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    汽車連接器為什么會燒蝕

    文章來源:深圳市康利通電子科技有限公司人氣:2772發表時間:2016-08-03

          汽車連接器是汽車上的重要零件,它的質量關乎著汽車的性能。連接器燒蝕是比較常見的一種失效形式,是指連接器在使用過程中出現護套熔融、燃燒等現象,從而使連接器功能喪失。由于連接器本身的因素而形成此種失效形式的原因一般包括3個方面:①材料選擇問題;②端子的載流能力;③產品密封問題。本文根據這3個方面的原因對連接器燒蝕進行分析并提出解決辦法。

    汽車連接器

    1.材料選擇問題

        汽車連接器一般由護套和端子組成。端子是連接器的核心部件,負責提供導通電訊的路徑并在接觸界面形成穩固的接觸。護套負責對端子的固定并對端子提供機械和環境保護。連接器的材料選擇主要是指護套和端子的材料選擇。端子的材料選擇不當時可能會出現接觸方面的問題并最終影響導電能力,或者出現端子本身的導電能力不能滿足要求的情況。護套的材料選擇不當時可能會出現絕緣、耐壓、耐溫方面的問題,從而使連接器不能滿足使用要求。
        1.1端子的材料選擇
        汽車連接器端子常用材料有:紫銅、黃銅、青銅。根據它們的硬度情況又可分為軟、半硬、硬3種狀態。這3種材料中,紫銅應用較少,一般用于搭鐵用孔式或叉式接頭等。黃銅和青銅應用較多,黃銅的導電性能比青銅好,而青銅的硬度和彈性比黃銅好,高溫下抗應力松馳的能力也比黃銅好。
      選擇端子材料時首先要考慮實現電力或信號傳輸的能力,即材料的導電率。對于電力傳輸來說,選擇高導電率的材料可以避免產生大量焦耳熱,對于信號傳輸來說,選擇高導電率的材料可以減少電路中的電壓損耗。
        汽車連接用在不同的位置時環境溫度往往有很大差別,而環境溫度較高時對端子材料抗應力松馳能力有相應的要求。根據設計經驗,應保證應力釋放3000h以上仍能維持70%以上的初始正向力。黃銅材料在100℃以下的環境溫度下能滿足此要求,青銅材料在125℃以下的環境溫度下能滿足此要求,被銅材料能滿足此要求的環境溫度可達到155℃。如果選材不當,由于應力釋放造成端子的正向力減小,會使連接點接觸電阻增大,從而造成局部發熱,情況嚴重時會形成局部發熱和接觸電阻增大的惡性循環并最終形成連接器護套燒蝕。
        案例分析:某客戶駕駛某款面包車,在行駛約11000 km時出現左前照燈不亮。經分析發現,由于前照燈處溫度較高,而端子材料選擇了普通的H65 、不能承受此處正常工作時的溫度,經過一定時間后由于端子材料在高溫下產生應力釋放,造成正向力減小,接觸電阻增大,發熱程度變大并形成惡性循環,累積熱量導致護套燒融,并最終導致電路不導通。選用耐高溫端子材料的連接器后,問題得到解決。
        1.2護套材料選擇
        汽車連接器護套常用材料有:聚酞胺(俗稱尼龍)、聚對苯二甲酸丁二醇醋(PBT)、ABS等。
        選擇護套材料時,一般應根據護套的主要作用(即對端子的固定和保護作用)來考慮護套材料的絕緣性能、耐腐蝕性能等,對于高溫環境下的連接器,應重點考慮護套材料的耐溫性能。
     常用的護套材料一般絕緣性能均可通過正確的結構設計滿足使用要求,耐腐蝕性能需根據插接器的使用環境進行選擇,耐溫性能則要考慮使用環境的溫度等級。一般護套材料選擇不當而出現連接器燒蝕問題時,大多是因為護套材料的耐溫性能不合格造成的。例如,某汽車廠反饋其某款轎車發動機艙內一個兩線護套在使用中出現燒蝕現象。經分析,端子、導線、電流及周圍環境均無異常。原設計車型該護套使用位置為駕駛艙,環境溫度較低,且由于電流較低,該護套所使用材料設計為ABS。出問題的車為改型車,改型時該護套的使用位置變為發動機艙,由于發動機艙的環境溫度遠高于駕駛艙,而該護套所使用材料沿用了原設計的ABS材料,該材料的耐溫等級較低,故出現了由于護套材料不能耐環境溫度而造成的燒蝕現象。將護套材料改為耐高溫的增強PBT后,問題得以解決。
        案例分析:某客戶駕駛某款手動轎車,在行駛約18 000 km時出現無法啟動現象。經檢查、分析發現,由于接燃油泵的連接器燒融使電路不導通,燃油泵不工作使汽車無法啟動。產生此現象的原因是因為所使用的連接器護套材料不能承受所處環境的溫度,長期工作后使護套出現燒融現象,并最終導致汽車無法啟動。選用耐高溫護套材料的連接器后,問題得到解決。
        2 端子的載流能力
        端子的載流能力是指在一定的使用環境下端子承受電流大小的能力。端子的載流能力和端子的規格、材料、正向力、鍍層、適配線徑、環境溫度等因素有關。
          國內汽車行業連考慮端子的使用環接器使用單位一般會要求供應商提供端子的額定電流以方便線束設計時連接器的選型。由于連接器端子的額定電流應根據使用環境溫度和適配電線線徑的變化而變化,因此連接器生產商在其產品手冊上提供的端子的額定電流一般是指常溫下端子所能壓接最大線徑時的額定電流。實際使用時應根據產品使用某一線徑的環境溫度一載流能力曲線來選擇。圖1給出了某款端子在壓接不同線徑電線時的環境溫度和載流能力曲線,嚴格來說,汽車電線束設計時,所有端子都應根據相應的環境溫度一載流能力曲線來選取。
        關于載流能力方面最常出現的問題就是沒境溫度。實踐中經常出現汽車電線束設計者根據連接器生產商提供的端子額定電流選擇所使用的端子,而所選端子使用在發動機艙等高溫環境中時,由于載流能力的變化造成非正常發熱并最終導致護套燒蝕甚至燒車的事故。
        對于大電流的情況,應重點考慮連接器的溫升問題,根據溫升曲線確定端子的載流能力。圖2給出了某款端子在常溫下的電流一溫升曲線。
         3 產品密封問題
        產品密封問題也是引起連接器燒蝕的一種常見原因,一般主要是因為密封不合格的連接器會造成水分或化學液體在使用過程中進入護套用來容納端子的空腔內,從而加速端子接觸表面的氧化,使端子的接觸電阻變大,最終會形成非正常發熱和接觸電阻變大之問的惡性循環使護套產生燒蝕現象。

        根據汽車連接器的使用環境,按連接器是否需要密封可將連接器的使用區域分為濕區和干區。濕區使用的連接器是需要密封的連接器,按環境溫度不同又可分為高溫濕區和低溫濕區(圖3)。高溫濕區使用的連接器要求既滿足密封條件又能耐高溫,實踐中經常出現高溫濕區使用了不能耐高溫的密封連接器的情況,該連接器使用一段時間后,由于高溫環境造成的連接器材料老化,使密封性能大幅降低,并最終導致端子導電能力的降低,使連接器出現燒蝕現象。

        以上就是連接器燒蝕的原因所在,希望能夠幫助到大家,連接器廠商還會面臨更多的問題,需要去解決,把質量把控好了,就能夠脫穎而出。想了解更多的相關知識,可登陸康利通電子科技官網查詢。


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