現在的汽車電氣裝置越來越多,相應的電氣系統的故障也隨之增加。據統計,現在的汽車上大約有70%的故障是由電氣系統引起的。而很多電氣系統故障都是由汽車搭鐵不良引起的。今天我們就來分析一下汽車搭鐵的原理和搭鐵不良引起的故障。
大家知道,汽車上電氣系統的特點是低電壓、單線制和負極搭鐵。低電壓很好理解,一般汽油車採用12V電壓,柴油車採用24V電壓,這個電壓遠低於36V的安全電壓,故稱為低電壓。那麼單線制和負極搭鐵是怎麼一回事呢?
大家都知道,一個完整的電路必然包括三個元素“電源、用電器、導線”。汽車上的電器也是這樣,電源就是汽車的蓄電池,燈光、起動機、各執行機構等就是用電器,剩下的就是導線了。按照電路原理,每個用電器上至少要有兩根導線(事實上不止),一根接蓄電池的正極,一根接蓄電池的負極,這樣才能構成一個完整的迴路。但是你仔細觀察會發現,有些電氣元件上只有一根導線,比如燈泡。那麼只有一根導線是如何構成迴路的呢?
原來,在汽車電氣系統中,從電源正極引出一根導線到用電裝置,並且使汽車車身的金屬機體與蓄電池的負極相連,作為用電裝置的公用導線;然後使用電裝置的金屬殼體與車身相連,這樣電流從蓄電池正極→用電裝置→車身→蓄電池負極,構成了一個完整的迴路,用電裝置就可以正常工作了。這種電氣連線方式就稱為單線制。單線制的好處是節省導線,線路簡化清晰,安裝和檢修方便,且電器機件也不需要與車體絕緣,所以現代汽車電系普遍採用單線制。但是在特殊情況下,有時也需要採用雙線制。試想一下,如果不是採用單線制,汽車上的導線至少要增加一倍,許多用電裝置還要與車體絕緣,汽車將不堪重負,製造成本也會大幅度提高。
那麼負極搭鐵又是怎麼回事呢?
前文說過,汽車車身是電器迴路的公共導線,用電裝置的負極與車身相連就叫做搭鐵。車身是連線在蓄電池的負極上的,這又是為什麼呢?
早期的汽車,是採用正極搭鐵的;但是這樣的汽車有一個致命缺陷,就是車身腐蝕嚴重。這是由於電化學原理造成的。後來人們發現,使用負極搭鐵,就可以很好的解決這個問題。所以,汽車負極搭鐵很快就普及了。現在世界上的汽車都採用負極搭鐵的電氣系統。
既然汽車採用單線制,負極搭鐵,那麼汽車用電裝置負極就必須與車身相連。有些裝置外殼是金屬的,直接安裝在車身上就可以了;但是有些裝置外殼不導電,那麼就需要引出一根導線與車身相連線,但凡到連線到汽車金屬機體的線我們都可以統稱搭鐵線。理論上每一個用電裝置都需要一根搭鐵線,但事實上有很多用電裝置的負極是連線在一起的,然後通過一根導線與車體連線,這根導線就是公共搭鐵線。搭鐵線在汽車電路有著重要功用,如果搭鐵不良,汽車電路中就好象加入了一個很大的電阻,使汽車起動困難,燈光暗淡,或訊號失準等。
國際車的搭線一般都採用橙色,中國產車早期使用的搭鐵線一般都為黑色,為了和國際接軌,近年來國內的汽車廠家也大多采用了橙色線做汽車搭鐵線。但是也有例外,比如福斯車系的搭鐵線為棕色,豐田車系為白色有黑道等。
汽車上的搭鐵線有很多,幾乎每一個主要的電氣總成和控制單元都有自己的搭鐵線,有的為了保證搭鐵良好,甚至採用了兩個搭鐵線。其中主要的幾個搭鐵線是電瓶與車身的主搭鐵線、發動機與車體之間的搭鐵線、儀表板的搭鐵線、電子控制單元的搭鐵線等。
汽車搭鐵線的主要作用就是保證用電裝置與車體之間有良好的連線,減少電路的電阻。因為汽車有些部位不是與車體直接連線的。比如發動機,它要通過橡膠墊安裝在車體上,以達到減少振動的效果,但是橡膠墊是絕緣的,所以必須有一根導線將發動機與車身連線起來,讓發動機上的電氣裝置能夠構成正常的迴路。這根導線極為重要,很多發動機故障都是由於它連線不好引起的。
如果汽車搭鐵不良,會有哪些表現呢?
啟動困難
在汽車啟動系統電路中,若蓄電池負極搭鐵不良,在搭鐵外形成很大的接觸電阻,導致啟動電流減小,啟動機運轉無力,不能產生足夠的電磁轉矩帶動發動機曲軸旋轉,嚴重時導致電路不通而使啟動機不能運轉。
儀表指示反常
在電控發動機控制系統電路中,水溫表感測器的搭鐵線接在發動機上,水溫表反映的資料實際上是水溫表感測器與蓄電池負極之間的電阻值,如果發動機本身搭鐵不良就會造成水溫感測器的電勢堆積,感應出來的電阻值比較高,水溫表指示值就會出現反常。其它儀表電路原理也是一樣。
故障時有時無
汽車在行駛過程中,若出現各儀表指標擺動幅度加大,燈泡工作時亮時不亮,發電機、起動機、空調等用電裝置工作斷斷續續,故障時有時無,絕大多數都是搭鐵不良而出現間歇性斷路,無法形成正常的迴路造成。
產生異常火花
有的轎車在鬆開離合器踏板時有電火花產生,而且燃油表指標來回擺動。這種現象說明發動機搭鐵不良,造成車上儀表電路出現間歇性斷路,無法形成正常的迴路,電流便由離合器拉索流到離合器踏板處,從而在該處形成電火花。
加速時車輛前後竄動
汽車電動燃油泵出現搭鐵線接觸不良時,若處在加速狀態時,發動機振動加大,燃油泵搭鐵線與機體的連線處於不穩定的狀態,導致燃油泵的端電壓降低,進而使燃油壓力下降。於是燃油泵出現工作異常,最終導致車輛加速時前後竄動。
一些搭鐵不良的故障案例:
一、長安星卡馬達無力,車主懷疑電瓶不好用,自己更換了一新電瓶。用了不到半個月馬達還是打不動,再次更換新馬達,正常使用沒一個月還是老毛病。電瓶放電檢測,正常,看搭鐵一端接車體,車體再通過金屬網狀線接到發動機上的排氣出口上。接頭處明顯生鏽,接上放電計,一端接電瓶正極,另一端接車體,100A放電時電壓在10.9左右,再次把放電計的另一端接到發動上,100A放電電壓在8V左右 ,接線頭處有輕微的冒煙……由此確定是搭鐵線虛接,重新放上一搭鐵線後,馬達啟動有力,故障徹底排除。這種毛病在中國產長安,五菱等汽車上是相當多的。這只是維修的一例而已,搭鐵不良表現的故障太多了,有發電機發電量太低,馬達無力,有些還是從原理上分析不通的故障,朋友們在維修工作中要認真分析。
二、一輛賓士轎車,使用者抱怨發動機的水溫太高。經過檢查,發現用故障診斷儀讀出的發動機水溫與水溫衰顯示的水溫相差20℃。由於發動機ECU檢測的水溫數值與發動機的實際水溫基本相符,因此懷疑水溫表的感測器有問題,測量其電阻值,正常。檢查其線路和搭鐵,也無異常,更換水溫表無濟於事。最後,發現發動機的搭鐵線與車身的連線處有腐蝕現象,將搭鐵處用砂布打磨乾淨後,故障排除。
分析這一故障的形成原因,是由於水溫表感測器的搭鐵線接在發動機上,因此水溫表反映的實際上是水溫感測器與蓄電池負極之間的電阻值,由於發動機本身搭鐵不良造成水溫感測器的電勢堆積,所毗感應出來的電阻值比較高,導致水溫表指示反常。
三、一輛桑塔納2000轎車,裝備AFE 4缸電噴發動機,怠速正常。但是出現不定期的行駛無力,加速時車輛前後竄動,在顛簸路面上情況更加嚴重。用故障診斷儀檢測,沒有故障碼顯示。既然發動機怠速正常,說明進氣管漏氣的可能性不大。測量燃油系統壓力,用鉗子夾住回油管,再加速,發現燃油壓力仍然偏低而且波
動,說明不是燃油壓力調節器的故障。考慮到故障在加速時及路面顛簸時出現,說明燃油泵泵油不連續,所以重點檢查燃油系統各電接頭是否存在虛接現象。用萬用表測量電動燃油泵的棕色線頭與發動機機體之間的電阻為80kΩ,用手拉動一下線頭,電阻值又變為0,說明故障是由電動燃油泵的搭鐵線接觸不實引起的,經過擰緊電動燃油泵搭鐵線的緊固螺釘後,故障排除。
分析原因,在電動燃油泵搭鐵線接觸不牢靠的情況下,怠速時由於發動機運轉比較平穩,機體的振動不很劇烈,搭鐵線尚能與機體接觸,所以怠速時電動燃油泵基本上能夠正常工作。但是在加速狀態下,或者路面顛簸時,發動機的振動加大,燃油泵搭鐵線與機體的連線處於不穩定的狀態,即出現虛接現象,導致燃
油泵的端電壓降低,進而使燃油壓力下降。於是燃油泵有時工作正常有時工作不正常,最終導致車輛加速時前後竄動。
汽車電路中的搭鐵線可以說是汽車電氣的“生命線”,它最主要的故障就是接觸不良,或搭鐵點鏽蝕。汽車上有幾十個搭鐵點,當汽車出現電氣系統故障時,我們首先就應該檢查相應系統的搭鐵點是否良好,這樣我們在排除故障時就可以少走彎路。作為車主,我們在日常維護車輛時,也要注意搭鐵線是否鬆動、鏽蝕等,如有要及時處理,避免因搭鐵不良而引發更大的故障。