高玉振，王龍波，盧生林，喬華，夏云

(1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽蕪湖 241009；2.寧波汽車零部件檢測(cè)有限公司，浙江寧波 315104)

車輛搭鐵線布置位置對(duì)整車電氣設(shè)備的影響

高玉振1，王龍波1，盧生林1，喬華1，夏云2

(1.奇瑞汽車股份有限公司，安徽蕪湖 241009；2.寧波汽車零部件檢測(cè)有限公司，浙江寧波 315104)

依據(jù)在正常環(huán)境下不同使用，車輛電子電器與搭鐵線的設(shè)計(jì)位置及裝配對(duì)車輛性能的影響，具體分析了整車搭鐵不良對(duì)車輛某些電器性能的影響，為后續(xù)車輛電器搭鐵線設(shè)計(jì)和性能改善提供依據(jù)。

車輛電器；車輛搭鐵位置

Abstract:According to the effects of designed position and assembly between automotive electrical equipments and ground connected line to performance under different uses in normal environments, a detailed analysis of the impact of the vehicle poor ground to some electrical performance was made. It provides basis to improve subsequent auto electric ground design and performance improvment.

Keywords:Automobile electrical equipments；Vehicle ground position

0 引言

在車輛上，通常將蓄電池負(fù)極與車身的金屬部分相連接，車輛上的負(fù)極導(dǎo)線通常稱為車輛搭鐵線。它主要由車輛電瓶負(fù)極、連接導(dǎo)線、車身搭鐵點(diǎn)三部分構(gòu)成。因?yàn)檐囕v的特殊性，車輛電器、電路要承受震動(dòng)、高溫、潮濕等惡劣工況，所以造成搭鐵不良的原因多是：電瓶極柱接觸不良、搭鐵導(dǎo)線電阻太大、導(dǎo)線和車身連接點(diǎn)接觸不良等。

搭鐵線在車輛電路中起著重要的作用，因此搭鐵狀態(tài)的好壞對(duì)車輛的電子電氣工作情況起到關(guān)鍵作用。車輛電路一般是采用雙源、低壓、直流、負(fù)極搭鐵的工作模式，搭鐵是以車身的可導(dǎo)電部分作為電源負(fù)極的公共點(diǎn)。這樣的好處是節(jié)省材料，工作可靠性好。在車輛上搭鐵線是構(gòu)成電路回路的一部分，車輛電路實(shí)行單線制的并聯(lián)電路，在局部仍然有串聯(lián)、并聯(lián)與混聯(lián)電路。各種電器的回路線不都是直接到蓄電池負(fù)極的，而是通過車輛本身的金屬機(jī)體間接地回到蓄電池負(fù)極。在車輛上采用將蓄電池負(fù)極與車身的金屬部分相連接，因此車輛上的負(fù)極導(dǎo)線通常稱為搭鐵線。

1 搭鐵線連接不良對(duì)車輛電器的影響

搭鐵線雖然看起來比電源線少得多，但卻有著重要功用，因?yàn)檐囕v是運(yùn)動(dòng)的交通工具，在各種環(huán)境路況下行駛，通常容易出現(xiàn)搭鐵不良或者搭鐵線斷路，輕則影響車輛功能的正常使用，重則使車輛無法工作。

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)無法點(diǎn)火

蓄電池與車體的主搭線，一般連接在車輛的車架上，要求連接得很好。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)，啟動(dòng)機(jī)瞬間功率達(dá)到十幾個(gè)千瓦，需要很大的電流電壓。所以一般設(shè)計(jì)蓄電池與起動(dòng)機(jī)有一根單獨(dú)搭鐵線，來保證起動(dòng)機(jī)的正常工作。如果啟動(dòng)機(jī)搭鐵不好，會(huì)使啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)無力，無法達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火要求的轉(zhuǎn)速。

(2)發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)有各種各樣的電子電氣附件，有發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火線圈、燃油泵及各種各樣的傳感器。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是通過懸置的橡膠墊支架安裝在車輛的車身上，固定發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱總成以達(dá)到減少振動(dòng)的效果。發(fā)動(dòng)機(jī)與車身搭鐵線連接不好，發(fā)動(dòng)機(jī)的電子電氣附件就不能正常工作。比如點(diǎn)火線圈工作不正常，火花塞就不能點(diǎn)強(qiáng)有力的火花，火花塞沒有強(qiáng)有力的火花，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力就會(huì)嚴(yán)重下降，更嚴(yán)重者將使得發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)車輛各控制系統(tǒng)工作異常

發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU、制動(dòng)ABS、電子助力EPS、車身控制器BCM等弱電設(shè)備對(duì)整車性能及安全影響較大，且易受其他用電設(shè)備干擾，所以要求這些元件及其傳感器的搭鐵最好獨(dú)立，搭鐵點(diǎn)最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號(hào)的真實(shí)傳遞。對(duì)于安全氣囊系統(tǒng)，它的搭鐵點(diǎn)不僅要單設(shè)，而且為了確保其安全可靠，基本采用復(fù)式搭鐵，其目的是其中一處搭鐵失效，系統(tǒng)可以通過另一搭鐵點(diǎn)搭鐵，確保系統(tǒng)安全工作。

2 搭鐵線布置位置對(duì)整車電氣設(shè)備的影響

2.1 案例分析

故障現(xiàn)象：客戶反應(yīng)車輛在使用過程中蓄電池外殼爆裂，見圖1。

故障檢修：顧客反饋高速行駛中電池爆裂，到維修站后更換同型號(hào)蓄電池，更換同型號(hào)發(fā)電機(jī)，清洗蓄電池接線柱和線束接頭，繼續(xù)行駛200 km后蓄電池再次爆裂。連續(xù)更換3次蓄電池，更換同型號(hào)發(fā)電機(jī)，故障沒有消除。再次更換發(fā)電機(jī)和蓄電池，使用萬用表分別測(cè)量發(fā)電機(jī)的輸出端電壓和整車用電設(shè)備的電壓，見表1。

表1 故障車輛發(fā)電機(jī)輸出端電壓和整車用電設(shè)備的電壓 V

如表1所示：兩者電壓不同。由于電壓降明顯，于是檢查車身主搭鐵線(見圖2)與各用電器搭鐵點(diǎn)，檢查發(fā)現(xiàn)：蓄電池和起動(dòng)機(jī)搭鐵線正常，蓄電池與車身的連接主線處銹蝕，見圖3。拆下處理銹跡后重新安裝，車輛正常行駛后，蓄電池和整車電氣設(shè)備工作正常，故障解決。

2.2 原理分析

根據(jù)蓄電池充電時(shí)電化學(xué)方程式：

充電過程中，正、負(fù)極板上的有效物質(zhì)逐漸恢復(fù)，到充電結(jié)束，PbSO4絕大部分反應(yīng)為PbO2和海綿狀純Pb。

如果發(fā)電機(jī)繼續(xù)向蓄電池內(nèi)充電，這時(shí)候就要引起水的分解，正極放出O2，負(fù)極放出H2，方程式如下：

蓄電池內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，大量的氣體不能及時(shí)排出，壓力達(dá)到一定時(shí)蓄電池外殼承受不了就會(huì)發(fā)生爆裂。

如果發(fā)電機(jī)的輸出電壓不能控制在規(guī)定范圍內(nèi)，其后果就是，蓄電池充電結(jié)束后將開始電解水，在蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體。而保持發(fā)電機(jī)電壓在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)并使其保持恒定，是發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的作用。

發(fā)電機(jī)是通過皮帶直接連接在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)上的，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不是固定不變的，所以這就需要發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器通過控制勵(lì)磁來控制發(fā)電機(jī)輸出電壓保持恒定。這樣既可以防止電壓過高而對(duì)蓄電池過量充電或損壞車輛用電設(shè)備，也可以防止發(fā)電機(jī)電壓過低導(dǎo)致蓄電池饋電或使用電設(shè)備工作失常，見圖4。

如果發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障，那么發(fā)電機(jī)電壓將不能保持恒定，而在此例故障中，發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器接受到的信號(hào)——整車電器設(shè)備電壓是偏低的，從而導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)不停地對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，蓄電池充滿后，繼續(xù)不停地電解水，氣體越積越多，最終引起蓄電池外殼爆裂。

拆檢發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，發(fā)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)器的搭鐵線出現(xiàn)銹蝕，與車身搭鐵不良，導(dǎo)致了電壓信號(hào)接收異常。更換搭鐵線、清潔車身搭鐵點(diǎn)后，故障排除。

2.3 搭鐵線布置位置優(yōu)化

上述故障是主搭鐵線與車身連接處銹蝕導(dǎo)致線路電阻增大，連接點(diǎn)布置在車身下端，容易受到雨水等侵蝕。在車輛上，搭鐵線是構(gòu)成電路回路的一部分，如果搭鐵線有接觸不良故障時(shí)，就相當(dāng)于在電路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，就有可能出現(xiàn)電壓及信號(hào)失準(zhǔn)、連接線端子銹蝕及松動(dòng)、電氣設(shè)備導(dǎo)電不良等幾種情況。通常這種情況都能通過目視或測(cè)試電阻檢查發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)車身搭鐵連接線多點(diǎn)布置更有利于整車電氣設(shè)備的工作可靠性。圖5—6是車身搭鐵線布置較合理的位置，不易受到灰塵和雨水的侵襲，也便于維護(hù)檢查。

3 結(jié)論

搭鐵線在車輛電路中所占比例雖然較少，但卻起著重要功用。搭鐵線位置的布置非常重要，因?yàn)檐囕v是運(yùn)動(dòng)的交通工具，使用環(huán)境非常惡劣，搭鐵點(diǎn)如果經(jīng)常和水接觸，銹蝕后就會(huì)造成電阻變大、接觸不良，嚴(yán)重者甚至線路斷路。因此，在車輛設(shè)計(jì)之初，就要綜合考慮搭鐵線位置，并要經(jīng)常注意檢查各搭鐵點(diǎn)，保證電氣設(shè)備正常工作。

【1】 李智杰.論車輛電路搭鐵不良的故障及檢修技巧[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2009(5):57-59.

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EffectsofGroundConnectedLinePositiononAutomobileElectricalEquipments

GAO Yuzhen1,WANG Longbo1,LU Shenglin1,QIAO Hua1,XIA Yun2

(1.Chery Automobile Co., Ltd.,Wuhu Anhui 241009,China;2.Ningbo Automotive Component Testing Center,Ningbo Zhejiang 315104,China)

2014-07-01

高玉振(1976—)，男，助理工程師，從事汽車可靠耐久及性能開發(fā)相關(guān)工作。E-mail：gaoyuzhen@mychery.com。