汽車電線束防水區(qū)域劃分和防水等級(jí)設(shè)定

汽車的防水性能作為影響汽車舒適性和可靠性的重要因素， 其設(shè)計(jì)的好壞， 直接影響著消費(fèi)者的直觀感受。日常生活中， 車輛接觸到水沖擊的情況很多， 比如雨雪天行車、駛過(guò)過(guò)水路面、洗車等，尤其是當(dāng)前的城市內(nèi)澇對(duì)于汽車的防水性能帶來(lái)了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。汽車線束作為連接汽車電器的神經(jīng)系統(tǒng)， 承載著電流和信號(hào)的傳輸任務(wù)， 所以電線束防水一旦失效， 輕者造成電器功能失效， 嚴(yán)重的會(huì)引起短路造成燒車等災(zāi)難。所以線束的防水性能設(shè)計(jì)在汽車整車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中顯得尤為重要。

整車防水性也就是整車水密性， 包括淋雨、涉水、高壓清洗等工況下對(duì)整車、制動(dòng)系統(tǒng)及部分電器性能的綜合評(píng)價(jià)。

在我國(guó)的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中， 也對(duì)電氣設(shè)備的防水性進(jìn)行分區(qū)。例如， QC ／ T 413—1999 《汽車電氣設(shè)備基本技術(shù)條件》中3.6.3條款“產(chǎn)品防水性能” 中規(guī)定：①對(duì)于裝在發(fā)動(dòng)機(jī)罩下或外露的產(chǎn)品宜采用的防護(hù)等級(jí)為IPX4， 進(jìn)行防濺水試驗(yàn)。②對(duì)于安裝在駕駛室和乘員室及行李艙內(nèi)的產(chǎn)品宜采用的防護(hù)等級(jí)為IPX3， 進(jìn)行防淋水試驗(yàn)。很明顯， 機(jī)艙內(nèi)部和外露產(chǎn)品的防護(hù)等級(jí)的設(shè)定是低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的， 而室內(nèi)的防護(hù)等級(jí)的設(shè)定是高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的， 標(biāo)準(zhǔn)要求出現(xiàn)了不統(tǒng)一問(wèn)題。

線束的防水等級(jí)要求與安裝環(huán)境有密切關(guān)系。而汽車線束在整車上的布置可以說(shuō)是無(wú)處不在， 所處的環(huán)境和工況也并不是通過(guò)簡(jiǎn)單寬泛的區(qū)域劃分就能區(qū)分出來(lái)， 所以有必要對(duì)線束分區(qū)進(jìn)行細(xì)化。

在做防水區(qū)域劃分之前， 我們需要引入“涉水線” 的概念。涉水線指汽車以10 km ／ h車速行駛時(shí)所能通過(guò)的最深水域的水平面?？梢哉f(shuō)汽車的涉水能力取決于涉水線的高度， 所以在做電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)， 要參考整車的涉水深度， 使關(guān)鍵電器如點(diǎn)火系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等處于涉水線以上的整車安裝狀態(tài)， 同時(shí)有針對(duì)性地對(duì)涉水線下電氣系統(tǒng)采取防浪涌、防噴濺的防水措施。根據(jù)車輛的涉水深度和電器的分布區(qū)域， 把整車線束的布置區(qū)域劃分為11個(gè)典型安裝部位， 見(jiàn)圖1。

1） 區(qū)域①：駕駛室及乘員艙。位于此區(qū)域的線束一般布置在儀表板及控制臺(tái)內(nèi)部、座椅內(nèi)、地板上、4門防水膜內(nèi)側(cè)、頂棚內(nèi)等區(qū)域， 是典型的干區(qū)。此區(qū)域一般不會(huì)直接接觸到水， 所以不做IPX4以上的防水要求。但是考慮到人為因素， 如用濕布擦拭內(nèi)飾時(shí)水的滲入、水杯傾倒灑水、雨雪天氣鞋帶入水等因素， 需要對(duì)特殊部位進(jìn)行防潮氣、防滴濺的防水處理。例如布置在門檻部位的車身線束的插接器不能垂直安裝， 線束內(nèi)部的中間接點(diǎn)使用雙層熱縮管進(jìn)行防護(hù)。

2） 區(qū)域②、③：4門等開閉件部位。4門是比較特殊的部位。在防水膜的外側(cè)， 一方面由于密封不嚴(yán)， 側(cè)窗上的水會(huì)沿著玻璃泥槽進(jìn)入到車門內(nèi)飾內(nèi)部；另一方面在車輛涉水時(shí)， 水會(huì)通過(guò)門下方的排水孔進(jìn)入車門內(nèi)腔， 所以該區(qū)域?qū)儆跐駞^(qū)。以涉水線劃分， 即處于涉水線以上的線束部件要滿足防濺水要求， 涉水線以下的線束部件除需滿足防濺水要求外， 還要滿足防浸水的要求。而在防水膜內(nèi)側(cè)則屬于干區(qū)， 但是此區(qū)域在特殊情況時(shí)也會(huì)受到水的影響， 如用濕布擦拭門內(nèi)飾、雨天開門等情況， 此種情況一般持續(xù)時(shí)間較短， 且水濺部位多為整車小開關(guān)區(qū)域并不與線束直接接觸， 除有特殊需求外， 一般不做防水處理， 見(jiàn)圖2。

3） 區(qū)域④：后背門或者行李廂蓋。此區(qū)域分為兩部分：尾門門腔內(nèi)部一般會(huì)有刮水電動(dòng)機(jī)、除霜、背門鎖等電器設(shè)備；外部有牌照燈、攝像頭、后尾燈等電器設(shè)備。位于內(nèi)部的線束一般不做水密性要求， 而外部的線束則會(huì)受到水沖擊影響， 尤其在洗車時(shí)會(huì)間接受到高速水流的沖擊， 所以需要滿足防增強(qiáng)濺水的要求。

4） 區(qū)域⑤、⑥：后保險(xiǎn)杠部位。后保險(xiǎn)杠位于涉水線以上部分通常會(huì)安裝尾燈， 以下部分有倒車?yán)走_(dá)、霧燈、倒車燈等電器。線束的安裝環(huán)境與后背門外部的環(huán)境類似， 同樣需要滿足防增強(qiáng)濺水要求， 涉水線下的還應(yīng)同時(shí)滿足防短時(shí)浸水IPX7的要求。

5） 區(qū)域⑦：頂棚區(qū)域。車頂外很少有電器設(shè)備， 天線的線束一般不會(huì)外露， 所以對(duì)于線束來(lái)說(shuō)不必做防水要求。但是對(duì)于特殊或改裝車輛， 如警燈、警笛、加裝的高位探照燈等線束會(huì)有外露， 這就需要線束滿足防增強(qiáng)濺水IPX4或以上的要求。

6） 區(qū)域⑧：發(fā)動(dòng)機(jī)上。位于發(fā)動(dòng)機(jī)上的線束工作環(huán)境非常惡劣， 發(fā)動(dòng)機(jī)屬于高溫和高振動(dòng)設(shè)備， 溫度變化會(huì)使有密封結(jié)構(gòu)的腔體電器件如氧傳感器的線束插件內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差， 振動(dòng)會(huì)對(duì)插接器對(duì)接部位的密封性造成影響。處于涉水線下的部位除承受短時(shí)浸水外， 還會(huì)在車輛行駛過(guò)水時(shí)承受濺水的沖擊。并且發(fā)動(dòng)機(jī)線束部分暴露在進(jìn)氣格柵下， 高壓水槍洗車時(shí)會(huì)對(duì)線束造成高壓水沖擊。所以發(fā)動(dòng)機(jī)上線束的水密性要求應(yīng)相對(duì)提高， 至少應(yīng)滿足防增強(qiáng)濺水和防浸水的要求。

8） 區(qū)域⑩：前保險(xiǎn)杠。在雨天和涉水時(shí)前保險(xiǎn)杠區(qū)域直接面對(duì)水的強(qiáng)烈沖擊， 所以位于此區(qū)域的用電設(shè)備的水密性要特別重視， 例如電喇叭必須位于涉水線以上， 以防止進(jìn)水喇叭失真。位于前格柵后、散熱器前的線束應(yīng)能承受強(qiáng)烈噴水的沖擊。位于涉水線以下的設(shè)備， 如前雷達(dá)、前霧燈等還需滿足防浸水要求。燈具線束位于燈具后方， 雖然不會(huì)受到水的直接沖擊， 但是燈具屬于高低溫交叉變化的部件。直接安裝到燈上的插接器內(nèi)部也會(huì)在燈冷卻時(shí)形成負(fù)壓， 所以一定要選擇高水密性的插接器， 或者采取更好的防水措施，如在防水堵上增加加強(qiáng)筋以提高防水耐壓等級(jí)。

9） 區(qū)域⑾：底盤和4輪簧下區(qū)域。底盤和4輪部位的環(huán)境非常嚴(yán)酷， 是接觸水沖擊最頻繁、沖擊強(qiáng)度最大的區(qū)域。由于車輪高速旋轉(zhuǎn)， 周圍的線束會(huì)受到強(qiáng)烈的水沖擊， 線束應(yīng)滿足防高壓水噴射的要求。而且該區(qū)域的線束均處于涉水線以下， 所以必須同時(shí)滿足防短時(shí)浸水要求。

整車的防水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜和重要的工程。線束的水密性是電氣系統(tǒng)可靠性的重要組成部分。線束是汽車的關(guān)鍵部件， 基本功能是承載電流和信號(hào)。而防水性能不好直接影響著基本功能的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于線束來(lái)說(shuō)， 其布置和安裝位置不像其他零部件在整車上的位置是比較規(guī)矩的。線束的布置和走向、插接器選型、工藝設(shè)計(jì)、外防護(hù)選型等都會(huì)對(duì)線束的水密性產(chǎn)生影響。所以線束的水密性設(shè)計(jì)是相當(dāng)復(fù)雜的， 在線束設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮周邊環(huán)境和工況因素， 選擇最優(yōu)的防水措施。