汽车线束接插件进水故障分析与改进

吴怀伟

（合肥江淮汽车有限公司，安徽 合肥 230022）

前言

汽车线束连接着汽车上的各个电子电器部件，起到电源分配和信号传递的作用，是汽车的神经系统。汽车线束接插件的质量，对汽车的安全驾驶至关重要。线束接插件进水是汽车线束常见的一种故障模式。因此分析与改进汽车线束接插件进水故障，提高线束接插件的防水性能，提高汽车的安全性，是当前整车及其零部件供应商迫切需要攻关解决的课题。

1 汽车线束接插件进水故障分析与改进

在某车型汽车线束市场故障报单中，线束接插件进水故障占比高达47%，故障部位主要集中在氮氧传感器。线束接插件进水是该车型线束故障模式中的TOP1故障。下面以“该车型氮氧传感器线束接插件进水故障的分析与改进过程”作为案例来进行详细阐述。

接到项目任务后，公司立即组建项目组，由公司领导挂牌开展项目攻关。项目组成员由整车及其线束零部件供应商从事技术研发、工艺、质量、生产制造等跨领域工作的人员组成。在项目攻关过程中，项目组成员走访了江浙等市场，实地调研了车主用车工况，现场察看故障现象，发现进水位置集中在氮氧传感器部位。项目组成员和当地维修服务站的维修师傅一起围绕着故障车现场、现时、现物发现问题、分析问题、解决问题，最终形成产品优化改进方案并且实施。改进后的产品经过大量的试验验证和整车跑路试测试，最终消除了线束接插件进水故障，实物如期切换，项目圆满完成。在项目开展过程中，项目组成员以问题为导向，以消除氮氧传感器线束接插件进水故障为目标，聚焦氮氧传感器线束，对照产品图纸和技术要求，运用故障树分析法，从人、机、料、法、环、测等方面系统进行研讨分析，由表及里、层层深入地查找造成“氮氧传感器线束接插件进水故障”的原因。通过充分研讨分析，识别出可能原因有三个：

（1）线束接插件、防水栓、盲堵、端子的工艺选型问题；

（2）防水栓破损、缺失；

（3）接插件的设计问题。

进一步分析，识别出造成“线束接插件、防水栓、盲堵、端子的工艺选型问题”的可能原因有两个：一是线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题；二是防水栓插入状态问题。识别出造成“防水栓破损、缺失”的可能原因有两个：一是员工标准作业问题；二是防水栓在流转过程中损坏。识别出造成“接插件的设计问题”的可能原因有两个：一是接插件选型问题；二是接插件装配位置问题。

综上所述，通过FTA分析，共识别出六个可能导致“氮氧传感器线束接插件进水”的潜在因子，分别是：线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题，防水栓插入状态问题，员工标准作业问题，防水栓在流转过程中损坏，接插件选型问题，接插件装配位置问题。具体故障树如下图所示（图1）：

图1 汽车氮氧传感器线束接插件进水故障树

1.1 线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题

项目组对氮氧传感器部位的线束接插件、防水栓、盲堵、线束端子的型号、线径进行检测。在生产现场随机各抽取50个产品实物进行检测，其中接插件、防水栓、盲堵、线束端子均为整车厂指定件，其尺寸和型号均符合技术图纸要求，线束接插件、防水栓、盲堵、端子对插匹配良好。对氮氧传感器护套、防水栓、盲堵等按照QC/T 417.1—2001第1部分 定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）中4.9防水性能要求进行气密试验和水密防水试验，观察试验过程中无气流产生，接插件内部无可见水迹，试验结果证明产品实物符合QC/T 417.1—2001第1部分 定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）中4.9防水性能的技术要求[1]。

因此“线束接插件、防水栓、盲堵、端子匹配问题”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.2 防水栓插入状态问题

项目组组织设计、工艺、质量等相关人员共同对生产制造现场进行工艺纪律检查，生产制造现场压接工位、防水栓装配工位及插值工位作业标准齐全有效。操作工操作全自动下线压接设备压接端子，半自动防水栓设备穿插防水栓。生产设备运行状态良好稳定，现场设备维护保养记录齐全。现场检测100个防水栓的插入状态，防水栓的穿插位置稳定，防水栓穿插后的质量符合技术标准要求。

因此“防水栓插入状态问题”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.3 员工标准作业问题

在生产制造现场，线束端子采用专用模具进行压接。模具定期维护保养，状态良好稳定。线束端子压接高度、拉拔力等尺寸、性能符合技术标准要求，端子压接状态良好。抽查车间巡检员过程检验记录，检查发现：某日巡检员抽检120根氮氧传感器线束，盲栓漏装8根，处理措施：返工。仔细察看巡检员过程检验记录表，记录表上显示每月都有不同数量的氮氧传感器盲栓漏装。为进一步查明盲栓漏装原因，项目组来到车间模板插植工位进行调查。模板插植工位上有作业标准指导书，作业标准指导书上明确规定要装配盲栓。检查中发现，模板插植工位上有多名操作工同时插值，但是装配盲栓人员不固定，操作工各自自行安装，容易发生盲栓漏装现象。

因此“员工标准作业问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施：为了防止员工漏装盲栓，项目组优化工艺，将盲栓装配由模板插植工位调整至其前道工序：配料工位。即配料人员将盲栓装配好后，再将产品流入下道工序：模板插植工位，由插植人员对前道工序的盲栓安装到位情况进行检查确认。这样上下道工序相互之间进行自检、互检，防止盲栓漏装。项目组及时将优化后的工艺固化到FMEA、作业标准指导书等相关技术文件中，并且组织对相关员工进行应知应会培训、测评，员工测评合格后上岗。工艺优化以后，项目组成员跟踪生产制造现场的氮氧传感器线束质量，没有发现盲栓漏装现象，对车间过程检验员的检验记录跟踪检查一个月，也没有发现盲栓漏装现象，工艺改进成效明显。

1.4 防水栓在流转过程中损坏

在生产制造现场，压接后的线束端子配有塑料保护杯进行防护，端子防护效果良好。线束挂在专用工位器具小车上在车间内部流转，流转过程中没有发现氮氧传感器防水栓有损坏、缺失。

因此“防水栓在流转过程中损坏”不是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

1.5 接插件选型问题

该车型氮氧传感器线束接插件有两种型号，分别是A件和B件。梳理市场故障报单，发现发生故障的接插件型号均为A件，而装配B件的车辆，市场上没有发生接插件进水现象。为了进一步查明原因，项目组对故障件进行了解剖，发现导线氧化方向是从接插件往线束分支方向，再挑出端子，发现氧化是从端子头部往导线方向。这些现象表明水是从两插件之间进入的。再将A件和B件两种接插件（图2）进行对比分析，发现A件端子裸露在外部无防护；而B件有限制件将端子完全覆盖，密封性更好，防水效果更高。

图2 两种接插件对比

因此“接插件选型问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施：将接插件B件进行水密防水试验，试验结果合格，符合QC/T417.1-2001第1部分 定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）中4.9防水性能的技术要求[1]。项目组优化产品设计，将氮氧传感器线束端接插件由A件切换为B件，同时修改FMEA、产品图纸及其技术标准等相关技术文件，并且组织对相关员工进行培训，形成组织记忆力，防止同类设计选型问题再次发生。

1.6 接插件装配位置问题

项目组成员对市场退回的10个氮氧传感器线束接插件进行气密防水试验，试验验证结果均合格，符合QC/T 417.1—2001第1部分定义，试验方法和一般性能要求（汽车部分）中4.9防水性能的技术要求[1]。将接插件放在整车系统中进行分析，氮氧传感器装配位置在油箱及排气管上方，此处装配位置较低，车辆在行驶时此处温度较高，下雨天此处水压冲击力大，线束接插件防水等级无法满足车辆布置环境要求，水气会沿着传感器线束少量进入传感器内部，造成氮氧传感器损坏。

因此“接插件装配位置问题”是影响氮氧传感器线束接插件进水的关键因子。

改进措施：调整氮氧传感器在车辆上的装配位置，由原来的油箱及排气管位置调整至汽车底盘大梁内侧位置，同时增加滴水点，避免高温高压造成氮氧传感器线束接插件积水。按照改进方案试装五台车辆跑路试测试，没有发生氮氧传感器线束接插件进水现象，改进措施有效。项目组修改产品图纸、技术标准、技术要求及其相关工艺文件和作业标准指导书，并及时组织培训，形成组织记忆力，防止同类设计问题再次发生。

2 结论

综上所述，通过故障树分析，识别出造成氮氧传感器线束接插件进水的三个关键因子分别是：员工标准作业问题，接插件选型问题和接插件装配位置问题。针对这三个关键因子研讨提出产品改进方案并且实施改进，改进后的车辆没有发生氮氧传感器线束接插件进水现象。项目组及时将产品改进成果进行固化、标准化，形成组织记忆力。通过项目攻关，消除了氮氧传感器线束接插件进水故障，提高了汽车的安全性，满足了用户安全驾驶的美好生活需要，同时为后期车型的开发提供参考，为同类故障的分析与改进提供借鉴。