在現(xiàn)代汽車中,線束如同人體的“神經(jīng)系統(tǒng)”,遍布車身各個角落,承擔(dān)著傳輸電能、控制信號和數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵任務(wù)。從發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的高溫區(qū)域到駕駛艙內(nèi)的舒適環(huán)境,線束需要在極其復(fù)雜的工況下穩(wěn)定工作。其中,高溫是汽車線束面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。發(fā)動機(jī)運行時產(chǎn)生的熱量、排氣管的熱輻射、夏季暴曬下的艙內(nèi)溫度,都可能使局部環(huán)境溫度超過100°C。長期處于高溫環(huán)境下,線束的絕緣層可能軟化、老化、開裂,導(dǎo)體氧化,連接器接觸不良,輕則導(dǎo)致信號干擾、功能失靈,重則引發(fā)短路、起火,威脅行車安全。因此,汽車線束耐高溫檢測成為確保車輛電氣系統(tǒng)可靠性和安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
一、 為何汽車線束必須進(jìn)行耐高溫檢測?
工作環(huán)境極端: 發(fā)動機(jī)艙是汽車線束耐高溫檢測的主要關(guān)注區(qū)域?,F(xiàn)代發(fā)動機(jī)熱效率提升,工作溫度更高,加之緊湊的發(fā)動機(jī)布局,線束常需緊鄰高溫部件(如排氣歧管、渦輪增壓器)布置。
材料性能退化: 高溫會加速線束絕緣材料(如PVC、XLPE、PA尼龍)和連接器塑料(如PA6、PBT)的老化,導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度下降、絕緣性能降低、脆化開裂。
電氣性能下降: 高溫會增加導(dǎo)體的電阻,導(dǎo)致電壓降增大,影響用電設(shè)備正常工作;同時可能加劇連接器的氧化,增加接觸電阻,產(chǎn)生局部過熱。
安全風(fēng)險: 絕緣層在高溫下失效是引發(fā)短路、電弧和火災(zāi)的主要原因之一。
法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)要求: 主流汽車制造商(OEM)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如ISO、SAE、LV)都對線束的耐溫等級和測試方法有明確規(guī)定。
二、 汽車線束的耐溫等級
汽車線束并非統(tǒng)一耐溫,而是根據(jù)其安裝位置和用途,選用不同耐溫等級的材料。常見的耐溫等級包括:
-40°C ~ +85°C / +105°C: 適用于駕駛艙、底盤等溫度相對較低的區(qū)域。
-40°C ~ +125°C / +135°C: 適用于發(fā)動機(jī)艙大部分區(qū)域,是目前主流的耐高溫線束等級。
-40°C ~ +150°C / +175°C / +200°C: 適用于緊鄰排氣系統(tǒng)、渦輪增壓器等極端高溫區(qū)域的線束,通常采用更高級的材料如硅橡膠(SiR)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)等。
三、 耐高溫檢測的核心項目與方法
汽車線束的耐高溫檢測并非單一試驗,而是一套綜合性的評估體系,主要包括以下幾類:
1. 高溫老化試驗(Long-term Heat Aging)
這是評估線束長期耐熱性能的基礎(chǔ)測試。
標(biāo)準(zhǔn)依據(jù): ISO 6722(道路車輛 60V和600V無屏蔽低壓電纜)、LV 216(大眾標(biāo)準(zhǔn))、GMW 3191(通用標(biāo)準(zhǔn))等。
測試方法:
將線束樣品(導(dǎo)線或帶連接器的線束)放入高溫老化箱中。
在規(guī)定的高溫(如125°C、150°C)下持續(xù)放置規(guī)定時間(如1000小時、3000小時)。
試驗后,對樣品進(jìn)行拉伸性能測試(測量絕緣層的抗張強(qiáng)度和斷裂伸長率),要求其性能下降率不超過規(guī)定值(如保持率≥50%),以評估材料的熱老化程度。
同時檢查絕緣層是否有開裂、粘連、變形等現(xiàn)象。
2. 高溫卷繞試驗(Hot Mandrel Wrap Test)
考核線束在高溫下的柔韌性和絕緣層的抗裂性。
測試方法:
意義: 模擬線束在低溫或高溫環(huán)境下彎曲安裝或使用時的應(yīng)力,確保絕緣層不會因脆化而開裂。
將導(dǎo)線試樣在規(guī)定高溫下(如-40°C或特定高溫)保持一段時間。
然后迅速纏繞在規(guī)定直徑的圓棒(mandrel)上數(shù)圈。
在放大鏡下檢查絕緣層是否有裂紋。
3. 高溫壓力試驗(Heat Deformation Test)
評估絕緣層在高溫和壓力共同作用下的抗變形能力。
測試方法:
意義: 防止線束在高溫環(huán)境下被夾子、支架等擠壓導(dǎo)致絕緣層永久變形,影響絕緣性能。
將導(dǎo)線試樣置于規(guī)定高溫下。
用帶有圓頭的壓針施加規(guī)定壓力,壓入絕緣層一定深度并保持規(guī)定時間。
冷卻后測量壓痕的永久變形量。
4. 熱沖擊試驗(Thermal Shock Test)
考核線束在劇烈溫度變化下的可靠性。
測試方法:
將樣品在高溫(如+150°C)和低溫(如-40°C)的環(huán)境箱之間快速循環(huán)轉(zhuǎn)換(通常轉(zhuǎn)換時間<1分鐘)。
進(jìn)行數(shù)十次甚至上百次循環(huán)。
試驗后檢查線束外觀、連接器鎖止機(jī)構(gòu)、導(dǎo)體與端子的壓接質(zhì)量等。
意義: 模擬車輛在極寒地區(qū)啟動后發(fā)動機(jī)迅速升溫,或在炎熱地區(qū)停車后迅速冷卻的工況,考核材料的熱脹冷縮匹配性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
5. 高溫通電試驗(High Temperature Operation Test)
模擬線束在高溫下帶載工作的能力。
測試方法:
意義: 考核在高溫疊加電流發(fā)熱的雙重應(yīng)力下,連接器的接觸可靠性和散熱能力。
將線束樣品(尤其是連接器部分)置于高溫環(huán)境中。
通過規(guī)定電流,模擬實際工作負(fù)載。
監(jiān)測連接器端子的溫升,確保其不超過材料和安全限值。