線束插件進水問題排查及優化

1圖分類號：U463.62 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）08-0167-03

【Abstract】With therapid development of automotive electrificationandintelligence，thecomplexityof vehicle electrical systems hasincreasedsignificantly.Astheneural network connectingvariouselectricalcomponents，the reliabilityof wiring harnessesdirectlyaffectsvehiclesafetyandfunctionalityHowever，wateringresscausedbyimproper designorassemblyofconnectorshasbecomeacritical factor leading tovehicle failures.Thispaper takes the water ingress faultofamotorconector inaspecificvehiclemodelasacasestudy.Throughfaulttreeanalysis，airtightness verification，high-pressure water spraytesting，andresearch onthesiphonefect，the mechanism of water ingress is systematicallyanalyzed.Thestudyreveals thatconnector typemismatchand improper instalationof waterprof gaskets are key factors triggering thesiphon effect.Basedon these findings，optimization measures such asanti-siphon design， production qualitycontrol，andstandardizedassemblyprocesssareproposed，providing theoreticalandpractical referencesforimprovingthewaterproofperformance ofwiringharnesses.

【Key words】automotive wiring harness；connector water ingress；siphon efect；waterproof design；quality control

0 引言

近年來，中國汽車保有量持續攀升，消費者對車輛安全性與可靠性的關注度日益提高。據統計，2022年國內汽車故障案例中，電氣系統問題占比達 32% 其中線束相關故障占電氣故障的 45%^[1] 。線束作為整車電路的神經網絡，其防水性能直接決定電氣系統在潮濕環境下的穩定性。然而，線束插件因虹吸效應導致的進水問題長期困擾主機廠與供應商。本文結合某車型電機插件進水案例，從設計、生產、裝配全流程切入，系統分析故障根源并提出優化方案。

1插件構成與防水設計原理

1.1 接插件結構解析

線束主要由導線、接插件和包裹物等材料組成。其中，接插件是線束系統的核心部件，其設計需要滿足以下幾點要求。

1）防水性設計。根據防水要求，選擇合適的護套類型。防水插件與非防水插件相比，端子增加了防水栓，插件內多了一層防水圈，且護套通常為內凹型結構，如圖1所示。

圖1防水與非防水接插件結構對比

2）導線設計。接插件內的導線一般為單根導線，如果設計為兩根導線，導線間易存在間隙，容易導致插件進水。

3）端子壓接。端子在壓接時，與防水栓之間不能有明顯可見間隙，以確保裝人接插件時，防水栓與接插件后端面保持在同一水平線。

1.2防水接插件的材料特性

防水接插件的性能高度依賴材料特性。護套多采用聚酰胺PA66或聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT，其抗沖擊性與耐高溫性可適應發動機艙惡劣環境；防水圈則選用液態硅膠LSR，彈性模量達 0.5MPa ，可在 -40～150^°C 范圍內保持柔韌性2。研究表明，硅膠密封圈壓縮率需控制在 20%～30% 以實現最佳密封效果，過度壓縮易導致塑性變形，反之則可能漏氣]。

2虹吸效應導致的插件進水故障分析

2.1 案例概述

某車型在路試過程中經過涉水路段時突然下電， 整車無法上高壓，導致車型無法行駛。后續車輛拖至

返修區，技術人員排查至電機區域時，發現電機插頭松動（拔除時發現），且插件內部存在水漬，端子腐蝕產生銅綠，如圖2所示。

圖2電機插件腐蝕形貌

2.2 原因分析

技術人員通過故障樹（圖3）分析，將進水可能性鎖定在兩個方面，一是插件氣密性不足導致進水；二是首尾兩端的護套之間存在溫差，引起虹吸現象。為此，進行以下試驗。

圖3插件進水故障樹

2.2.1 氣密性驗證

按照QC/T1067.1方法，在常溫狀態下，對插件通人 48kPa 大氣壓并置于水中，用泄漏測試儀檢查插件是否漏氣（圖4）。測試結果顯示，電機插件氣密性良好，排除氣密性因素（表1）。

圖4MCU接插件氣密性測試

表1插件氣密性檢查結果

2.2.2 高壓水噴試驗

按照 QC/T1067.1 的測試方法，把樣件固定在試驗臺上，使插件面對噴嘴放置，伴隨旋轉臺的轉動，噴嘴從 0^° 開始對插件進行噴射，每個位置噴射30s，試驗參數要求為：噴射要求，旋轉臺速度 （5±1）r/min ，位置角度 （0^°，30^°，60^°，90^°）±5^° ，距離 100～150mm ；流量14～16L/min ；水壓 8000～10000kPa ；水溫 80±5°C 。

由于樣件高度較低，噴嘴與樣件間的距離無法達到標準要求，依據設備實際能達到的高度進行測試，試驗數據見表2。

表2試驗數據

待樣件試驗完成后，通過目視檢查法未發現電機插件殼內出現水跡，表明其防水等級符合IP67標準，如圖5所示。

圖5試驗后插件狀態

從上述試驗結果可以證明該插件氣密性試驗及高壓水噴試驗均顯示密封防水性能良好，符合QC/T1067.1汽車電線束和電氣設備用連接器第1部分：定義、試驗方法和一般性能要求中4.34及4.35的技術要求[4，可排除插件破損導致進水。

2.2.3 虹吸效應驗證

技術人員進一步檢查故障件，發現電機風扇插件的防水膠墊未安裝到正確位置，如圖6所示，導致導線間隙形成毛細通道。當水流從電機風扇插件滲入后，由于導線兩端的護套氣密性不同，產生壓強差，導致水流沿導線被吸入電機插件端，引起整車無法上高壓故障，如圖7所示，此現象符合泊肅葉定律。

式中： Q 一流量； r 主 通道半徑； ΔP 壓差； η 一流體黏度； L 一通道長度。

圖6防水膠墊偏移

圖7插件進水示意圖

3優化措施與實施效果

3.1 防虹吸設計優化

技術人員做好各個插件的參數研究，分析不同結構的差異性，根據接插件所在環境的不同，選擇正確適配的插件，例如禁止將防水插件放在艙內干區，非防水插件放在艙外濕區，避免插件滲人水時因壓強差產生虹吸效應，產生插件進水，導致電器短路，車輛無法正常行駛]。

3.2 材料選擇

插件的材料選擇對其防水性能有著直接影響。

優質的防水材料能夠有效防止水分滲透，而劣質材料則可能在潮濕環境下發生膨脹、變形或老化，導致密封性能下降。因此，在選擇插件材料時，應充分考慮其耐候性、耐腐蝕性和機械強度。

3.3 制造工藝

制造工藝的缺陷也是導致插件進水的一個重要原因。例如，在注塑成型過程中，如果溫度、壓力等參數控制不當，可能導致插件內部產生氣泡或裂紋，從而影響其密封性能。此外，端子的壓接品質也會直接影響插件的防水性能。如果壓接不牢固，端子與防水栓之間可能存在間隙，導致水分滲入。

3.4生產管控

產線需加強每個環節上的員工對生產品質的重視，做好生產品質的管控與精細化管理，搭建完善的生產控制體系，建立歷年生產問題回顧庫，確保生產問題庫內相應更改措施在新項目上實施到位，避免問題重復發生。

3.5 裝配流程及人員培訓

在現有裝配工序上多增加一個工位，由此工位人員檢查防水膠墊的安裝情況，形成多次檢查保障，同時，根據工序的調整修改作業標準指導文件，做好對應的培訓與考核，要求員工熟練掌握后方可上崗作業，避免因操作不當或未按照標準流程進行，導致膠墊未正確安裝到位，從而影響插件的密封性能；因安裝過程中對插件施加過大的外力，導致插件變形或損壞，進而影響其防水性能等事情再次發生。

3.6 試驗與驗證

為了驗證優化措施的有效性，技術人員進行了以下試驗。

1）模擬涉水試驗。將優化后的插件安裝在模擬涉水環境中，觀察插件的防水性能。試驗結果顯示，優化后的插件在涉水環境下能夠有效防止進水。

2）長期可靠性測試。對優化后的插件進行長期可靠性測試，包括高溫、低溫、振動等環境下的測試。測試結果表明，優化后的插件在各種環境下均能保持良好的防水性能。

4結論

本文結合某車型電機插件進水案例分析，提出從接插件選型、品質把控、工序流程優化和人員培訓等方面，規避接插件結構不匹配問題，為后續排查線束插件進水提供參考方向。線束插件進水問題是影響汽車電氣系統可靠性的重要因素之一，通過本文的分析可知，虹吸現象是導致插件進水的一個重要原因，但除此之外，材料選擇、制造工藝和安裝操作等因素也可能導致插件進水。因此，在設計和生產過程中，應綜合考慮各種因素，采取有效的預防措施，確保線束插件的防水性能，從而提高汽車電氣系統的可靠性和安全性。

參考文獻

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（編輯楊凱麟）