【摘要】电控单元ECU作为电控柴油车的重要零部件，具有多种失效模式，其中最常见的失效模式是ECU接插件进水导致针脚或者PCB板腐蚀，进而导致ECU损坏。文章主要介绍商用车ECU接插件常见的两种防水方式，然后分析接插件进水原因，并总结出ECU接插件线束在制作过程中的防水注意事项，期望能为ECU接插件线束的设计及制作提供参考。
商用车发动机采用电控单元ECU控制技术已然成为主流趋势。目前有的ECU安装在发动机上， 有的安装在车架上。部分车型应用环境愈发恶劣， 例如城市渣土车每天需经历数十次高压水枪的洗涤， 一些矿卡长期在阴雨潮湿且泥泞的路况下工作， 插秧拖拉机主要在水田中进行作业。
而ECU长期暴露在外， 倘若接插件防水能力不足， ECU便极易进水， 进而导致针脚或PCB板被腐蚀， 最终致使ECU失效。在实际工程中， 因接插件进水而导致ECU失效的案例数不胜数。据不完全统计， 某整车厂生产的某型号农用水田拖拉机， 因ECU接插件进水而导致的ECU失效比例已超过70%。因此， 分析研究并提升ECU接插件的防水能力， 对于ECU、发动机以及整车的可靠性而言， 具有重大意义。
1.1 接插件密封整体情况
ECU接插件密封的主要目的是防水， 即防止水分通过接插件进入ECU腔内。接插件密封包括四周的密封和中间线束连接处的密封， 如图1所示。接插件的密封差异主要表现在中间密封材质方面。当前市场上主流的密封方式有硅橡胶垫密封和凝胶密封两种。
硅橡胶垫密封和凝胶密封的接插件四周均有橡胶密封圈， 当接插件插入ECU腔后， 该密封圈能够和ECU腔内壁紧密贴合， 以保证接插件四周的防水效果， 如图2所示。图2a为某机型的ECU腔， 图2b为该机型的接插件， 其中四周缠绕密封圈， 图2c为接插件插入ECU腔后的装配示意图。
1.2 硅橡胶垫密封原理
硅橡胶垫密封的ECU接插件中间部分密封材料是硅橡胶垫， 上边加工大小不等的孔（不同的孔匹配不同线径的导线）， 导线与硅橡胶垫上孔之间依靠过盈配合达到防水效果， 如图3所示。硅橡胶在-60~200℃温度下可以一直保持稳定的化学性质， 具备良好的弹性， 广泛应用于电子元器件密封、高温电线套管、显示屏密封等场合。
1.3 凝胶密封原理
凝胶密封的ECU接插件中间部分材料是合成胶， 该合成胶在-60~200℃温度下化学性质稳定， 具备一定的流体特性和粘性， 当导线插入时， 胶本身可以与导线紧密贴合， 以达到防水效果， 如图4所示。目前博世ECU接插件广泛采用凝胶密封方式。
针对市场反馈某机型ECU接插件（硅橡胶垫密封） 进水导致批量ECU针脚腐蚀问题， 如图5所示。
利用控制变量法进行线束防水对比试验， 发现ECU接插件进水原因主要有两点：硅橡胶垫处线束拉紧力过大；线束铆接点密封不严。
2.1 硅橡胶垫处线束拉紧力过大
当硅橡胶垫处线束拉紧力过大时， 硅橡胶垫上孔的形状会发生变化， 导致孔和导线之间产生缝隙， 水会从缝隙进入ECU腔内部， 如图6所示。
在试验室内分析故障线束时， 发现接插件处线束向一侧严重弯曲， 且被胶布紧紧地缠绕了十余圈， 线束明显处于拉紧状态。取6根该机型的新线束做防水测试， 其中前3根线束不做任何处理（第1组， 线束处于拉紧状态）， 如图7a所示；后3根将线束上胶布拆掉（第2组， 线束处于不受拉紧力的自然状态）， 如图7b所示。将该6根线束在同样条件下做防水测试：接插件插在ECU上， 放入水深1m的水箱中， 浸泡30min后观察接插件进水情况。结果发现第1组的3根线束所有接插件严重进水， 如图7c所示；第2组的3根线束中， 各接插件只有一个针脚轻微进水， 如图7d所示。
2.2 铆接点密封不严
铆接点即2根导线的连接处， 当铆接点密封不严时，水会通过铆接点进入导线里边并顺着导线蔓延， 称为虹吸效应， 久而久之会腐蚀导线和ECU针脚。在试验室内拆解线束后发现， 该机型使用的线束中存在铆接点（距离导线端子约10cm）， 且铆接点一端存在裸露的铜线， 如图8a所示。进一步分析发现铆接点所在的导线位置与7d中进水针脚位置一致。将2.1章节中第2组3根线束的铆接点均打胶密封处理， 如图8b所示， 同样条件下做防水测试， 结果发现3根线束的接插件均未进水。显然， 7d中该针脚进水原因为铆接点密封不严所致。
3.1 避免接插件处线束过度拉紧
若使用硅橡胶垫密封的ECU接插件， 则需要避免接插件处的线束过度拉紧。实际生产中可以采用专用工装导向的方法：把接插件放在工装上， 将线束按照工装的导向放好， 然后再用胶布固定线束，以避免接插件处线束过度拉紧， 如图9所示， 线束从接插件出来后， 没有被过度拉紧。
3.2 合理处理铆接点
经过反复的试验， 得到线束铆接点处理方式主要包括如下4个步骤， 如图10所示。按照该步骤制作的铆接点， 完全满足IP6K9K防水要求。
1） 用铜片压紧并连接2根裸露线束， 如图10a所示。
2） 用绒布胶布缠绕铆接位置3~4圈， 不能有芯线或端子本体外露， 防止扎破热缩管， 如图10b所示。
3） 将内部带胶的热缩管套在铆接点处， 且保证铆接点距离热缩管末端大于10mm， 如图10c所示。
4） 烘烤热缩管5~8s， 温度380~420℃， 烘烤过程中360°旋转热缩管， 保证热缩管两端均匀出胶， 如图10d所示。
本文首先对市场上ECU接插件的两种常见密封方式进行了介绍， 并阐述了其密封原理。接着重点分析了采用硅橡胶垫密封的接插件进水的原因。最后针对问题产生的原因， 介绍了线束制作工艺过程中的注意事项， 可为线束制作工艺提供参考和指导。
请在公众号后台回复 合作
来源：《汽车电器》2024年11月，作者：田东明， 高古祥， 张广清， 蔡静文， 吴速超， 徐永新。本公众号经授权 ，可以原创形式推送。
● 专业回收呆滞库存！线束！汽车导线，继电器！保险丝！胶带！进口连接器！价格高，有需要处理的联系，中介丰厚茶水，电话13722953319景总
● 扬州立特依尔科技有限公司：定制设计交流充电枪收卷线装置、各类充电桩枪用轻量化线缆，确保品质的同时为您降低采购成本。电话：17368921488范经理
