丁红光

（山东梅拉德能源动力科技有限公司技术研究院，山东 潍坊 262400）

1 故障的描述与分析

动力线束过线胶套是被安装在电动汽车前舱车身本体的橡胶件，其功能是防止从车身孔处进水和在金属孔边缘保护线束，使线束平滑过渡。动力线束过线胶套具有耐磨、防水、密封、耐油、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等作用，避免线束磨损导致线束短路起火事故发生。动力线束粗重，并且承担着前舱与驾驶室线束过渡的重任，造成车身过线钣金孔径较大、橡胶件尺寸也偏大，如果前期结构尺寸设计不合理，很容易发生漏水问题。

1.1 故障描述

针对质量部提出的近期部分动力线束过线胶套处驾驶室内有漏水点的问题，每天大约有2%左右的漏水问题。到现场排查原因，发现部分车辆的水流顺着线束胶套的四周进入到驾驶室内。现问题的临时解决措施：在漏水点处打胶进行密封，暂时解决漏水问题。

1.2 故障分析

利用因果图法 （图1），进一步分析导致问题发生的原因。循因导果、执果索因，从不同的方面用不同思维方式进行因果分析。

2 解决措施与方案

为避免上述隐患再次发生，依据全面质量管理的基本方法，即戴明环 （PDCA循环）原则，将这次问题整改步骤分为4个阶段：计划 （Plan）、实施 （Do）、检查 （Check）、处理 （Action）阶段。

图1 动力线束胶套漏水问题因果分析图

根据鱼骨图分析方法分析了产生该故障的原因，具体原因如图1所示，针对该原因从以下几个点制定解决措施与方案，具体内容如下。

2.1 研发图纸无规范性要求［1］导致供应商来料状态不一致

结构设计无要求。

1）橡胶件与钣金的贴合度无要求

技术要求增加橡胶件的质地应均匀，表面应光滑，有光泽、无毛刺和飞边；不允许有缺胶和结块，不允许有杂质、气泡、欠流变形和喷霜现象；尺寸偏差应符合图纸要求。

2）橡胶件与钣金的配合度无要求

图纸尺寸要求橡胶件与钣金过盈配合，要求过盈至少需0.5 mm，如尺寸80 mm、50 mm，公差取值上偏差+0.5 mm，下偏差0，满足设计要求。

3）橡胶件与钣金贴合面的尺寸大小无要求

重新规范图纸要求：橡胶件与钣金的贴合面较小，贴合宽度较窄，橡胶件易裙边，结构设计时与钣金贴合面需满足宽度要求，贴合面大于2 mm可满足。如尺寸 （86-80）／2=3 mm＞2 mm，满足设计要求。

4）橡胶件厚度无要求

橡胶件厚度应大于2 mm，如5 mm、总厚度20 mm，满足设计要求。

2.2 材料不统一

根据不同橡胶材料的对比，明确动力线束过线胶套材料，如表1所示。

表1 橡胶分类及主要性能对比表

比较而言，三元乙丙的综合性能较好，以其抗臭氧、耐紫外线、耐天候性、耐老化性、强度和伸缩性优越的特点，具通用橡胶之首，所以现在汽车线束用橡胶件主要选用的材料是三元乙丙橡胶，简称EPDM。我司动力线束过线胶套材料后期统一选用三元乙丙橡胶。

2.3 硬度不明确

硬度是橡胶的一个重要参数，是材料的特性，是加工工艺性能，反映的是材料抵抗局部变形的能力，我们的硬度要求指的是相对硬度。

我们通常使用的是邵氏硬度。邵氏硬度是描述橡胶材料本身软硬度的一个测量表达值，一般设计时用邵氏HA60度值时的弹性模量来做设计计算。我国机车上所用的橡胶件，一般都在HA50度以上，大多在HA60度上下。硬度过大，造成安装困难；过软，贴合不好或容易松脱，密封效果差。

橡胶的硬度是随温度变化的，冬季温度低，硬度较大［2］。橡胶硬度随温度的变化关系见图2。

图2 橡胶硬度随温度的变化关系

经过多次装车验证、各部门评审，最后确定硬度为HA550+5度，冬季与夏季硬度在此范围内做相应调整。

2.4 安装方式，胶套安装方向反装

按之前安装方式 （图3）小端在前围板外侧，从图3中可看出，线束出线端与橡胶件在一个平面上，线束的重力都加在橡胶件上，电池托架与动力线束位置过近，容易造成动力线束胶套单边凹陷，导致漏水；将胶套反装后 （图4），大端在外侧，线束的重力对橡胶件无影响，胶套无变形现象。后期调整动力线束胶套图纸安装方向。胶套安装不到位现象很容易被发现。

图3 之前安装图

图4 反装后的安装图

安装方式方面协调工艺部编制工艺文件，制定操作规程，下发总装装配作业指导书，对新入职的员工进行岗前培训后方可上岗作业，让操作人员能做到自检与互检相结合，及时发现安装不到位的问题，杜绝不必要的漏水问题发生。

2.5 无检验规范

根据GB／T531.1-2008硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法制定邵氏硬度计检定规程，制定检验规范。

邵氏硬度的测试原理：用邵氏硬度计插入被测材料，表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连，用针刺入被测物表面，压针尖端面相对压足平面有一定的伸出长度L（及压针扎进被测物的深度），L值的大小就是邵氏硬度的大小，L值越大，表示邵氏硬度越低，反之越高。HA邵氏硬度计适用于普通硬度的橡胶件，小于100度硬度的范围，采用35度锥角的压针，动力线束过线胶套硬度为HA55度，用邵氏硬度计测量满足要求。

邵氏硬度测试方法如下。

1）测试前先校核硬度计的准确度。

2）将试样放在一个硬的、坚固稳定的平面上，用右手握住硬度计，使其处于垂直位置，同时使压针距离试样边缘大于9 mm，平稳地把压针座无冲击地加到试样上，使压针垂直地压入试样并施加足够的压力 （0.55～8.06N），压座与试样应紧密接触15 s后1 s内读出数值。

3）在同一试样上至少相隔6 mm以上的不同位置测试5个点，分别取值，并计算平均值。

4）测量硬度值时，必须在室温为23±5℃的环境下进行，检定前硬度计在此温度下至少存放1 h以上。

综合以上几点，通过对PDCA循环4个阶段的验证，计划—实施—检查实施结果—将成功纳入标准，最后确定动力线束过线胶套的最终图纸见图5，选用应用较广的双面贴合式［3］橡胶件，其特点是用橡胶件凹槽两边的两面贴合钣金，钣金卡在凹槽内，固定橡胶件的同时，形成防水密封作用，成本相对较低，安装方便。车身钣金孔的尺寸是长圆孔80×50 mm，钣金厚1 mm。满足设计要求。

3 结论

图5 动力线束过线胶套图

通过对动力线束过线胶套漏水问题的分析论证，制定了解决方案：规范研发图纸、安装方式调整、装配人员岗前培训、制定检验规范4个方面进行优化，经过了样件试装、小批验证、到最后批量装车几个阶段后，动力线束胶套漏水问题已彻底杜绝。使整车性能改善的同时，增加了整车的气密性。避免了噪声、灰尘、废气、水通过车身孔进入驾驶室，增加了整车的舒适性、安全性，提高了汽车线束的综合性能。