運動。端子密封圈和堵棒密封圈均與對應(yīng)的插孔過盈配合，卡子通過卡子密封圈與插頭護套的內(nèi)壁過盈配合，直徑大于橡膠端子通道內(nèi)徑的部分將完全與橡膠體貼合，環(huán)狀凸起與臺階外緣部及孔邊平面形成端面密封，相較于傳統(tǒng)的封堵密封方式，相反橡膠材料更好地包容端子，密封接觸面積大，密封效果更好。

針對穿缸連接器與變速器之間具有間隙，穿缸連接器與變速器之間的密封不可靠，現(xiàn)有對配連接器組件與穿缸連接器組件對配連接時，穿缸連接器與電控箱之間具有間隙，穿缸連接器與電控箱之間的密封不可靠問題，劉穎等[7]設(shè)計了一種穿缸連接器殼體組件、穿缸連接器、穿缸連接器組件及連接裝置（圖4）。

第一殼體設(shè)置有第一法蘭部，第一法蘭部將第一殼體分隔成安裝部和插設(shè)部，安裝部可延伸進入第一箱。第一法蘭部具有朝向安裝部的軸向第一側(cè)和朝向插設(shè)部的軸向第二側(cè)，在第一法蘭部的軸向第二側(cè)設(shè)置有第二密封件。當對配連接器與穿缸連接器對配連接時，第二密封件可封堵第一法蘭部與第二箱之間的間隙，連接裝置的密封性能佳。在第一法蘭部的軸向第一側(cè)可設(shè)置有第一密封件，第一密封件可封堵所述第一殼體與第一箱之間的間隙，穿缸連接器的密封性能佳。第一密封件可設(shè)置成同時封堵第一殼體與第一箱之間的軸向間隙和徑向間隙，密封面積大，密封性能佳。采用在穿缸連接器殼本體外壁面上設(shè)有環(huán)狀凹槽（圖5），環(huán)狀凹槽與連接器密封圈嵌套連接；也可提高柴油發(fā)動機穿缸連接器的密封性[1，4，6-9]。同時，密封圈的斷面采用“山”字形結(jié)構(gòu)，被套裝在連接器本體上可以進一步增加密封效果[10]。

2" 穿缸連接器抗振動技術(shù)

發(fā)動機在工作時，產(chǎn)生的振動劇烈，特別是柴油發(fā)動機一般使用在卡車等運輸工具中，在卡車行駛過程中，路面造成的振動十分嚴重，而作為連接內(nèi)外載體的穿缸連接器，長期受到振動后穿缸連接器中的接線座容易發(fā)生破裂導(dǎo)致機油泄漏，影響發(fā)動機的性能，存在很大的安全隱患。在柴油發(fā)動機穿缸連接器設(shè)計中，采用在連接器殼本體上設(shè)卡槽，連接器殼本體上卡接有固定卡簧，固定卡簧安裝在發(fā)動機隔離罩上，用于固定連接器殼體，防止連接器殼本體受到振動時松脫或脫落[3-4，6]。柴油發(fā)動機穿缸連接器的連接器殼體的輸出端上螺接設(shè)計有旋轉(zhuǎn)鎖環(huán)，旋轉(zhuǎn)鎖環(huán)用于緊固母頭組件，也可防止母頭組件受到振動時松脫，且具有安裝方便、維修便捷的優(yōu)點[11]。欒健等[12]在一種發(fā)動機穿缸連接器（圖6）的設(shè)計中，采用插線座的外側(cè)壁向外延伸形成多個加強部，加強部均平行于插線座的軸線，相鄰的加強部之間的間隔均相等使插銷座受力均勻，提高插線座的外周面的最大承受力，能承受高強度的振動，增大使用壽命；第一插線孔設(shè)置在插銷座的軸線上，第二插線孔均勻分布在第一插線孔的外周，第一插線孔和第二插線孔的分布使插線座的內(nèi)部受力均勻，減少插線座受到振動后內(nèi)部受力不均導(dǎo)致破裂的情況，進一步提高使用壽命。

3" 穿缸連接器防端子之間碰撞技術(shù)

針對一般的發(fā)動機穿缸連接器在插接更多的端子時，會因為在發(fā)動機穿缸連接器內(nèi)插接有較多的端子，出現(xiàn)各個端子之間由于排列方向的細微偏移而發(fā)生觸碰，導(dǎo)致各端子之間無法正確傳遞電流和信號問題，欒健等[13]設(shè)計了一種發(fā)動機穿缸連接器，包括連接器殼體、隔板以及多個限位條（圖7）。

由于各限位條沿X軸方向排列，且各限位條均包括沿Y軸方向設(shè)置的多個限位塊，各限位塊均與隔板連接并封閉各通孔，限位塊不僅可以增加隔板的牢固性，而且可以避免各個通孔在徑向的方向發(fā)生形變，并且限位塊設(shè)置有用于供端子穿過的限位孔，使端子在隔板的通孔和限位塊的限位孔的限制下從第一安裝腔伸入第二安裝腔內(nèi)，避免端子在排列的時候因為方向的細微偏移而發(fā)生觸碰的現(xiàn)象，使得每一個端子可以正確傳遞電流和信號。設(shè)計的固定卡簧可以進一步固定發(fā)動機穿缸連接器，避免發(fā)動機穿缸連接器在使用過程中出現(xiàn)晃動現(xiàn)象，使得發(fā)動機穿缸連接器內(nèi)端子可以穩(wěn)固插接或者更換發(fā)動機穿缸連接器。中間固定片的設(shè)計則可解決穿缸連接器在對插過程中端子的彎針問題[2，6，8]，如圖8所示。

4" 穿缸連接器90°出線技術(shù)

穿缸連接器一般采用線型連接器，采用沿同一180°平面延伸的平板狀連接端子。在需要出線方向與穿缸方向不呈180°，尤其是需要出線方向與穿缸方向為90°時，該連接器需要額外與一對配端子連接，再設(shè)置一個供對配端子穿出的出線蓋子，以實現(xiàn)需要的出線方向，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于操作。針對此問題李曉炳[14]設(shè)計了占用高度空間小的穿缸連接器（圖9）。穿缸連接器的連接端子包括位于其兩端的第一插接段和第二插接段。第一插接段和第二插接段相對彎折設(shè)置，并容納設(shè)置于殼體中，可獲得需要的出線方向，90°出線，結(jié)構(gòu)簡單，易于制作。連接端子不需要額外與對配端子連接即可獲得需要的出線方向，不需要在穿缸連接器上額外加設(shè)蓋子，占用高度空間小。連接端子嵌件注塑于殼體中，結(jié)構(gòu)精簡，易于制作，可操作性高。穿缸連接器可用于貫穿汽車變速器或者發(fā)動機等的缸體，能獲得90°或者其他角度的出線方向，穿缸連接器需要占用的缸體上方高度空間小，可操作性高。

5" 結(jié)論

總之，汽車穿缸連接器密封、抗振是其重要的技術(shù)特征。端子密封不僅有傳統(tǒng)的灌膠方式，而且無疊料縫的異體材料端子、車削端子結(jié)構(gòu)及雙密封技術(shù)不僅可以很好地起到密封作用，而且能便于后續(xù)的制造過程。在穿缸連接器殼本體外壁面上設(shè)有環(huán)狀凹槽，環(huán)狀凹槽與連接器密封圈嵌套連接可提升穿缸連接器的密封性，密封圈的斷面采用“山”字形結(jié)構(gòu)可以進一步增加密封效果。采用穿缸連接器殼本體上卡接有固定卡簧，固定卡簧安裝在發(fā)動機隔離罩上的方式可以防止連接器殼本體受到振動時松脫或脫落。穿缸連接器插線座外側(cè)壁設(shè)計均勻向外延伸多個加強部，使插銷座受力均勻，能夠提高插線座外周面的最大承受力，增強其抗振性。通過限位條和限位塊的設(shè)計可避免穿缸連接器各個端子之間由于排列方向的細微偏移而發(fā)生觸碰。穿缸連接器采用第一插接段和第二插接段相對彎折設(shè)置，并容納設(shè)置于殼體中可獲90°的出線方向。

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[14] 李曉炳. 穿缸連接器及連接器穿缸結(jié)構(gòu)：中國，CN209329246U[P]. 2018-12-14.

（編輯" 楊" 景）