車輛搭鐵線布置位置對整車電氣設備的影響

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有限公司，浙江寧波 315104)

車輛搭鐵線布置位置對整車電氣設備的影響

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有限公司，浙江寧波 315104)

依據在正常環境下不同使用，車輛電子電器與搭鐵線的設計位置及裝配對車輛性能的影響，具體分析了整車搭鐵不良對車輛某些電器性能的影響，為后續車輛電器搭鐵線設計和性能改善提供依據。

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，通常將蓄電池負極與車身的金屬部分相連接，車輛上的負極導線通常稱為車輛搭鐵線。它主要由車輛電瓶負極、連接導線、車身搭鐵點三部分構成。因為車輛的特殊性，車輛電器、電路要承受震動、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、搭鐵導線電阻太大、導線和車身連接點接觸不良等。

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

1 搭鐵線連接不良對車輛電器的影響

搭鐵線雖然看起來比電源線少得多，但卻有著重要功用，因為車輛是運動的交通工具，在各種環境路況下行駛，通常容易出現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)發動機無法點火

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。發動機點火時，啟動機瞬間功率達到十幾個千瓦，需要很大的電流電壓。所以一般設計蓄電池與起動機有一根單獨搭鐵線，來保證起動機的正常工作。如果啟動機搭鐵不好，會使啟動機轉動無力，無法達到發動機點火要求的轉速。

(2)發動機工作異常

隨著發動機技術的發展，發動機有各種各樣的電子電氣附件，有發電機、起動機、點火線圈、燃油泵及各種各樣的傳感器。汽車發動機是通過懸置的橡膠墊支架安裝在車輛的車身上，固定發動機和變速箱總成以達到減少振動的效果。發動機與車身搭鐵線連接不好，發動機的電子電氣附件就不能正常工作。比如點火線圈工作不正常，火花塞就不能點強有力的火花，火花塞沒有強有力的火花，發動機的動力就會嚴重下降，更嚴重者將使得發動機無法正常運轉。

(3)車輛各控制系統工作異常

發動機控制單元ECU、制動ABS、電子助力EPS、車身控制器BCM等弱電設備對整車性能及安全影響較大，且易受其他用電設備干擾，所以要求這些元件及其傳感器的搭鐵最好獨立，搭鐵點最好是在離傳感器較近的位置，以保證信號的真實傳遞。對于安全氣囊系統，它的搭鐵點不僅要單設，而且為了確保其安全可靠，基本采用復式搭鐵，其目的是其中一處搭鐵失效，系統可以通過另一搭鐵點搭鐵，確保系統安全工作。

2 搭鐵線布置位置對整車電氣設備的影響

2.1 案例分析

故障現象：客戶反應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蓄電池，更換同型號發電機，清洗蓄電池接線柱和線束接頭，繼續行駛200 km后蓄電池再次爆裂。連續更換3次蓄電池，更換同型號發電機，故障沒有消除。再次更換發電機和蓄電池，使用萬用表分別測量發電機的輸出端電壓和整車用電設備的電壓，見表1。

表1 故障車輛發電機輸出端電壓和整車用電設備的電壓 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，檢查發現：蓄電池和起動機搭鐵線正常，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備工作正常，故障解決。

2.2 原理分析

根據蓄電池充電時電化學方程式：

充電過程中，正、負極板上的有效物質逐漸恢復，到充電結束，PbSO4絕大部分反應為PbO2和海綿狀純Pb。

如果發電機繼續向蓄電池內充電，這時候就要引起水的分解，正極放出O2，負極放出H2，方程式如下：

蓄電池內就會產生大量的氣體，大量的氣體不能及時排出，壓力達到一定時蓄電池外殼承受不了就會發生爆裂。

如果發電機的輸出電壓不能控制在規定范圍內，其后果就是，蓄電池充電結束后將開始電解水，在蓄電池內部產生大量氣體。而保持發電機電壓在設計范圍內并使其保持恒定，是發電機電壓調節器的作用。

發電機是通過皮帶直接連接在車輛發動機上的，車輛發動機的轉速不是固定不變的，所以這就需要發電機調節器通過控制勵磁來控制發電機輸出電壓保持恒定。這樣既可以防止電壓過高而對蓄電池過量充電或損壞車輛用電設備，也可以防止發電機電壓過低導致蓄電池饋電或使用電設備工作失常，見圖4。

如果發電機電壓調節器出現故障，那么發電機電壓將不能保持恒定，而在此例故障中，發電機電壓調節器接受到的信號——整車電器設備電壓是偏低的，從而導致了發電機不停地對蓄電池進行充電，蓄電池充滿后，繼續不停地電解水，氣體越積越多，最終引起蓄電池外殼爆裂。

拆檢發電機電壓調節器，發現電壓調節器的搭鐵線出現銹蝕，與車身搭鐵不良，導致了電壓信號接收異常。更換搭鐵線、清潔車身搭鐵點后，故障排除。

2.3 搭鐵線布置位置優化

上述故障是主搭鐵線與車身連接處銹蝕導致線路電阻增大，連接點布置在車身下端，容易受到雨水等侵蝕。在車輛上，搭鐵線是構成電路回路的一部分，如果搭鐵線有接觸不良故障時，就相當于在電路中串聯了一個電阻，就有可能出現電壓及信號失準、連接線端子銹蝕及松動、電氣設備導電不良等幾種情況。通常這種情況都能通過目視或測試電阻檢查發現故障點。設計時車身搭鐵連接線多點布置更有利于整車電氣設備的工作可靠性。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，也便于維護檢查。

3 結論

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，因為車輛是運動的交通工具，使用環境非常惡劣，搭鐵點如果經常和水接觸，銹蝕后就會造成電阻變大、接觸不良，嚴重者甚至線路斷路。因此，在車輛設計之初，就要綜合考慮搭鐵線位置，并要經常注意檢查各搭鐵點，保證電氣設備正常工作。

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

【2】 馬登良.車輛搭鐵線路故障診斷與處理[J].車輛運用，2007(4):49-50．

【3】 肖軍.車輛電器線路搭鐵不良的故障及其診斷[J].天津汽車，2007(1):36 -37．

【4】 張冠群.汽車搭鐵不良的故障診斷與排除[J].輕型汽車技術，2006(12)：78-80.

【5】 劉春暉，王云.都是搭鐵不良惹的禍[J].汽車電器，2009(9):45-48.

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相關工作。E-mail：gaoyuzhen@mychery.com。