Chambre d'essai d'éclaboussures d'eau froide ISO 16750-4

La norme ISO 16750-4 relative aux essais de choc thermique en eau froide traite d'une condition environnementale automobile spécifique : un composant s'échauffe pendant le fonctionnement du véhicule, puis est brusquement exposé à l'eau froide de la route. Ce changement de température rapide peut engendrer des vitesses de contraction différentes entre les boîtiers, les joints, les connecteurs, les matériaux d'enrobage et les assemblages internes.

Les mécanismes de défaillance possibles comprennent la fissuration mécanique, le déplacement des joints, la perte d'étanchéité, les infiltrations d'eau et la dégradation électrique ou fonctionnelle. Ce test est donc particulièrement pertinent pour les composants électriques et électroniques installés dans des endroits exposés aux projections de la chaussée.

Le KP-1023 offre un environnement contrôlé pour reproduire ces conditions. Le dispositif testé peut être chauffé à la température maximale spécifiée (Tmax) , maintenu à cette température jusqu'à l'obtention des conditions thermiques requises, puis soumis à des projections d'eau froide répétées. Les cycles de test et la durée des séquences sont contrôlés par l'automate programmable et l'interface tactile.

Contrairement à un testeur d'étanchéité IP classique, cet équipement est principalement conçu pour reproduire le choc thermique provoqué par le contact d'eau froide avec un composant automobile chaud. La température du dispositif testé, les conditions de fonctionnement, la direction des projections et les critères d'acceptation doivent être sélectionnés conformément aux spécifications du produit et au plan de test applicables.

Spécifications techniques

Configuration de l'équipement

Paramètres du test d'éclaboussures d'eau

Les valeurs ci-dessus permettent de distinguer les conditions de la méthode d'essai des capacités physiques de l'enceinte. La température maximale (Tmax) et le mode de fonctionnement du dispositif testé sont déterminés par les spécifications du composant et non par une température universelle conforme à la norme ISO 16750-4.

Comment fonctionne le test de choc thermique à l'eau froide ?

Le test consiste à exposer un dispositif testé chauffé à une brève application d'eau proche de zéro point de congélation. Le gradient de température qui en résulte induit des contraintes mécaniques et thermiques sur les matériaux, les interfaces et les structures d'étanchéité.

Une séquence de test typique est :

Pourquoi ce test est-il nécessaire

Le test d'éclaboussures d'eau n'est pas simplement un test de résistance à l'eau.

Lorsqu'un composant chaud est refroidi brutalement, ses surfaces extérieures peuvent se contracter beaucoup plus rapidement que ses structures internes. De plus, les différents matériaux réagissent différemment aux variations de température.

Cela peut révéler des faiblesses qui ne se manifesteraient pas lors de cycles de température classiques ou de tests à l'eau à température ambiante, telles que :

• fissures des boîtiers ou des matériaux d'encapsulation ;
• mouvement ou endommagement des joints d'étanchéité ;
• détérioration des interfaces collées ;
• perte d'étanchéité du boîtier ;
• Infiltration d'eau à travers les joints soumis à des contraintes ;
• fuite au niveau du connecteur ou de l'entrée du câble ;
• Dysfonctionnement électrique suite à des chocs thermiques répétés.

Pour les ingénieurs en fiabilité automobile, reproduire les conditions combinées de dispositif testé chaud et d'eau froide est donc important lors de l'évaluation des composants installés dans des zones exposées du véhicule.

Application à la norme ISO 16750-4:2023

ISO 16750-4:2023 — Véhicules routiers — Conditions environnementales et essais des équipements électriques et électroniques — Partie 4 : Charges climatiques traite des contraintes environnementales climatiques pour les systèmes et composants électriques et électroniques installés sur ou dans les véhicules routiers.

Pour le KP-1023, la méthode pertinente est :

Cet équipement est conçu spécifiquement pour cette méthode d'aspersion d'eau froide. Il ne doit pas être interprété comme un système d'essai complet pour tous les essais climatiques de la norme ISO 16750-4.

Note sur les références antérieures à la norme ISO 16750-4

Les documents KingPo antérieurs et les éditions précédentes de la norme ISO 16750-4 peuvent faire référence à la clause 4.2 ou à une numérotation de figure plus ancienne.

Pour les nouveaux projets basés sur l’édition 2023, la référence applicable doit être confirmée comme étant l’ISO 16750-4:2023, article 5.4.2.

Lorsqu'une spécification client fait encore référence à une édition ISO antérieure ou à une méthode de test OEM qui en découle, veuillez indiquer l'édition exacte et la clause de test avant de proposer un devis.

Taille, orientation et couverture contre les projections du dispositif testé

La géométrie du dispositif testé est importante lors de la sélection et de la configuration d'un système de choc thermique à eau froide.

Le KP-1023 supporte des échantillons jusqu'à 700 × 700 × 500 mm avec une charge maximale indiquée de 150 kg , dans son espace de travail de 1300 × 900 × 900 mm.

Le dispositif testé doit être monté conformément à sa position d'installation représentative. La direction des projections d'eau doit correspondre à l'exposition environnementale prévue à l'emplacement de montage sur le véhicule.

Pour un dispositif testé de grande taille, une seule buse peut s'avérer insuffisante pour couvrir toute la surface requise. Dans ce cas, il convient de revoir le système d'arrosage et de choisir une configuration de buses adaptée.

Pour les composants nécessitant une exposition sous plusieurs directions, la procédure de test applicable et la configuration du dispositif testé doivent être confirmées avant la fabrication du dispositif de fixation.

Conception de la chambre d'essai et du système de contrôle

Le KP-1023 est conçu pour des tests environnementaux automobiles répétés et intègre des fonctionnalités destinées à simplifier la configuration, l'observation et le contrôle du cycle.

Les principales caractéristiques de construction et de fonctionnement comprennent :

• Chambre intérieure en acier inoxydable SUS316 pour l'environnement de test humide ;
• fond de chambre en forme d'entonnoir pour faciliter la collecte et le drainage de l'eau d'essai ;
• Contrôle de test basé sur un automate programmable avec un écran tactile couleur de 7 pouces ;
• Contrôle programmable du nombre de cycles et de la séquence ;
• Capacité de chauffage du dispositif testé jusqu'à 200 °C ;
• préparation intégrée d'eau à basse température pour le processus d'éclaboussure ;
• fenêtre d'observation pour la surveillance du dispositif testé pendant les essais ;
• Port d'accès Φ100 mm pour câbles d'alimentation ou de signal externes du dispositif testé ;
• structure de chambre isolée pour le contrôle de la température ;
• positionnement et orientation des éclaboussures du dispositif testé configurables ;
• Protection électrique et de contrôle pour le fonctionnement du laboratoire.

Le dispositif de test, les connexions d'alimentation et les interfaces de mesure requis doivent être définis pour chaque projet plutôt que d'être considérés comme universels.

Système de test de fluide et d'eau

Pour la clause 5.4.2 de la norme ISO 16750-4:2023 , l'eau est le fluide d'essai de base.

Le système d'eau KP-1023 est utilisé pour préparer et acheminer le fluide d'essai froid dans des conditions de température et d'éclaboussures contrôlées.

Les spécifications de test antérieures ou les procédures propres au client peuvent exiger des additifs pour la détection des fuites ou à d'autres fins d'évaluation. Si de la poussière, du sel, des colorants ou un autre additif est nécessaire, cela doit être précisé avant l'établissement du devis, car la composition du fluide peut avoir une incidence sur :

• chars;
• pompes;
• tuyauterie;
• vannes;
• des filtres;
• buses;
• scellés;
• Procédures de nettoyage et d'entretien.

Le fluide applicable doit donc être défini par le cahier des charges du client plutôt que d'être déduit d'une ancienne édition de la norme ISO.

Objets de test typiques

Le KP-1023 convient aux systèmes ou composants électriques et électroniques automobiles qui peuvent être exposés à l'eau froide lorsqu'ils sont chauds, sous réserve de la taille du dispositif testé et des limites de charge de l'équipement.

Les exemples typiques incluent :

Tous les composants automobiles ne nécessitent pas automatiquement ce test. Il convient d'abord de prendre en compte l'emplacement prévu de leur installation sur le véhicule et leur exposition réelle aux conditions environnementales.

Les ensembles de grande taille doivent également être examinés en fonction des dimensions de la chambre, de la capacité de charge de 150 kg, du dispositif de fixation requis et de la couverture contre les éclaboussures avant qu'une configuration d'équipement ne soit confirmée.

Utilisation typique en laboratoire

Le KP-1023 est destiné aux organismes effectuant des tests environnementaux et de fiabilité dans le secteur automobile, notamment :

Pour ces utilisateurs, la répétabilité n'est qu'un aspect du critère d'achat. Le système de test doit également être compatible avec le dispositif testé, le montage, les câbles, les conditions de fonctionnement requises et les utilités de laboratoire.

Différence par rapport aux tests d'eau IP conventionnels

Le test d’étanchéité à l’eau selon la norme ISO 16750-4 et un test d’étanchéité selon le code IP ne doivent pas être considérés comme des procédures interchangeables.

Le KP-1023 est conçu pour reproduire le choc thermique de l'eau froide sur un composant chaud du véhicule.

Par comparaison, des normes telles que l'ISO 20653 et la CEI 60529 définissent principalement des tests de protection contre les infiltrations d'eau dans des conditions de code IP spécifiées.

Un composant peut donc nécessiter à la fois des tests de choc thermique environnemental et des tests de protection IP distincts, selon les spécifications du produit.

Lorsque les deux exigences sont réunies, le laboratoire doit identifier la norme et la méthode d'essai applicables avant de sélectionner l'équipement.