模擬線路間歇性短路的試驗方法

莊亦重，楊 卓，宋宏貴

（東風汽車有限公司 東風商用車技術中心，武漢 430056）

2010年國內重卡累計銷售101.74萬輛，同比增長59.93%，其中半掛牽引車累計銷售35.46萬輛，同比增長67.98%，半掛牽引車逐漸成為重卡市場的主流車型。半掛牽引車領域的可靠性、舒適性、智能化也逐漸成為市場差異化競爭的亮點。通過售后市場反饋統計，某系列車型的閃光單元偶爾出現燒蝕現象，影響到整車及產品零部件的信譽。

1 失效狀態

現場調查，閃光單元管腳之間及內部電路沒有短路情況，主車原裝線束無短接、露線頭情況。用戶改裝掛車線束有絕緣層破損、露銅現象。閃光單元負載對應的20 A保險之前也更換過，推斷前期車輛保險損壞過。后組合燈、側轉向燈均采用LED燈負載。

現場分析，由于短時間內負載大電流流過閃光單元的負載電流取樣電阻康銅絲處，過熱引起線束燒損，閃光單元為燒損冒煙源頭。

現場調查，閃光單元對應的20 A保險燒蝕故障之前曾更換過，推斷前期此回路曾出現過短路或過載現象；閃光單元外部管腳之間沒有短路現象，主車原裝線束無短接、露線頭現象；用戶改裝掛車線束有絕緣層破損及露銅現象，露銅處與車架地未直接接觸，但有觸碰可能；后組合燈、側轉向燈采用LED燈，負載正常、完好。

現場分析結論，掛車線束絕緣層破損處與車架地搭鐵時，閃光單元輸出短路，由于閃光單元內部電流取樣電阻康銅絲的限流作用，使起短路保護作用的20 A保險未能及時熔斷，持續的大電流導致康銅絲、線束過熱引起燒損。

2 問題分析

閃光單元外部管腳正常，主車原裝線束、燈具正常，可排除由于閃光單元接插件、主車負載故障而導致閃光單元燒毀。

用戶加裝燈沒有超過額定負載且狀態正常，可排除燈具原因。

現場分析認為客戶改裝掛車線束出現搭鐵造成短路，從而導致閃光單元燒毀，這一判斷是基于閃光單元內部取樣電阻的作用導致20 A保險不能及時熔斷的前提。如果20 A保險及時熔斷，那么閃光單元沒有燒毀持續的電源供給卻燒毀的原因仍需進一步分析。針對上述故障，采用實際電路進行試驗及分析。

3 試驗與數據分析

3.1 模擬試驗

搭建整套閃光單元仿真工作環境。

1）樣品為3735015-C0100閃光單元總成；

2） 轉向燈負載，主車：3×21 W，掛車 3×21 W；

3）2個12、V165 Ah蓄電池供電；

4）20 A保險；

5）電磁式電源總開關。

通過多次試驗得到：在未接20 A保險，負載短路情況下，閃光單元總成里的康銅絲將發熱、發紅、起火；但在接入20 A保險后，負載出現短路時，保險立即熔斷，不會出現長時間的短路。

以上試驗證實了在負載線束持續搭鐵、短路時，保護閃光單元的20 A保險可以及時熔斷，不會導致閃光單元燒損。

假設磨損露銅處是虛搭情況，由于在車輛行駛過程中產生的振動，使虛搭處的短路時通時斷，從而造成保險沒斷、而康銅絲又發熱起火。針對以上假設進行試驗分析。

3.2 模擬車輛車架震動狀態下裸露線束與車架發生短路

測試原理圖見圖1。

模擬車輛車架震動狀態下裸露線束與車架發生短路。供電電源使用蓄電池供電（28 V），直流穩壓電源1個，電磁式電源總開關1個，固態繼電器1個，大功率觸點繼電器1個，負載燈泡3個，FLUKE熱像儀。通過信號發生器發出PWM波信號，采用固態繼電器增加驅動能力，控制大功率繼電器（機械觸點式）通斷頻率，由于信號發生器輸出PWM波幅值為5 V，且驅動電流僅為mA級，無法驅動機械式繼電器觸點吸合，所以在信號發生器與機械繼電器之間安裝電子式固態繼電器。通過信號發生器控制大功率繼電器（機械觸點式）通斷頻率，實現閃光單元掛車轉向燈輸出線與車架周期性短路，調節PWM波信號的頻率及占空比，模擬車輛行駛過程中不斷振動引起的短路周期。

通過多次試驗得到：PWM波在頻率10 Hz、占空比為20%～40%之間時，20 A保險不會熔斷，閃光單元可持續供電，但此時的康銅絲會發熱、發紅以至起火。

4 結論

閃光單元燒蝕是在車輛行駛過程中，由于不平路面引起的車身隨機振動及發動機引起的正弦振動，致使客戶私接線束某處磨損露銅，與車架出現周期性間歇短路現象。此種短路現象在某些條件下，不能使相應的保險熔斷，保險失去短路保護作用，從而導致閃光單元內康銅絲過熱、點燃外殼、引起明火，造成閃光單元及線束燒毀。

［1］傅軍，王茜，江浩，等.半掛牽引車市場發展前景分析［J］.商用汽車，2011，（11）:69-71.