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第一章 汽車電氣系統實用維修技能與技巧

第一節 汽車電路的搭鐵及維護

一、汽車電路搭鐵的作用及分類

1.電路搭鐵

汽車上的電氣系統絕大多數采用單線制,利用不長的搭鐵線與汽車車架連接,作為系統的回路線,因此搭鐵及搭鐵線是汽車電氣系統的重要組成部分。例如蓄電池的兩極分別引出正極線和負極線,正極線接在起動機的電磁開關上,作為電源的火線;負極線連接于車架,作為蓄電池的搭鐵線。

為了減小振動,汽車各總成在車架上安裝時,通常采用各類墊塊或墊片。因為橡膠墊導電不良,所以汽車安裝有多條搭鐵線。這就是說,在整個汽車電氣系統中,只有車身才是真正的搭鐵端,發動機、變速器等都要通過搭鐵線與車身連接起來,才能形成有效的回路。如果不注意搭鐵線的檢查和清潔,很容易引起電路搭鐵不良。

2.電路搭鐵的作用

電路搭鐵和采用單線制有以下作用:

1)能夠節省材料(銅線、塑料等),簡化電路,同時有利于安裝和檢修。

2)為用電設備和傳感器信號的發送提供一條簡潔的回路,并且形成與電壓測量有關的參考點。

3)良好的搭鐵是抑制汽車電磁干擾的主要措施之一。

3.電路搭鐵不良的實質

電路搭鐵不良的實質,是相當于在電路中串聯了一個電阻,產生了或大或小的電壓降,造成用電器的輸入電壓降低,嚴重時形成斷路,從而引發意想不到的故障。許多看起來似乎毫無關聯的故障現象,其實就是由于搭鐵不良引起的。例如傳感器的信號輸出值高于正常范圍或者一直不變,起動機、前照燈、風扇電動機等大功率負載的性能不良,都可能是電路搭鐵不良的征兆。另外,汽車上的電子控制系統傳遞的是數字信號或高精度的模擬信號,電路搭鐵不良可能使信號失真,因此這類故障具有很大的隱蔽性。

4.電路搭鐵的類型

電路搭鐵有以下類型:

1)電源搭鐵:指各用電器或負載工作時完成電流回路的搭鐵,根據負載類型可分為感性負載搭鐵、阻性負載搭鐵。

2)保護搭鐵:指用以實現精密用電器過電壓保護的搭鐵以及靜電保護的搭鐵。

3)信號搭鐵:指各種電子電路的一個基準電位點,其作用是保證電路有一個統一的基準電位,不至于浮動而引起信號誤差,有時也可以稱作基準搭鐵。根據信號的類型可分為模擬信號搭鐵、數字信號搭鐵。

4)屏蔽搭鐵:指為防止電磁感應而對視、音頻線進行屏蔽的金屬外皮,電子設備的金屬外殼或屏蔽罩,它是一種防護性措施。在所有搭鐵中,屏蔽搭鐵最復雜,因為屏蔽本身既可防外界干擾,又可能通過它對外界構成干擾。

在汽車搭鐵設計中,一般又把搭鐵廣義地分為干凈搭鐵和干擾搭鐵。干凈搭鐵一般指信號搭鐵,以及對干擾敏感、容易受外界干擾的搭鐵;干擾搭鐵一般指電動機類、電感類、周期變化、大電流的搭鐵。通常在進行搭鐵設計時要保證把干凈搭鐵與干擾搭鐵分開。

技巧點撥:搭鐵線在汽車電路中起著重要的作用。總體來說,一是要形成良好的電氣回路,二是要保證信號傳遞的完整性。根據其功能和用途不同一般分為電源搭鐵、保護搭鐵、信號搭鐵和屏蔽搭鐵。

二、汽車電路搭鐵的形式及正確選擇

1.搭鐵形式

汽車電氣系統的搭鐵形式可分為以下三種:

1)單點串聯搭鐵:指多個用電器的搭鐵端像魚骨一樣依次接入同一個搭鐵回路并最終集成一點搭鐵。此形式易使各搭鐵點電位產生偏差,并容易產生共阻抗耦合;因為其電阻非常小且布線容易,所以在簡單的搭鐵系統中應用較多,如圖1-1所示。

圖1-1 單點串聯搭鐵示意圖

2)單點并聯搭鐵:指多個用電器的搭鐵端同時匯集到一個搭鐵點組成一個搭鐵回路。此形式中各電路的搭鐵電位只與本電路的搭鐵電流和搭鐵線阻抗有關,各點間的電位差較平衡,可獲得較好的低頻搭鐵,但這種連接方式需要很多根搭鐵線,布線較繁雜,如圖1-2所示。

3)多點搭鐵:指各用電器各自單獨形成搭鐵回路并單獨與搭鐵相連,這樣就會存在多個搭鐵點。此形式主要是讓線束長度盡量短,以使引線電感最小化,減少射頻電流返回路徑的阻抗,如圖1-3所示。

圖1-2 單點并聯搭鐵示意圖

圖1-3 多點搭鐵示意圖

2.搭鐵形式的選擇

信號頻率低于1MHz的用電器的搭鐵,優先選單點搭鐵;信號頻率大于10MHz時,搭鐵線阻抗變得很大,此時應盡量降低搭鐵線阻抗,應就近多點搭鐵;信號頻率介于1~10MHz,只有最長搭鐵引線小于波長的1/20時才可采用單點搭鐵,其余均需多點搭鐵。

汽車電氣系統中,除了遙控器、收音機、TV等部件的晶振等存在高頻信號,其余都是低頻信號,因此在汽車搭鐵設計中主要采用單點搭鐵。而根據用電器種類、負載特性、線束的布置需求又將單點串聯和單點并聯組合起來使用,如圖1-4所示。

畢竟車體并非理想的搭鐵,因此設計一些敏感電路、敏感信號或有特殊要求的搭鐵時常常把搭鐵線直接接到蓄電池負極以保證搭鐵線的可靠穩定。

此外,雙絞線、屏蔽線搭鐵如處理不當會造成EMC相關問題。在實際接線過程中一般雙絞線不進行二次搭鐵,如圖1-5、圖1-6所示,屏蔽線一般要采用面搭鐵而非點搭鐵。

圖1-4 混合搭鐵示意圖

圖1-5 雙絞線搭鐵示意圖

圖1-6 屏蔽線搭鐵示意圖

技巧點撥:汽車電器的搭鐵可以分為多種形式,可以根據不同的需要在汽車電路中選擇不同的搭鐵形式。

三、汽車電路中搭鐵點布置原則

汽車電路中搭鐵點布置原則的簡要描述如下:

1)無線電、弱信號傳感器、精密器件等為避免干擾,應單獨就近搭鐵,以保證信號的真實傳遞。

2)發動機ECU、ABS裝置等對整車性能及安全影響大且易受其他用電設備干擾的電子控制信號,必須單獨搭鐵。

3)對于安全氣囊系統,搭鐵不僅單設,為確保其安全可靠,最好采用復式搭鐵。

4)蓄電池負極、發電機、變速器的電線截面較大,因此一定要控制好線長及走向,減小電壓降。為增加安全性,一般發電機、起動機要單獨連到蓄電池負極搭鐵。

5)搭鐵線連接端子最好采用表面鍍層的銅件,裸銅端子與鋁殼體直接搭接易產生氧化層。

6)根據具體情況布置相互組合共用搭鐵點,搭鐵點數量不宜過少,一般為6~10個。要就近搭鐵便于安裝、維護;避免搭鐵線過長,造成不必要的電壓降;信號搭鐵和功率搭鐵必須分開對待。某車搭鐵布置見圖1-7(圖中GP表示搭鐵點)。

圖1-7 某車的搭鐵布置

技巧點撥:搭鐵點的布置在汽車線束設計中尤為重要,否則會影響電器正常工作,導致車輛故障。

四、蓄電池搭鐵線的正確維護

在機動車單線制電路中,搭鐵線是構成回路不可缺少的組成部分,它將蓄電池的一個電極與車架、發動機與車架、駕駛室與車架等連接起來,使全車各用電設備與電源相連,圖1-8所示為別克轎車車身搭鐵點G200。搭鐵線的連接質量直接影響著全車用電設備的使用效果,不少人常常忽視對搭鐵線的檢查維護。

由于搭鐵線裸露在外,容易受到車輛顛簸、泥水侵蝕及外溢的電解液腐蝕的影響,造成搭鐵線兩端連接松動、氧化、銹蝕、污損,使接觸電阻增大,導電不良,影響電氣設備正常工作,圖1-9所示為生銹的搭鐵線。例如,駕駛室與車架之間搭鐵不良,會使各類照明燈、信號燈、儀表燈亮度不足,刮水器轉速降低或轉不動;發動機與車架之間搭鐵不良,則在起動時,起動機中的起動電流有可能通過調節器與發電機之間的搭鐵線構成回路,將該搭鐵線燒毀;蓄電池與車架搭鐵不良,則導致起動機工作無力或不能工作,同時全車各電氣設備因工作電壓下降,導致工作失常或引發其他故障。

因此,在使用保養中應經常檢查搭鐵線有無松動,接頭和搭鐵處有無銹蝕、污物,并及時清除。對于搭鐵線接頭處的白色、黃色或綠色的糊狀物(主要是硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸銅等物),可先用開水沖洗,擦干后用細砂紙打磨,并重新接好、擰緊,最后在接頭處涂一層凡士林或潤滑脂進行保護;接頭腐蝕嚴重、搭鐵線長度不夠時,應及時予以更換。

圖1-8 別克轎車車身搭鐵點G200

圖1-9 生銹的搭鐵線

技巧點撥:汽車搭鐵線維護的原則是檢查、清理、打磨、防銹、緊固、更換。

五、汽車搭鐵線的故障診斷

導線將蓄電池、熔斷器、開關、用電設備、汽車金屬殼體等部件連接成閉合回路,使得用電設備能夠正常工作。但由于各種原因導致的不正常搭鐵,要么用電設備不能構成閉合回路,要么引發火災,危害極大。

由于汽車上有大量的金屬殼體,理論上不需要專用搭鐵線,采用單火線就能形成工作回路。但是,為了使重要系統工作更加可靠,在汽車電子控制單元(ECU)等裝置上均設置了專用搭鐵線。

搭鐵有正常搭鐵和非正常搭鐵兩種,在日常維修工作中,查找搭鐵不良故障一般都要耗費大量時間。

1.搭鐵線的分類

(1)主搭鐵線

從理論上講,汽車金屬外殼是汽車電路總的負極線,即由蓄電池正極、熔斷器、開關、工作裝置、汽車金屬外殼、蓄電池負極構成閉合回路,因而無須設置專用的負極搭鐵線,即汽車上采用負極搭鐵的單火線制。

但是,對于電子線路來說,很多是數字信號電路及高精度的模擬信號電路,如果搭鐵線有接觸不良的現象,就相當于在電路中串聯了一個接觸電阻,從而可能使高精度的信號值失真。因此,只有非常良好的搭鐵線才能達到使用要求。在很多含有電子設備的線路中,人們有意識地加裝了少量非常好的搭鐵線(即主搭鐵線),并且在搭鐵線的兩端還使用了特殊形狀的搭鐵線連接端子、墊片和緊固螺釘,對部件的線路也給予特殊的考慮。

汽車上的主搭鐵線是構成電路回路的一部分,而且絕大部分電器元件就靠僅有的一兩根主搭鐵線來傳遞電流(圖1-10)。如果主搭鐵線出現故障,將影響很多線路,而不只是一條線路工作不正常。因此,維修人員在進行故障診斷時必須考慮主搭鐵線故障,以免瞎猜亂測,或者無謂地更換一些價格昂貴的電器元件。

(2)備用搭鐵線

備用搭鐵線是指在已有主搭鐵線的電路中設置的第二甚至第三條搭鐵線。備用搭鐵線是基于安全性能方面的考慮而設置的,最簡單的例子是ECU控制電路(圖1-11)。其附加搭鐵線不僅是備用搭鐵線,而且還可以改善某些具有復雜電子電路部件的搭鐵狀況。也就是說,如果沒有這條看似多余的備用搭鐵線,系統雖然能勉強工作,但電路的性能會退化或者不穩定。

圖1-10 汽車上的主搭鐵線

圖1-11 汽車發動機ECU上的搭鐵線

(3)防靜電搭鐵線

汽車靜電既危害汽車上較精細的電子及無線電設備,也會危害乘員的安全。因此,為了減小汽車靜電的危害,人們在汽車上加裝了很多防靜電搭鐵導線來解決這一問題。常見的防靜電搭鐵導線主要安裝在以下部位:

1)車輪會產生大量靜電,有些汽車在燃料系統的周圍加裝了防靜電搭鐵線。這個部位的防靜電搭鐵線不易被發現,而一旦脫落很容易造成火災,應特別注意。

2)乘員袖口附近、衣物及座椅等處都會產生靜電,因此在底座內安裝有防靜電搭鐵線。

3)由于加油時在燃油箱加油口處有大量的燃油蒸氣,為了消散加油時積聚的電荷,在加油口處安裝有防靜電搭鐵線。如果加油口處的防靜電搭鐵線損壞,應先裝一條跨接線作為臨時防靜電搭鐵線,且在防靜電搭鐵線裝上之前不要將跨接線拆下。

2.搭鐵線故障的類型

斷路就是電流的通路受阻,不能形成電流回路。根據實際工作中的情況,按電流的流通狀態可以分為完全斷路和電流通道受阻(主要是接觸不良)兩種狀況。

(1)搭鐵線完全斷路

搭鐵線完全斷路包括導線斷開、連接端子銹蝕、搭鐵導線未與車身搭鐵等幾種情形。對于這類故障,其搭鐵線失去作用,嚴重時可能導致電器不能工作或較明顯的工作不良。在通常情況下,均可通過目視檢查發現故障。如果目視檢查不能發現故障,可以通過測量電阻值的方法進行確診。導線或端子與金屬外殼間的電阻值為∞時,則為搭鐵線路斷路。

(2)搭鐵線導通不良

搭鐵線導通不良主要有導線斷股、連接端子銹蝕、連接端子松動、基體導電不良等幾種情況。在通常情況下,都能通過目視檢查發現上述故障。如果目視檢查不能發現上述故障,可通過電阻值的測量查找故障部位。端子與金屬外殼間的電阻值不為0或極小值,而是有一定的電阻,則為搭鐵線路有導通不良現象。

技巧點撥:現代汽車將蓄電池負極與車身的金屬部分相連接,導線與車體相連稱為搭鐵,汽車上的負極導線被稱為搭鐵線。搭鐵線在汽車電路中起著重要的作用,搭鐵狀態的好壞是汽車電器能否正常工作的關鍵。

六、線路間不正常的搭鐵故障診斷

1.用電設備至電源端線路不正常搭鐵

用電設備至電源端線路不正常搭鐵是指在電動機、燈泡、電阻器、電磁線圈等用電器至蓄電池的線路不正常搭鐵。出現在用電設備和電路控制開關之前的不正常搭鐵如圖1-12所示,出現在用電設備之前、電路控制開關之后的不正常搭鐵如圖1-13所示。

如果在熔斷器和負載之前有不正常搭鐵,即使開關是斷開的,熔斷器保護設備也會燒壞。如果不正常搭鐵出現在電路開關之后、負載之前,熔斷器只會在開關閉合時才會燒壞。用電設備之前的線路搭鐵非常容易造成熔斷器燒毀、導線與端子發熱甚至火災,危害極大,必須立即排除。在未排除故障之前,不得重新裝上新熔斷器工作。

圖1-12 出現在用電設備和電路控制開關之前的不正常搭鐵

1—蓄電池 2—熔斷器 3—控制開關 4—燈泡

圖1-13 出現在用電設備之前、電路控制開關之后的不正常搭鐵

1—蓄電池 2—熔斷器 3—控制開關 4—燈泡

(1)故障原因分析

用電設備電源方向線路的不正常搭鐵通常是由于導線絕緣層損壞引起的。造成導線絕緣層損壞的原因有:①在安裝某些車身零件時,固定螺釘擰得太緊;②安裝品質差,導線太松,絕緣層內進入液體使其變質;③絕緣層與發動機灼熱的零件(如排氣歧管)靠得太近而被燒損,或被車身金屬的利刃割破,或與車身部件間發生摩擦而導致磨損等。

(2)故障診斷方法

大多數損壞的部位較容易看見,但也并不是所有的損壞部位都能直接看見,因為有的損壞部位可能隱藏在車門內或內飾板后面。對于不易發現的不正常搭鐵故障可用萬用表進行電壓、電阻測量,也可用測試燈和專用蜂鳴器來檢查。

如果是熔斷器燒壞了,用試燈和電壓表就不容易找到不正常搭鐵故障。為了避免發生這種情況,可以安裝一個循環斷電器(即斷開后能手動重新接通的熔斷器)來代替原來的熔斷器。為了安全起見,在檢查前甚至可以用干電池來代替汽車上的12V蓄電池作為電源,因為出現不正常搭鐵故障時通常會燒毀熔斷器,而干電池不會燒壞熔斷器。具體診斷方法如下:

1)將萬用表選擇開關調到合適量程的電壓檔,將萬用表的紅表筆接到熔斷器的負荷端,黑表筆接到車身搭鐵部位。然后從熔斷器座開始沿著線束移動手指,扭捏、抖動、搖晃線束(手每次移動的距離大約為10~20cm),當手觸到不正常搭鐵部位時,萬用表的讀數會回到零位(或者接近于零位)。

2)用測試燈或蜂鳴器測試不正常搭鐵故障,如圖1-14所示,此時需串聯一個循環斷電器作為保護元件。測試燈和喇叭相當于在電路中增加了電阻,可通過拆除電路元件和插頭來隔離不正常搭鐵點,直至找到問題所在。如果不正常搭鐵是間歇性的,采用這種方法很有效,可以每隔幾厘米移動一下測量工具,直到測試燈點亮或喇叭鳴響,說明這里就是不正常搭鐵的地方。或者將測試燈或蜂鳴器的一端接搭鐵處,另一端接熔斷器負載端子處,從熔斷器座開始沿著線束移動手指,扭捏、抖動、搖晃線束,從燈泡不亮到燈泡點亮處(或蜂鳴器不響到鳴響處)即為不正常搭鐵處。

圖1-14 用測試燈查找不正常搭鐵故障

1—蓄電池 2—不正常搭鐵開關 3—控制開關 4—燈泡

3)用自帶電源的電池測試燈、萬用表(電阻檔)來檢測線路不正常搭鐵處,如圖1-15所示。在連接電池測試燈前,應拆除燒壞的熔斷器,將蓄電池和電路負載元件斷開。如果線路存在不正常搭鐵,測試燈會點亮,萬用表讀數為0或為較小的電阻值。為了尋找不正常搭鐵點,每隔幾厘米移動一次測量工具(拉起導線或斷開可以斷開的導線),直至測試燈熄滅,此處即為不正常搭鐵處。

圖1-15 用電池測試燈查找不正常搭鐵故障

1—蓄電池 2—萬用表或電池測試燈 3—控制開關 4—燈泡

注意:當使用測試燈和電池測試燈時,不要靠近安全氣囊電路和電子控制電路,因為當電流通過測試燈時會損壞敏感電路。

4)在不接通電源的情況下,將萬用表調到電阻檔,黑表筆接搭鐵處,紅表筆接熔斷器負載端子處。從熔斷器座開始沿著線束移動手指,扭捏、抖動、搖晃線束,當電阻表的讀數由0變到∞或較大數值時,即為不正常搭鐵處。

5)如果線束的安裝較隱蔽,用上述方法不能確定不正常搭鐵部位時,則必須拆下內飾件進行檢查。很多汽車維修資料中都有汽車的布線圖。采用圖1-16所示的方法,可以幫助確定不正常搭鐵位置是否在壁板后面或地毯下面等。對位于壁板后面的線束,只要認真檢查,用不正常搭鐵檢測器就可找到與線束不正常搭鐵非常接近的部位,從而避免為了接近線束而拆掉所有壁板。

圖1-16 測量隱蔽處不正常搭鐵故障

1—蓄電池 2—循環斷電器 3—控制開關 4—燈泡

因為安裝了一個循環斷電器,當斷電器閉合時,電流第一次通過電路時會在電線周圍產生磁場。如果不正常搭鐵使斷路開關打開,該磁場就會消失。如果斷電器自動重置,這種循環就會持續重復。將羅盤或量表放在電線上方,在磁場的作用下指針會快速擺動,直至靜止在不正常搭鐵的位置。在不正常搭鐵點后面沒有電流通過,指針就不會擺動。采用這種方法即使電線被車體覆蓋也很有效。

2.用電設備之后線路不正常搭鐵

如果不正常搭鐵出現在負載之后、控制開關之前(圖1-17),那么電路一直有負載,這種類型的不正常搭鐵不會將熔斷器燒壞,但會使蓄電池虧電。

圖1-17 出現在負載之后、控制開關之前的不正常搭鐵

1—蓄電池 2—熔斷器 3—警告燈 4—控制開關

在用電設備之后的線路中出現不正常搭鐵時,其故障的診斷與檢修比較麻煩。因為很多用電器都在搭鐵端用開關控制,如果不正常搭鐵點在手動開關或其他控制開關之前,甚至是開關本身不正常搭鐵,駕駛人將不能斷開用電器。

用電器不能斷開時,一般應從用電器開始進行診斷。先斷開用電器的搭鐵線路,如果線路斷路(如燈泡熄滅或電動機停轉),說明問題出在線路的搭鐵端。然后可對照電路圖沿著電路一次檢查一個連接點,直到找到不正常搭鐵處。可以用電阻表或電池測試燈等檢查其是否為不正常搭鐵。如果開關在斷開位置電路仍然是導通的,則說明開關不正常搭鐵,應予以更換。

在實際維修中,為了節約時間,特殊情況下可采用跨接布線法,即在可以確定哪根導線出了故障時,將這根導線兩端斷開,在兩個相應端頭間接一根新導線,將其敷設在配線的外面。但要注意,敷設的線路必須在無保護的條件下能夠避免損壞,這樣做只是繞過了故障部位,而不是維修了這個部位。例如,車身螺釘穿透了配線,而且仍然在原來的位置上,很有可能其他線路也被損壞,不久就可能引起故障,因此必須根據情況決定是否進行更徹底的修理。

技巧點撥:線路間不正常搭鐵故障包括用電設備至電源端線路不正常搭鐵(電壓搭鐵)和用電設備至搭鐵線路不正常搭鐵兩種。

七、電路搭鐵不良故障的主要特征

由電路搭鐵不良引起的形形色色的汽車故障,大致具有以下幾個特征。

1.起動困難

在汽車起動系統電路中,包含有蓄電池負極與車架之間的搭鐵線以及起動機磁場線圈接線柱搭鐵線,若這些部位接觸不良,會明顯影響發動機的起動性能。

如一輛富康1.6L電噴轎車,已經行駛4萬km,將點火開關轉至起動檔,起動機沒有反應。將變速桿掛入1檔,可以推車起動。檢查蓄電池的電壓,正常。拆下起動機試驗,運轉良好。最后發現是蓄電池的負極電纜搭鐵處銹蝕。

由于起動機的起動電流高達100A以上,若蓄電池的負極電纜搭鐵不良,會在搭鐵處形成很大的接觸電阻,導致電壓降增加。這一接觸電阻與起動機電樞繞組串聯并“分壓”,起動時分配到電樞繞組上的電壓降低,流到起動機的電流減小,因此起動機運轉無力,不能產生足夠大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起動機不能轉動。

2.儀表指示反常

一輛奔馳129型轎車,車主抱怨發動機的冷卻液溫度太高。經過檢查,發現用故障診斷儀讀出的發動機冷卻液溫度與冷卻液溫度表顯示的冷卻液溫度相差20℃。發動機ECU檢測的冷卻液溫度數值與發動機的實際冷卻液溫度基本相符,因此懷疑冷卻液溫度表的傳感器有問題,測量其電阻值,正常。檢查其線路和搭鐵,也無異常,更換冷卻液溫度表無濟于事。最后,發現發動機的搭鐵線與車身的連接處有腐蝕現象,將搭鐵處用砂紙打磨干凈后,故障排除。

分析這一故障的形成原因,是由于冷卻液溫度表傳感器的搭鐵線接在發動機上,冷卻液溫度表反映的實際上是冷卻液溫度傳感器與蓄電池負極之間的電阻值。因此發動機本身搭鐵不良造成冷卻液溫度傳感器的電勢堆積,所以感應出來的電阻值比較高,導致冷卻液溫度表指示反常。另外,若儀表板穩壓器的電阻絲搭鐵不良,穩壓器將不能正常工作,當輸出電壓和輸入電壓相等時,會出現冷卻液溫度表及燃油表同時指示最大刻度的現象。

3.故障時有時無

一輛桑塔納時代超人轎車,行駛中無規律熄火,熄火后有時能起動,有時不能起動,有時等待半小時左右才能起動。連接油壓表和K81解碼器檢查,發現當發動機突然熄火時油壓表指示正常(250kPa),同時ECU反映的蓄電池電壓值突然跳動一下,于是懷疑系統搭鐵不良。測量發動機殼體與蓄電池負極間的電位差為0.02V,起動機運轉時的電位差為0.7V,可見起動時在搭鐵處消耗了較大的電流,導致起動電流減小,因此發動機不能順利起動。拆開發動機殼體到車身左側的搭鐵線,發現搭鐵處表面有幾個銹斑。由于搭鐵處接觸狀態不穩定,而且電阻較大,ECU在起動時因供電不足而無法實施正常控制。用砂紙打磨搭鐵處的銹斑后,故障排除。

4.產生異常火花

一輛BJ2020S型越野車,更換新起動機以后,接通點火開關,只聽到“嗒嗒”的電磁開關吸合聲,起動機卻不旋轉。拆開起動機的防塵套并接通點火開關檢查,在起動機撥叉處看到強烈的電火花。原來,起動機出廠時,其外部涂有一層防止銹蝕的保護油漆,正是這層較厚的油漆使起動機與發動機的接合處接觸不實,即造成起動機搭鐵不良。當把起動機前端與飛輪殼接觸部位的黑油漆清除干凈,使其露出金屬表面后,故障排除。

有的奇瑞QQ轎車在松開離合器踏板時有電火花產生,而且燃油表指針來回擺動。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,無法形成正常回路,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。

另外,在搖車時,如果在手搖柄與保險杠之間出現火花,大多數是發動機與車架之間的搭鐵銅帶線松動引起的。這種情況往往發生在汽車大修(尤其是噴漆)后,主要原因是未清除搭鐵處的防銹油漆以及搭鐵處固定不牢靠。

5.加速時車輛前后竄動

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,加速時車輛前后竄動,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,因此重點檢查燃油系統各電路插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O,說明故障是由電動燃油泵的搭鐵線接觸不實引起的,擰緊電動燃油泵搭鐵線的緊固螺釘后,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,因此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接處于不穩定的狀態,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。于是,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后竄動。

6.故障出現在劇烈碰撞之后

汽車經過劇烈碰撞以后,往往引起車架變形,或者插接器松動。另一方面,許多轎車的蓄電池安裝在發動機旁或者座椅下面,與電控單元、電器插頭等靠得很近,一旦蓄電池的電解液溢出,很容易對周邊電器設備及搭鐵點造成腐蝕。

技巧點撥:電路搭鐵不良的主要特征有起動困難、儀表指示反常、故障時有時無、產生異常火花、加速時車輛前后竄動以及故障出現在劇烈碰撞之后等多個方面,其中任一方面的特征出現,都可以說明某一部分電路出現搭鐵不良。

八、電路搭鐵不良的預防措施

對于電路搭鐵不良的預防措施如下:

1)為了確保起動機有足夠的電壓和電流,可以采用重復搭鐵的方式,即用一根粗搭鐵線,一端連接在起動機附近的車架上,另一端連接在起動機下的固定螺柱上,目的是減小搭鐵回路的電阻,防止因起動機的固定架、固定螺柱等處接觸不良引起電壓降增大。在維修中如果拆下了某根搭鐵線,必須裝復原位。

2)建議不使用高壓水沖洗汽車,否則很容易在搭鐵處形成氧化和腐蝕。

3)對于確認搭鐵不良的部位,先用細砂紙打磨,將油漆或銹蝕物清理干凈,然后涂上專用的導電膠,最后擰緊固定螺栓或者插好插接器。

技巧點撥:對于搭鐵不良要重在預防,盡量使車輛行駛在良好環境,及時對相關部位進行保養和維護。

九、汽車電路搭鐵不良的危害及故障排查

1.汽車電路搭鐵不良的危害

搭鐵線雖然是汽車電氣系統中一種不起眼的零件,但是它在電氣系統中所起的作用卻非同一般。就是這根小小的搭鐵線,常常引發意想不到的故障,甚至導致汽車重大損壞事故。

凡是有用電設備的地方都有搭鐵線。如果沒有搭鐵線,或者搭鐵不良(電阻過大),將使電路斷開,電器設備就無法工作。如果汽車出現線束燒毀、同時不能起動,看到不正常火花,充電電流過小,起動機運轉無力等故障時,應該首先對相關的搭鐵線進行檢查,這樣往往能收到事半功倍的效果。

搭鐵線接觸不良是汽車電氣起火的重要成因之一。導線接觸不良的實質,是線芯與接頭之間、接頭與電器之間接觸面上存在雜質或氧化膜,致使接觸電阻過大,當電流通過時局部溫度升高,而高溫又促使氧化膜增厚,如此互為因果引起的熱量聚積,足以熔化導線及其絕緣層,從而引起電氣起火。如果接觸處不嚴密而存在空隙,則電流通過時會產生火花甚至電弧,局部溫度相當高,引起電氣起火的危險性更大。

2.汽車電路搭鐵不良故障排查

1)起動機運轉以后,若蓄電池的搭鐵線溫度過高,搭鐵處用手觸摸甚至感覺到發燙,說明蓄電池的搭鐵線接觸不良。

2)對于已經使用多年的老舊汽車,其搭鐵部位都不同程度地存在氧化或者腐蝕。如果新車在制造廠或經銷商的露天停車場存放了很長時間,也容易發生搭鐵不良的現象。可以在不帶電的情況下測量搭鐵點的電阻值,即用萬用表的一根表筆可靠地連接搭鐵線,另一根表筆與車身金屬部分相連接,測量其間的電阻,若存在電阻,說明搭鐵不良。

3)采用模擬振動法檢查。對于可疑的部位,可以在垂直方向和水平方向輕輕擺動搭鐵線,模擬汽車行駛時的振動狀態,同時觀察相關部件的反應,檢查搭鐵線是否有虛焊、松動、接觸不良或者導線斷裂等現象。如果挪動某一搭鐵線時故障再現或者故障消失,說明搭鐵不良的地方就在此處。

4)測量電壓降。在電路處于通電狀態下,采用萬用表測量搭鐵點的電壓降,其讀數應當盡可能低(接近0)。具體方法是:起動發動機,使用萬用表的直流電壓檔,將紅表筆接觸發電機的輸出端(圖1-18),黑表筆接觸發動機的機體,測出一個電壓值;然后將紅表筆接觸發電機的輸出端,黑表筆接觸車架的金屬部分,再測出一個電壓值。正常情況下,這兩個電壓值應該是一致的。若前者數值大,后者數值小,相差0.5V以上,說明存在0.5V以上的電壓降,它是由發動機機體與車架之間搭鐵不良引起的。

圖1-18 搭鐵點電壓降的測量

注意:檢測某點的搭鐵情況時,應該測量該點對電源正極的電壓,盡量不要測量該點對電源負極的電阻,這是因為萬用表本身具有一定的內阻,測量出的電阻值誤差較大。

5)采用試燈檢查。在使用萬用表檢測電路尤其是電源線和搭鐵線之后,最好用有負荷的試燈加以驗證,這樣可以避免“有電壓無電流”的電氣陷阱。

技巧點撥:排查汽車電路搭鐵不良故障的方法有觸摸感覺溫度的變化、測量接觸電阻、模擬振動環境使故障重現、測量搭鐵點的電壓降、采用試燈檢查是否存在“有電壓無電流”的電氣陷阱。

十、2013款凱越按喇叭不響,開前照燈時刮水器工作

故障現象 一輛2013款凱越轎車,行駛里程5萬km。客戶反映按喇叭時喇叭不響,開前照燈時燈亮但刮水器也開始工作。

故障診斷 檢查該車故障如客戶所述,更換前照燈開關后故障依舊,而且發現開左轉向燈時兩前霧燈發暗。

用萬用表測量電壓,按喇叭開關時,插接器X0的19#端子有12V電壓輸出,喇叭卻不響。難道是喇叭搭鐵線路斷路或搭鐵不良引起的?查看前照燈以及喇叭電路圖發現有個共同的搭鐵點G104如圖1-19所示。

圖1-19 2013款凱越喇叭電路

既然前照燈和喇叭有共同搭鐵點,搭鐵有故障為何只造成喇叭不工作而前照燈正常工作,且開前照燈時刮水器也同時工作?查看刮水器電路圖時發現前照燈插接器X2的6#端子和G201搭鐵點形成了回路,同時前刮水器開關也有分支過去,又和G201形成了回路。這就造成在開前照燈時刮水器也同時工作,如圖1-20所示。

圖1-20 2013款凱越燈光控制電路

那為什么開左轉向燈時霧燈會發暗呢?當開左轉向燈時,如果搭鐵點G102和G104發生斷路,那么就會造成左轉向燈無法形成回路,從而輸出的電壓在熔絲盒內流向霧燈,形成了原本并聯的霧燈電路變成串聯在轉向燈電路中,從而導致開左轉向燈時兩前霧燈發暗。

故障排除 以上分析表明搭鐵點G104和G102出現了故障。從維修手冊中找出搭鐵點分布圖,搭鐵點G102和G104在發動機艙左側。找到搭鐵點G102和G104,發現是由于車主安裝報警器時搭鐵線未緊固造成接觸不良所致。打磨并重新緊固搭鐵點后故障排除。

技巧點撥:搭鐵不良的故障比較典型的往往是多種故障現象同時出現,故障信息比較多,這種情況下我們要考慮是否是某些部位搭鐵不良,查看有沒有螺釘松動、生銹發熱等方面的現象。

十一、邁騰空調系統間歇性不制冷

故障現象 一輛2010年生產的一汽大眾邁騰轎車,因空調間歇性不制冷而送廠檢修。

故障診斷 據客戶反映,在正常行駛中使用空調時,空調系統偶爾會間隙性停機,在停機時風量不顯示,出風口不出風,需關閉空調系統5min左右再重新打開,空調系統才能恢復正常制冷。因該車裝備的是自動空調系統,用VAS5054查詢空調系統,調出了關于左側中央出風口伺服電動機短路或開路和除霜翻板電動機短路或開路2個間歇性故障碼。調節空調面板風向轉換按鈕,上部、中部、下部的風向轉換正常,說明風門電動機能正常轉換。

結合故障現象和初步檢查結果,認為導致故障的可能原因有:風門伺服電動機損壞;空調控制模塊(J255)損壞。因更換風門伺服電動機比較復雜,需拆卸儀表臺,所以維修人員就先更換了J255,路試后發現故障依舊;接著又拆卸了儀表臺更換了風門伺服電動機,但經過試車發現故障依舊存在。

看來故障并非是風門伺服電動機和J255所導致的。接著用VAS5054查詢09—中央電氣電子設備,發現儲存有間歇性故障碼:17911—發電機端子DF負載信號。難道是發電機工作不穩定,導致空調系統偶爾會停機保護?維修人員測量發電機在發動機怠速時的輸出電壓,為13.65V,正常。因上述故障為偶發性故障,所以只能更換發電機,而后清除故障碼,暫時交車給客戶。

兩天后,客戶再次回廠反映發電機發電量不足,蓄電池虧電。剛換的發電機,蓄電池怎么會虧電呢?發動機怠速時測量發電機的輸出電壓,僅為12.55V,看來確實偏低。于是又換上該車原來的發電機,測量后發現發電機的輸出電壓僅為12V左右。再次用VAS5O54查詢中央電氣電子設備,故障碼17911依舊存在,檢查發電機導線插接器端子及線束插接器,無進水或虛接的現象。測量發電機導線側插接器到J519的端子F間的黃/黑導線,導通正常。

根據蓄電池充電線路走向分析,電路走向為:蓄電池正極→起動機→主熔絲盒→發電機;負極→車身→發動機。于是一邊用萬用表測量發電機輸出電壓,一邊緊固正極和負極的連接螺栓,發現當緊固到自動變速器支架上的負極搭鐵線時,發電機的輸出電壓回升到13.75V。于是拆下搭鐵線接頭檢查,發現已經燒蝕(圖1-21)。

圖1-21 已燒蝕的自動變速器支架上的負極搭鐵線接頭

故障排除 打磨燒蝕的搭鐵線接頭表面,擰緊固定螺栓后試車,空調系統制冷恢復正常,關于發電機負載的故障碼也不再出現。

技巧點撥:該車一個月前剛在別處拆裝過發動機,大修了自動變速器。估計是在裝配自動變速器后未將搭鐵線固定螺栓緊固到規定力矩,導致發電機充電回路不通暢,蓄電池虧電,于是發動機控制單元切斷了J255的正常工作。在此提醒,當代大多數汽車都是以CAN和LIN通信的汽車,它們都需要有穩定、良好的搭鐵,這對發動機和車身電器平穩工作至關重要。

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