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      1. 文章詳情

        機動車零部件產品防水試驗概述以及防水設備選型探討

        日期:2022-05-18 12:22
        瀏覽次數:16221
        摘要:

         

         

         

         

        以下技術文章轉至《環境技術》第148期,作者:張成才,特此感謝《環境技術》提供!

         

        機動車零部件產品防水試驗概述以及防水設備選型探討

        Vehicle parts IP code protection against water and IP test equipment selection

        中國電器科學研究院機動車零部件檢測部  張成才

         

        :機動車零部件產品通過防水試驗來驗證產品的可靠性能,本文簡單介紹了國內外機動車 零部件產品IP防水等級試驗的基本要求,在此基礎上對防水試驗設備選型方面做出了一點探討。

        關鍵詞:機動車零部件;防水試驗

        Abstract: IP protection test against water for vehicle parts provide quality verification, this article give and outline  of fundamental request about IP code protection against water, and make a simple study of IP code test equipment selection.

        Keywords: vehicle part; IP code protection test against water

         

        1 前言

        汽車、摩托車等機動車零部件產品試驗中IP International Protection)防護等級試驗是考察這些產品可靠性能力的重要一環,IP防水試驗為整車以及零部件產品密封性提供可靠性依據。分析國內外的機動車零部件標準有助于熟悉各種標準的差異,從而可以為防水試驗設備選型提供有益的幫助。

         

        2 機動車零部件產品防水試驗要求

        2.1 汽車電氣設備產品的防水試驗要求   

        我國汽車行業標準對汽車電氣設備產品的防水試驗要求主要有兩類[1]

        (1)裝在發動機罩下或外露的產品需要經受10miIPX4防濺水試驗:擺管法(彎管半徑R=400mm,相鄰兩噴嘴的中心間距50mm,擺管中心點兩邊各180°弧段內布有噴嘴,每噴頭直徑0.4mm,水流量10L/min,水壓80KPa。)[2]

        (2)裝在駕駛室和乘客室及行李艙內的產品需要隨10minIPX3防淋水試驗:擺管(彎管半徑R=1000mm,相鄰兩噴嘴中心間距50mm,擺管中心點兩邊各60°弧段內布有噴嘴,每噴頭直徑0.4mm,水流量10L/min,水壓80KPa[3]

         

        國際ISO16750系列標準對道路用車輛電氣及電子設備的防水試驗要求,2003年版本引用的是德國汽車標準DIN 40050-9的條款,2006年版更換為引用ISO20653標準的要求。其中*嚴酷的是IPX9K(適用于所有車輛類型除乘客室的其他所有零部件防水試驗):85高壓(8000kPa~10000kPa)熱水以14~16L/mim的流量在圖2所示4個位置各噴30S。圖1中噴嘴和噴管尺寸a100mm或者150mm,b8mm或者10mm,α為30度。[4] [5][6]

        國內汽車電線束插接器待業標準QC417系列標準中高壓水噴霧試驗就是引用此IPX9K試驗要求而成。[7]

         

         

         

        ISO 16750標準根據零部件不同車輛類型以及安裝點位置分類,對應的IP防水代碼如下:

        對于私人用車,1)安裝在乘客區域的零部件無特別暴露,適用IPX0級防水等級即無防護;2)發動機艙護罩底部的樣品無濺水或者噴水暴露,僅僅有微小的雨點滴在非關鍵點上,招待絨防水等級;3)應用在發動機艙底部開口的防護區域和暴露區域的部件由于分別間接和直接暴露在濺水、噴水中要分別按IPX4IPX4K來試驗;4)而裝配在外部區域的零件直接暴露在濺水、噴水中也適用IPX4K防水等級。

        對于商用卡車、公共汽車、拖車和各種特種車輛對應安裝在上述5種位置的零部件防水等級分別為:IPX0;IPX4;IPX4K;IPX6;IPX6K。

        對于拖拉機及其拖車上的零部件,使用在有封閉駕駛室的儀表臺上的零部件樣品無特別暴露,適用IPX0等級;而對應使用在無封閉駕駛室依表板上的零件由于直接暴露在雨水中需要執行IPX3等級;直接暴露在濺水、噴水中的除儀表板以外其他非封區哉的零部件的防水等級為IPX4K。

        對于摩托車產品,安裝在保護區域的零部件暴露在雨水中轉向之后間接暴露在濺水、噴水中,需要按IPX3等級試驗;安裝在手把、依表板以及車架上比較低的位置的零部件直接暴露在濺水、噴水(高速雨水)中。要按IPX4K執行。

         

         

         

        對于特殊用途車輛安裝在底盤、發動機和車身較低的部分的配件會碰到水中行駛時的水壓,可以在IPX6強烈噴水試驗(噴嘴的噴水口內徑為12.5,試驗樣品至噴水口相距為2.5~3m,水流量為100L/min,噴水3分鐘),IPX7短時浸水試驗(樣品底部到水面的距離至少為1m。試樣頂部到水面距離至少為0.15m,浸水30分鐘)或者IPX8持續浸水試驗(客戶協商,嚴格程度應比IPX7高)中任選一種測試。

        IPX9K上面已有描述。

        綜合來看,IPX0~IPX8的試驗要求與家用電器方面的IEC 60529標準和GB4208基本等同。IPX4K、IPX6K以及IPX9K屬于機動車行業獨有。[8][9]

         

        2.2 汽車燈具產品防水試驗要求

        1989年的汽車燈具環境試驗標準要求各種類型汽車燈防水試驗(封閉式燈除外)均應經受以下試驗:

        離樣品固定轉臺400mm處的直管上布有間距為12.5mm40個直徑為1.2mm的噴頭,試驗時直噴水管繞45°軸線方向以23RPM速度旋轉,轉臺以17RPM速度旋轉,葉25.4L/min的流量98KPa水壓總共噴淋試驗樣品30min。此要求與日本JIS D0203標準中對汽車零部件的防水要求S1大休等同。[10][11]

        將要在2007121開始實施的新版GB10485-2007標準對汽車外部照明燈具防水試驗的要求有兩種方式:

        其中一種為試驗箱內噴水彎管以60°/s的速度在樣品兩側掃掠,轉臺轉速按1~3RPM進行2個循環試驗共10min。每個噴水孔水流量為0.6L/min,水壓400KPa。這也是德是標準DIN40050-9IPX4K的要求。[12]

        另外一種防水試驗方法采用了美國SAE標準中對汽車燈具IP防水試驗的規定:兩個錐形噴頭與旋轉平面(轉速為4.0RPM)的法線成45度角,降水速率2.5mm/min,持續噴水12小時。[13]

         

        2.3 汽車企業標準對防水試驗的要求

        一般來說大汽車公司的企業標準要嚴格于國際標準,不過具體到防水試驗上,基本上在本國汽車待業或者ISO標準的基礎上改進。

        德國大眾汽車公司對汽車電器電子產品的通用試驗要求中對防水試驗的要求就是引用自德DIN40050-9標準中的IPX9K的基本要求,不過對測試水溫調整為10,噴水位置改為40度角,測試樣品預處理達到一定的高溫值來測。

        美國通用汽車公司則引用ISO 20653標準的IP防水等級。

        法國標志公司對汽車燈具的環境試驗要求中引用 DIN40050-9中的IPX4K的要求,不過把擺管旋轉角度改為360度,測試時間在4bar水壓下也相應加長到1個小時,1bar水壓下修改為通電1小時斷電2小時共進行8個循環試驗。

        日系汽車標準基本采用JIS D 0203的測試方法,其分類(表1)和具體要求如下:

        1 JISD0203標準防水試驗等級

        試驗種類

        符號

        試驗目的

        濕氣試驗

        M1

        調查部件對于濕氣的功能

        M2

        調查部件在高溫、潮濕環境中的功能

        散水試驗

        R1

        調查接觸水滴的部件的功能

        R2

        調查間接地遭受風雨或水花的部件的功能

        噴水試驗

        S1

        調查直接遭受風雨或水花的部件的功能

        S2

        調查部件在強烈的淋水狀態中的功能

        浸水試驗

        D1

        調查臨時性浸水部件的功能

        D2

        調查經常浸水部件或要求完全防水部件的功能

        D3

        調查特殊用途防水部件的功能

        M1類測試使用溫度為32的水按1.5RPM的轉速讓試樣在水平軸周圍旋轉,試驗共進行8小時。

        M2類測試使用溫度為60的水進行1小時測試。

        R1類測試使用常溫水在0.01MPa的水壓下以1.9L//min的流量測試10min。

        R2類測試使用常溫水在0.03MPa的水壓下以3.2L//min的流量測試10min。

        S1S2類測試直管上布置40個直徑為1.2mm的噴頭,分別以0.1MPa0.3MPa的水壓,24.5L/min39.2L/min的流量進行30min1h的噴淋。

        D1、D2D3浸水試驗區別在于水溫、浸水時間和樣品浸入位置不同:D1類使用常溫水浸到樣品上表面5min(水溫要比試樣溫度低10以上);D2類使用30水浸到樣品上表面以上100mm處保持10min;D3類使用50水浸到樣品上表面以上100mm處保持10min。

        R1,R2,S1,S2樣品安裝位置,轉盤以及水管旋轉速度見圖4。

             

        3 機動車零部件產品防水試驗設備選型要求

        綜合國內汽車零部件標準測試要求,可以選擇單一功能的試驗箱或者集幾種功能于一體的綜合試驗裝置。在一臺箱式綜合試驗裝置實現要考慮以下問題:

        GB/T 10485-1989和日本JIS D0203標準中R1,R2,S1,S2測試要求合并做成一套??刂品矫鎳栏癜凑諛藴室缶涂蓾M足需要;

        IPX3,IPX4,IPX4K本身可以用一套擺管實現(圖5),噴水孔直徑0.4mm用于IPX3IPX4,0.8mm用于IPX4K,擺管根據樣品尺寸選擇200mm,400mm,600mm,800mm;轉臺轉速控制在1~3RPM可調;

         

         

        SAE J575標準中要求的245°噴頭在考試試驗箱空間的基礎上安裝在箱內頂面處;

        IPX9K測試裝置可拆卸,裝在上述擺管正下方.需要增加加熱裝置\溫度控制裝置和高壓調節裝置以實現85熱水和800010000KPa水壓.也需要根據實際用水量來合理計算儲水罐的容積大小。

        由于許多樣品測試均要通電進行,各種安全防護措施顯得尤為重要。設備要滿足水壓、流量可調;轉臺速度、高度可調;水溫、時間可控;通、斷電方便轉換。這樣一臺綜合防水試驗裝置技術含量較高,與單一功能設備相比總體上節約成本。

         

        4 結束語

        現在人們越來越重視IP防水試驗對質量控制方面的作用,零部件廠給各大整車廠配套相關產品必須要滿足相關的標準試驗要求,世界汽車產業日益全球化采購,我國汽車零配件產業要跟上國際競爭的步伐,就必須要忠實做好自己的產品,在產品設計階段就按各種相關標準做好驗證工作,通過IP防水試驗以及其他相關試驗發現問題馬上解決,企業才能立于不敗之地。

         

        參考文獻:

        [1]QC/T 413-2002汽車電氣設備基本技術條件

        [2]GB/T 4942.1-2001旋轉電機外殼防護等級

        [3]GB/T 4942.2-1993低壓電器外殼防護等級

        [4]ISO 16750.1-2006道路車輛電氣及電子設備的環境條件和試驗 1部分:一般規定

        [5]DIN 40050-9:1993 道路車輛IP防護等級 防外來物、防水和防接觸電器裝備

        [6]ISO 20653-2006 Road vehicles Degrees of protection (IP-Code) Protection of electrical equipment against foreign objects, water and access

        [7] QC/T 417.1-2001車用電線束插接器具第1部分 定義 試驗方法和一般性能要求

        [8] IEC 60529-2001 外殼防護等級(IPCODE)

        [9] GB 4208-1993外殼防護等級(IP代碼)

        [10] GB/T 10485-1989 汽車及掛車外部照明和信號裝置的基本環境試驗

        [11] JIS D 0203-1994 汽車部件的耐濕及耐水試驗方法

        [12] GB/T 10485-2007 道路車輛外部照明和光信號裝置環境耐久性

        [13] SAE J575-2006  總寬度小于2032mm的車輛用照明裝置和部件的試驗方法和裝備 

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