浅谈汽车电线束的品质控制

蒋廷云，陈胜国，王寿山，史 曹，宗喜旺

（河南天海电器有限公司，河南 鹤壁 458030）

汽车电线束在汽车中就好比人的神经系统，用来传递动力和信号；电线束的品质关系着汽车的性能和安全，看似很小的品质问题都会引起意想不到的品质事故，甚至威胁到人的生命安全。作者结合多年从事汽车电线束的设计开发经验和过程开发经验，浅谈一下如何控制汽车电线束的品质。

1 电线束品质问题引起的故障案例

首先，请大家看几个由于汽车电线束品质问题引起的故障案例。

案例1：某车踩油门踏板时油门没反应，车速加不上去，发动机抖动和排气管有黑烟冒出；判断为线束接触不良，更换发动机线束后，各种故障排除。经排查，是因为发动机线束中的发动机ECU插接件内端子尾部压接不良，有铜丝外漏与相临孔位的端子接触，造成短路引起上述故障。

直接原因：线束短路。根本原因：线束生产过程没有控制好，端子压接不良。

案例2：某试验车在做试验过程中，车辆突然无法起动；钥匙处于ON档，EMS主继电器不吸合。经排查，是因为线束布置不合理，与周边件干涉，线束保护层被磨损，线束某回路电源线搭铁导致出现上述故障。

直接原因：线束短路。根本原因：线束布置不合理，与周边件干涉。

案例3：某试验车打转向灯时，曾经发生闪烁频率加倍；接通报警灯开关时，转向灯闪烁频率正常。经查，是因为设计的时候没有考虑到经转向灯控制回路导线自身压降对继电器的影响，认为线束回路压降不会大于0.5V，实际已经超过了1.0V。

直接原因：线束压降过大。根本原因：设计考虑不周，导线线径设计不合理。

案例4：前后顶灯熔断丝易爆，原因是装配顶篷线束用的电动工具紧固遮阳板时，将伸入到遮阳板里的化妆镜灯线束打破，搭铁短路造成的。

直接原因：线束短路。根本原因：装配不合理。从上述案例可以得出，汽车电线束的产品设计开发过程和生产过程会对线束的品质产生影响。

2 电线束品质的控制

生产过程中影响线束品质的因素有：人、机、料、法、环、测，这么多因素怎么控制？首先还是先了解一下线束吧！线束的生产工艺流程为下线→压接→组装→电检→外检→质控检验→成品入库。

我们知道，线束是劳动密集型生产模式，大部分工序需要人手工操作；人是不稳定的，是影响线束产品品质的关键，所谓的生产过程控制主要对于不同的生产工序，制定相应的标准化操作规范，任何一个操作工都必须严格执行，这样生产出来的线束产品品质就能得到有力的保障。

2.1 标准化操作规范

根据国家标准QC／T29106—2004《汽车低压电线束技术条件》和某企业线束标准，编制汽车电线束生产过程控制中各个关键工序的标准化操作规范。

2.1.1 导线剥皮作业规范

操作工在生产操作中要进行100%自检。导线的颜色、型号应符合工艺要求，表面应光滑、无裂痕、无伤芯线丝现象。剥头公差除工艺特殊要求外，需在-0.15～+0.3mm以内。导线剥皮作业中，必须使用准确的剥皮机器 （图1）。

2.1.2 穿防水栓作业规范

操作工在生产操作中要对其原材料进行100%自检。防水栓型号符合工艺要求，零件表面不应有裂痕、塑坑、毛刺等现象；导线颜色、型号应符合工艺要求，表面光滑、无裂痕、无伤芯线丝现象。

除工艺特殊要求外，穿防水栓时，导线绝缘皮可见且绝缘皮最大不得超过1mm，如图2所示。

2.1.3 端子压接作业规范

1）端子压接位置如图3所示。

2）电线位置如图4所示。

3）端子压接高度如图5所示。

4）端子压接剖面确认。端子与电线导体压接处和压接接点处横断面应符合下列要求：导体中所有单线的断面应呈不规则多边形，导体与端子相接部位、单线与单线之间应无明显缝隙，端子压接部位应包住全部导体。如图6所示，端子压接的卷曲部分a、b必须相接，且对称；端子压接卷曲部分a、b端部距底部c的距离d不小于单线标称直径的1／2；横断面底部两侧的毛刺高e应不超过端子压接后的厚度g，毛刺宽度f应不超过g的1／2。

端子与电线导体压接处和压接接点处横断面不允许存在下列任何一种缺陷 （图7）：端子卷曲部分a、b之间有缝隙；端子卷曲a或b的端部与端子其它部位相接；横断面上端子压接部位出现裂纹h。

5）U型端子压接作业规范：线芯末端在端子和绝缘皮之间；导线剥皮切口整齐且线芯及外部绝缘皮不能有损伤；没有由于U型压接过程导致的切断或遗漏的芯线丝；所有芯线丝都在U型端子内。

切断、遗漏的芯线束的定义：切断的芯线束指在端子压接后被切断的芯线丝；遗漏的芯线束指在压接后芯线丝被遗留在端子外。U型压接合格的状态如图8所示，不合格状态如图9所示。

2.1.4 端子压接-目视作业规范

端子压接-目视作业规范如图10所示。压接时，压接部位不许损坏或弯折，须与端子轴上的端子比较，看是否损坏。

注意：①合并线剥皮长度必须相同，位置对正；②导线截面不同时，导线必须上下叠加放置，而且小截面导线必须在下方。

2.1.5 热缩管作业规范

热缩管的标准作业为：压接点位于热缩管的中央，热缩管紧贴导线，如图11a所示。允许热缩管轻微偏移压接点，如图11b所示。热缩管未包住压接点，或热缩管被芯线划破都属于不规范作业，如图11c所示。

2.1.6 护套组装作业规范

护套组装作业分为推、听、拉三步，其操作规范如图12所示。

2.1.7 胶带缠绕作业规范

缠绕方向：由壳体开始向外缠绕，不反胶，不露线。胶带绕制方向从塑件开始；胶带两端包紧，必要时，采用端头缠绕；间隙缠绕，胶带间距为20±5 mm；重叠胶带，胶带间至少50%重叠；定位胶带包2～3圈。除工艺特殊要求外，密缠 （半叠缠绕）搭接标准为胶带的50%，裸缠 （花缠）间隔距离标准为胶带的50%。

胶带末端翘起；胶带绕制方向没有从塑件开始；胶带松开，未重叠；间隙缠绕，胶带间距超过公差 （＜15mm或＞25mm）；重叠缠绕露导线则为不合格。

2.2 开发阶段应该注意的事项

1）系统原理设计 包括熔断丝选择、线径选择、电源分配和搭铁分配等；通过做短路测试，验证熔断丝与导线是否匹配；通过做回路压降测试，检验导线是否选择合理，通过做电器盒的温升试验检验电源分配是否合理等。

2）路径布置设计 发动机线束布置走向尽可能保持与发动机机轴中心线平行，同时要避开高温区；其它线束要避开运动件，不能和任何锋利的金属边角接触，到临近的部件、管路有足够的距离等。

3）线束集成设计 包括护套选择、端子选择和保护材料选择等；通过做高低温、盐雾和振动等试验，检验材料是否满足要求。

4）线束工艺装配 编写装配技术条件书时要合理，有可操作性；工人装配过程中不能野蛮操作，杜绝扔、踩情况发生。

2.3 依据相关标准对汽车电线束的原材料检验

2.3.1 电线的检验

在汽车电线束使用的原材料中，电线使用最多，而且线束的整个制造过程及运转过程都涉及电线，所以电线的品质控制最为关键。电线的主要参数和性能指标有：外观结构、初始伸长率、高温老化伸长率、耐高温、抗冷弯、阻燃、耐油、耐磨、抗挤压等。不同标准的电线参数如结构尺寸以及绝缘层材料和厚度都有差别，控制外观结构的目的就是控制电线符合相应的标准和颜色要求。当电线的某一性能指标不满足要求 （失效）时，线束的相关性能会下降。

国标电线检验的依据标准是JB／T-8139《公路车辆用低压电线》和QC／T730《汽车用薄壁绝缘低压电线》，日标电线检验的依据标准是JASO D 611／1994《汽车用薄壁绝缘低压电缆》和JASO D 608／1992《汽车用耐热低压电缆》，德标电线检验的依据标准是DIN 72551《德国汽车用低压电线》。

2.3.2 插接器的检验

汽车插接器 （包括端子和护套）是构成线束的最基本单元，也是实现电信号可靠传递和连接的核心。也可以说线束就是用电线连接起来的插接器，可见插接器的品质对汽车电线束品质的重要性。

端子的全性能试验包括插接件插入护套力、插接件在护套中的保持力、插接件插入力和拔出力、接触电阻、温度迅速变化、温升试验、电流循环、温度与湿度循环、结合温度震动、导体附近抗拉强度、流动气体腐蚀和盐雾试验。

护套的全性能试验包括端子结合 （离脱）力、电线附件拉张强度、端子弯曲强度、端子与护套间的结合力、端子保持力、密封性、防水性、连接器耐撬动力、过量电流承载、重复插拔耐久性、耐冲击性、护套离脱力、连接器结合 （离脱）力、锁合力／解锁力、低压电流耐受性、抗冻能力、泄流电流和电压将。插接器检验的依据标准是国标QC／T417《车用电线束插接件》。

2.3.3 橡胶件的检验

电线从橡胶件孔穿过，并与孔紧密配合，橡胶件外带螺纹安装在硬质塑料或金属件上，起固定作用。这样既把电线和橡胶件固定在一起，又防止雨水、油污浸漏。由于中间的弹性联接向内外的设计张力形成一定的阻尼特性，可大大减轻运动中的振动破坏，起到保护电路的功效。在设计的时候一个好的橡胶件应该考虑绝缘、内外的强紧配合、极佳的弹性、卓越的耐老化和抗臭氧能力等。由此可见橡胶件在汽车电线束中的重要性。

橡胶件的全性能试验包括硬度、扯断强度、扯断伸长率、硬度变化、扯断强度变化和扯断伸长率变化。橡胶件热空气老化和耐热试验检验的依据标准是GB／T3512—2001《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》。

2.3.4 线束外包扎材料的检验

线束外包扎材料包括PVC胶带、布基胶带、绒布胶带、海绵胶带、PVC管、波纹管和工业塑料布；起到耐磨、阻燃、防腐蚀、防止干扰、降低噪声、美化外观的作用，一般根据工作环境和空间大小制定不同的包扎设计方案。

胶带的检验项目有拉伸强度、断裂伸长率、180°剥离强度、击穿强度、耐电压和体积电阻率；PVC管的检验项目有外观、阻燃性能、介电强度、延伸率、耐油性能、耐酸碱性能和耐老化试验；波纹管的检验项目有外观、阻燃级别、拉伸度、冷冲击强度、耐磨性、恢复性、拉伸试验、耐高温试验、耐寒试验、耐电压试验和介电强度。

胶带检验的依据标准是国标GB／T20631《电气用压敏胶粘带》，PVC管检验的依据标准是GB／T13527《软聚氯乙烯管 （电线绝缘用）》，波纹管依据相关企业标准进行检验。

2.4 产品的品质控制

制造过程中的品质控制就是在制造过程中落实设计、保证产品达到设计的各项指标的方法和措施。

1）产品品质控制的组织 当产品由设计部门转入生产部门后，品质控制是贯穿于整个产品的生产、储运过程的，对于汽车电线束制造商来说，应当成立由专门的产品品质控制专业组织和人员，在品质控制方面的工作有：①成立品质控制组织机构，完成人员的选拔和必要的培训；②完成产品品质控制计划书；③监督实施产品制造过程；④完成产品的品质审核；⑤提交产品的品质验证报告。

2）产品的品质控制的规划 产品的品质控制的规划由品质控制组织完成，是产品在制造过程中品质控制工作的依据，应该包括以下内容：①依据设计部门的要求，提出对原材料供应方的品质要求；②品质控制组织和人员的业务范围以及与其它部门的关系；③依据相关标准对原材料进行品质控制；④产品的品质要求；⑤潜在失效模式及后果分析 （FMEA）；⑥在生产过程中的品质控制指导办法，包括：工程图样、性能规范、材料规范、目视标准和工业标准、过程流程图、场地平面布置图、特性矩阵图、包装标准、过程参数、生产者对过程和产品的专业技能和搬运要求；⑦检查和抽检的方法、次数、提交检验报告的方法；⑧对可能影响品质的因素的处理方法。

2.5 控制电线束退货率 （PPM）

汽车电线束在生产制造过程中存在的缺陷主要有电线下错、端子压错、端子剖面不合格、端子变形、防水栓压烂、端子穿错位、端子不到位、护套自锁不到位、护套损坏、电线划伤、尺寸不准、包扎不良、卡扣装反、卡扣装错和线束导通不良等。严格按照作业标准书进行生产和检验，电线束的生产过程缺陷就可以得到控制，同样电线束的退货率（PPM）就会大大降低。例如：某汽车电线束企业在相关作业标准书还没有完全规范的情况下，生产出来的产品的退货率 （PPM）远远大于目标值500；经过相关作业标准书规范后，产品的退货率 （PPM）得到了很好的控制。