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PCB科技 - PCB導致汽車油比特感測器齒輪故障

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PCB導致汽車油比特感測器齒輪故障

2021-10-17
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Author:Downs

某車型的油比特感測器為簧片開關結構, 感測器齒輪故障表現為燃油錶指針在3以下沒有響應/4檔. 經過調查和實驗分析, 失敗的原因是 PCB板安裝 生產感測器時需要調整角度. 然而, 此時, 部分保護樹脂填充在PCB板和外部塑膠管之間. 樹脂可防止PCB板扭曲, 外力作用在簧片開關上. 導致3中的簧片開關損壞/4位置. 使用一段時間後, 簧片無法斷開. 感測器的最大輸出電阻只能達到3的電阻值/4位置, 所以機油錶指針在3/4位置. 位置下方無響應. 避免此類問題, PCB外部不再填充樹脂, PCB的兩側由密封劑和橡膠座保護.

1、油比特感測器故障現象

某種類型的燃油油比特感測器在整個車輛上出現故障。 具體表現為燃油錶指針在3/4檔以下不響應,即燃油油比特下降,指針不移動。 指針可以在燃油錶的3/4檔以上正常擺動。, 同樣的故障發生在3輛汽車上,感測器屬於同一批次。

感測器電路示意圖

電路板

油比特感測器的電路和原理如圖1所示。 簧片開關是一種磁性開關,由包裹在玻璃管中的兩個磁性簧片組成。 浮油配有永磁體。 當簧片開關被永磁體吸引時,簧片開關下方的電阻短路。 隨著油比特浮動,囙此油比特與感測器電阻有一定的對應關係。 感測器的最大設計電阻為107.8Î),對應於油錶的空檔油擋。 量測的故障部件的最大輸出電阻為29Î),對應於油錶的3檔和4檔。 此故障可能有兩個原因:一個是電路板本身短路,另一個是簧片開關故障且無法斷開,這兩個原因都可以使3/4塊以下的電阻短路,囙此最大輸出電阻僅為29Î)。

2、油比特感測器故障排除

2.1. PCB板短路故障排除

感測器結構如圖2所示。 從左到右,有外殼、塑膠管、環氧樹脂和PCB板。 將PCB板放入塑膠管中,然後放入外殼中。 首先用密封劑填充塑膠管,然後在固定PCB板後填充環氧樹脂。 樹脂固化後,對PCB板進行保護和密封。 環氧樹脂在填充過程中是流動的,固化後是硬的,這也使得很難完全拆卸故障零件。

檢查PCB板上是否存在短路。 PCB板的佈線表面需要暴露。 在環氧樹脂溶劑中浸泡後的PCB板如圖3所示。 焊點光滑牢固,無連續焊接現象,可消除PCB板短路問題。 由於溶劑對簧片開關的玻璃有腐蝕作用,浸泡後的簧片開關已損壞。

2.2. 簧片開關故障排除

簧片開關的簧片觸頭密封在玻璃管中,內部充滿惰性氣體,觸頭中含有惰性貴金屬銠,可以减少觸頭表面的電弧放電損失。 簧片開關的玻璃管損壞後,內部惰性氣體洩漏,簧片觸點的壽命將縮短。

在焊接之前,簧片開關的引脚需要從直線彎曲90度. 銷彎曲後, 它們被插入 PCB孔 用於焊接. 彎曲前後銷的狀態如圖4所示. 彎曲銷通常使用專用工具. 該工具具有凹槽和磁性, 這可以防止簧片開關在銷彎曲時移動, 並避免在拐角彎曲時損壞簧片開關. 即使簧片開關損壞, 焊接後,在測試過程中也會發現. 在生產現場檢查期間, 隨機彎曲了一批簧管. 測試後, 簧管的效能達到標準.

簧片開關無法斷開,因為簧片粘在一起。 為了驗證簧片開關的粘附現象,進行了以下實驗:簧片開關作為磁性開關與油泵電機串聯。 電源電壓為12 V。永磁體用於吸引簧片開關。 管簧片之間閃過火花。 一段時間後,永磁體被移除,電機仍在運行。 簧管無法斷開並出現故障。 火花產生的熱量使蘆葦粘在一起。 但是,這種現象不會在整個車輛中發生。 在測試過程中,簧片開關中的電流達到0.9 A,超過了簧片開關的正常工作電流0.5 A。該測試僅用於驗證簧片開關粘附的故障模式。

在查看感測器的生產記錄時,發現PCB板在外殼中的安裝角度已針對生產過程中的一批故障零件進行了調整。 這是為了使簧片開關遠離泵芯,並减少磁場對簧片開關的干擾。 調整PCB板角度時,下部已填充樹脂,樹脂逐漸固化。 此時,PCB板會因外力而變形,這可能會損壞簧片開關。 在拆卸另一個故障零件時,發現PCB板明顯變形

為了驗證推測,將一塊正常的PCB板扭轉一定角度,然後將PCB板連接到油錶並放入電磁線圈中。 電磁線圈以10次/分鐘的頻率關閉簧片開關。8小時後,感測器的最大輸出電阻為29Î),這與車輛故障部件的現象一致。

將發生故障的簧片開關放入300倍放大鏡中觀察,可以看到簧片觸點之間沒有間隙,正常簧片觸點有可見間隙,如圖6所示。 磁場接近後,正常簧片開關可以觀察到簧片的吸合作用,而發生故障的簧片開關沒有響應。

由於簧片間隙减小,PCB板扭曲並使用一段時間後,油比特感測器出現故障。 當浮油的磁場使簧片管打開和關閉時,很容易形成電弧放電,放電火花的熱量使簧片接觸點粘附,粘合3/4的固定簧片後,以下齒輪將失效。

3、感測器故障整改措施

周圍填充樹脂的功能 油比特感測器PCB 板是為了提高抗衝擊性和密封性, 但當感測器發生故障時, 不利於完全拆卸, 導致故障分析困難, 樹脂需要很長的固化時間, 生產效率不高. 因為需要手動將PCB板安裝到套管中, 由於以下原因,很容易調整角度:

填充樹脂會損壞簧片開關。 為了避免這個問題,感測器不再用環氧樹脂填充塑膠管。 相反,在兩端填充少量密封膠。 密封劑不覆蓋電路部分,兩端使用橡膠座固定PCB板。

4、總結

油比特感測器3/4塊的故障是因為在感測器生產過程中調整PCB板的安裝角度,外力扭曲PCB板,導致簧管損壞。 使用一段時間後,簧片之間的電弧放電使簧片的觸點粘住且不能斷開。 打開時,感測器的最大電阻停止在29Î),油錶的最低油比特只能顯示高達3/4