PCB技術 - PCBボードに起因する自動車油レベルセンサギア故障

ある車両モデルの油レベルセンサはリードスイッチ構造である, そして、燃料ゲージポインタが3未満で反応しないので、センサーギア故障は現れます/4ギア. 調査と実験分析後, 失敗の原因は PCBボード設置角度は、センサーが生成されるときに調整する必要があります. しかし, この時に, 保護樹脂の一部は、PCBボードと外側のプラスチックチューブの間に充填されている. 樹脂は、PCBボードがねじれているのを防ぎます, そして、リード線に外力が印加される. それは、3のリード・スイッチに損害を引き起こしました/4位置. 一定期間使用後, 葦は切れなかった. センサーの最大出力抵抗は、3の抵抗値に達することができました/4位置, それで、オイルゲージポインターは3にありました/4位置. 応答以下. 問題を避ける, PCBの外側はもはや樹脂で満たされない, PCBの両面はシーラントとラバーシートで保護されている.

油レベルセンサの故障現象

ある種の燃料レベルセンサは、車両全体に故障を有している。具体的には、燃料ゲージポインタが3／4ギヤ未満で応答しないこと、即ち燃料レベルが低下し、ポインタが動かないことである。指針は通常燃料ゲージの3 / 4ギヤの上でスイングすることができます。3台の車でも同じ故障が発生し，同じバッチであった。

センサ回路

油レベルセンサの回路及び原理を図1に示す。リードスイッチは磁気スイッチの一種で，ガラス管に包まれた二つの磁気リードからなる。オイルフロートは永久磁石を備えている。リードスイッチが永久磁石で吸引されるとリードスイッチの下の抵抗が短絡される。油レベルで浮くので、油レベルはセンサー抵抗との特定の対応関係を持ちます。センサの最大設計抵抗は107.8アンペアで，オイルゲージの中性オイルストップに相当する。測定された故障部分の最大出力抵抗は、29ゲージであり、オイルゲージの第3及び第4歯車に相当する。この故障には2つの理由がある。一つは回路基板自体が短絡していること、もう一方はリードスイッチが故障して切断できないことであり、どちらも3／4ブロック以下の抵抗を短絡できるので、最大出力抵抗は29アンペアのみである。

2.オイルレベルセンサートラブルシューティング

2.1.PCBボードのショートトラブルシューティング

センサ構造を図2に示す。左から右にケーシング，プラスチック管，エポキシ樹脂，pcbボードがある。PCBボードは、プラスチック管に入れられて、それからケースに入れられます。まず、プラスチックチューブを封止剤で充填した後、PCB基板を固定した後、エポキシ樹脂を充填する。樹脂が硬化した後に、PCBボードは保護されて、封止される。エポキシ樹脂は充填時や硬化後の硬い流動であり、不完全部を完全に解体することも困難である。

PCBボード上に短絡回路があるかどうかを確認します。PCB基板の配線面を露出させる必要がある。エポキシ樹脂溶媒に浸漬した後のPCB基板を図3に示す。はんだ接合は滑らかで堅固であり，連続はんだ付け現象はなく，pcbボード短絡問題を解消できる。リードスイッチのガラスに溶剤が腐食しているので、浸漬後のリードスイッチが破損している。

2.2.リードスイッチ故障トラブルシューティング

リードスイッチのリード接点はガラス管に封入され、内部は不活性ガスで満たされ、コンタクトは不活性貴金属ロジウムを含んでおり、接触面でのアーク放電の損失を低減することができる。リードスイッチのガラス管が破損した後、内部不活性ガスが漏れ、リードコンタクトの寿命が短くなる。

リード・スイッチのピンは、溶接前に直線から90度. ピンが曲がったあと, それらは PCB基板穴溶接用. 曲げ前後のピンの状態を図4に示す. 曲げピンは、一般的に特殊な工具を使用する. 工具は溝と磁性を有する, ピンが曲がったときにリードスイッチが動くのを防ぐことができる, そして、コーナーが曲がっているとき、リードスイッチを傷つけるのを避けてください. リードスイッチが破損しても, 溶接の後、それはテスト中に見つかります.製造現場点検中, リードパイプのバッチは、ランダムに曲げられた. テスト終了後, リードパイプの性能は標準に達した.

葦が一緒に動かないので、リード・スイッチは切り離されることができません。リードスイッチの付着現象を検証するため，磁気スイッチモータと直列にリードスイッチを接続した。電源電圧は12 Vである。永久磁石はリードスイッチを引き付けるために使用される。火の粉は、チューブ葦の間できらめいました。一定時間後、永久磁石を取り除き、モータはまだ動いていた。リードチューブは切断できず失敗した。火の粉によって生成される熱は、葦を結びつけました。しかし、この現象は車両全体では発生しない。リードスイッチの電流は、リードスイッチの通常の動作電流を0.5 Vに超えたテスト中に0.9Aに達し、リードテストの故障モードを確認するだけである。

センサの生産記録を見直した場合，生産中の故障部分のバッチのため，ケーシング内のpcbボードの設置角度を調整した。これは、リード・スイッチをポンプ・コアから遠ざけて、リード・スイッチ上の磁界の干渉を減らすことである。PCB基板の角度調整時には、下側部分が樹脂で満たされ、徐々に固化する。このとき、PCBボードは外力によって歪んでしまい、リードスイッチに損傷を与えることがある。別の欠陥部分を分解すると、PCBボードが明らかに歪んだことがわかった

投機を検証するため，通常のpcbボードをある角度にねじり，プリント基板をオイルメータに接続し，電磁コイルに入れた。電磁コイルは8時間後にリードスイッチを周波数10回／分で閉じたが、最大出力抵抗は29アンペアであり、車両の誤動作の現象と一致している。

失敗したリードスイッチを300 x拡大鏡に入れて、リード接点間に隙間がないことを確認することができ、図6に示すように、通常のリード接点が目に見える隙間を持つ。正常なリードスイッチは、磁界が接近した後にリードの引込み動作を観察することができ、一方、不良リードスイッチは応答しない。

オイルレベルセンサは、PCBボードをツイストした後、リードのギャップが減少するので、しばらくの間使用される。油フロートの磁界がリードチューブを開閉すると、アーク放電が起こり易くなり、放電スパークの熱によってリードタッチポイントの付着が生じ、3 / 4のリテーナが結合した後、次のギアが故障する。

センサ故障整流対策

樹脂を充填する機能オイルレベルセンサ板は、衝撃耐性とシーリングを改善することです, しかし、センサーが故障したとき, 分解を完全にするのは役に立たない, 困難な故障解析の結果, そして、樹脂は長い硬化時間, 生産効率は高くない. PCBボードをスリーブに手動で取り付ける必要があるので, 角度を調節するのは簡単です

充填樹脂は、リードスイッチに損害を与えます。この問題を回避するために、センサはプラスチックチューブをエポキシ樹脂で充填しない。その代わりに少量のシーラントを両端に充填する。シーラントは回路部分を覆いません、そして、両端はPCB板を固定するためにゴムシートを使います。

まとめ

オイルレベルセンサの3／4ブロックの故障は、センサの製造中にPCBボードの設置角度を調整するためである。使用期間の後、葦の間のアーク放電は葦棒の接点を作り、壊れない。開いて、センサーの最大抵抗は29アンペアで止まります、そして、油ゲージの最小の油レベルは最高3 / 4だけを示すことができます