车辆搭铁线布置位置对整车电气设备的影响

高玉振，王龙波，卢生林，乔华，夏云

(1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖 241009；2.宁波汽车零部件检测有限公司，浙江宁波 315104)

车辆搭铁线布置位置对整车电气设备的影响

高玉振1，王龙波1，卢生林1，乔华1，夏云2

(1.奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖 241009；2.宁波汽车零部件检测有限公司，浙江宁波 315104)

依据在正常环境下不同使用，车辆电子电器与搭铁线的设计位置及装配对车辆性能的影响，具体分析了整车搭铁不良对车辆某些电器性能的影响，为后续车辆电器搭铁线设计和性能改善提供依据。

车辆电器；车辆搭铁位置

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

在车辆上，通常将蓄电池负极与车身的金属部分相连接，车辆上的负极导线通常称为车辆搭铁线。它主要由车辆电瓶负极、连接导线、车身搭铁点三部分构成。因为车辆的特殊性，车辆电器、电路要承受震动、高温、潮湿等恶劣工况，所以造成搭铁不良的原因多是：电瓶极柱接触不良、搭铁导线电阻太大、导线和车身连接点接触不良等。

搭铁线在车辆电路中起着重要的作用，因此搭铁状态的好坏对车辆的电子电气工作情况起到关键作用。车辆电路一般是采用双源、低压、直流、负极搭铁的工作模式，搭铁是以车身的可导电部分作为电源负极的公共点。这样的好处是节省材料，工作可靠性好。在车辆上搭铁线是构成电路回路的一部分，车辆电路实行单线制的并联电路，在局部仍然有串联、并联与混联电路。各种电器的回路线不都是直接到蓄电池负极的，而是通过车辆本身的金属机体间接地回到蓄电池负极。在车辆上采用将蓄电池负极与车身的金属部分相连接，因此车辆上的负极导线通常称为搭铁线。

1 搭铁线连接不良对车辆电器的影响

搭铁线虽然看起来比电源线少得多，但却有着重要功用，因为车辆是运动的交通工具，在各种环境路况下行驶，通常容易出现搭铁不良或者搭铁线断路，轻则影响车辆功能的正常使用，重则使车辆无法工作。

(1)发动机无法点火

蓄电池与车体的主搭线，一般连接在车辆的车架上，要求连接得很好。发动机点火时，启动机瞬间功率达到十几个千瓦，需要很大的电流电压。所以一般设计蓄电池与起动机有一根单独搭铁线，来保证起动机的正常工作。如果启动机搭铁不好，会使启动机转动无力，无法达到发动机点火要求的转速。

(2)发动机工作异常

随着发动机技术的发展，发动机有各种各样的电子电气附件，有发电机、起动机、点火线圈、燃油泵及各种各样的传感器。汽车发动机是通过悬置的橡胶垫支架安装在车辆的车身上，固定发动机和变速箱总成以达到减少振动的效果。发动机与车身搭铁线连接不好，发动机的电子电气附件就不能正常工作。比如点火线圈工作不正常，火花塞就不能点强有力的火花，火花塞没有强有力的火花，发动机的动力就会严重下降，更严重者将使得发动机无法正常运转。

(3)车辆各控制系统工作异常

发动机控制单元ECU、制动ABS、电子助力EPS、车身控制器BCM等弱电设备对整车性能及安全影响较大，且易受其他用电设备干扰，所以要求这些元件及其传感器的搭铁最好独立，搭铁点最好是在离传感器较近的位置，以保证信号的真实传递。对于安全气囊系统，它的搭铁点不仅要单设，而且为了确保其安全可靠，基本采用复式搭铁，其目的是其中一处搭铁失效，系统可以通过另一搭铁点搭铁，确保系统安全工作。

2 搭铁线布置位置对整车电气设备的影响

2.1 案例分析

故障现象：客户反应车辆在使用过程中蓄电池外壳爆裂，见图1。

故障检修：顾客反馈高速行驶中电池爆裂，到维修站后更换同型号蓄电池，更换同型号发电机，清洗蓄电池接线柱和线束接头，继续行驶200 km后蓄电池再次爆裂。连续更换3次蓄电池，更换同型号发电机，故障没有消除。再次更换发电机和蓄电池，使用万用表分别测量发电机的输出端电压和整车用电设备的电压，见表1。

表1 故障车辆发电机输出端电压和整车用电设备的电压 V

如表1所示：两者电压不同。由于电压降明显，于是检查车身主搭铁线(见图2)与各用电器搭铁点，检查发现：蓄电池和起动机搭铁线正常，蓄电池与车身的连接主线处锈蚀，见图3。拆下处理锈迹后重新安装，车辆正常行驶后，蓄电池和整车电气设备工作正常，故障解决。

2.2 原理分析

根据蓄电池充电时电化学方程式：

充电过程中，正、负极板上的有效物质逐渐恢复，到充电结束，PbSO4绝大部分反应为PbO2和海绵状纯Pb。

如果发电机继续向蓄电池内充电，这时候就要引起水的分解，正极放出O2，负极放出H2，方程式如下：

蓄电池内就会产生大量的气体，大量的气体不能及时排出，压力达到一定时蓄电池外壳承受不了就会发生爆裂。

如果发电机的输出电压不能控制在规定范围内，其后果就是，蓄电池充电结束后将开始电解水，在蓄电池内部产生大量气体。而保持发电机电压在设计范围内并使其保持恒定，是发电机电压调节器的作用。

发电机是通过皮带直接连接在车辆发动机上的，车辆发动机的转速不是固定不变的，所以这就需要发电机调节器通过控制励磁来控制发电机输出电压保持恒定。这样既可以防止电压过高而对蓄电池过量充电或损坏车辆用电设备，也可以防止发电机电压过低导致蓄电池馈电或使用电设备工作失常，见图4。

如果发电机电压调节器出现故障，那么发电机电压将不能保持恒定，而在此例故障中，发电机电压调节器接受到的信号——整车电器设备电压是偏低的，从而导致了发电机不停地对蓄电池进行充电，蓄电池充满后，继续不停地电解水，气体越积越多，最终引起蓄电池外壳爆裂。

拆检发电机电压调节器，发现电压调节器的搭铁线出现锈蚀，与车身搭铁不良，导致了电压信号接收异常。更换搭铁线、清洁车身搭铁点后，故障排除。

2.3 搭铁线布置位置优化

上述故障是主搭铁线与车身连接处锈蚀导致线路电阻增大，连接点布置在车身下端，容易受到雨水等侵蚀。在车辆上，搭铁线是构成电路回路的一部分，如果搭铁线有接触不良故障时，就相当于在电路中串联了一个电阻，就有可能出现电压及信号失准、连接线端子锈蚀及松动、电气设备导电不良等几种情况。通常这种情况都能通过目视或测试电阻检查发现故障点。设计时车身搭铁连接线多点布置更有利于整车电气设备的工作可靠性。图5—6是车身搭铁线布置较合理的位置，不易受到灰尘和雨水的侵袭，也便于维护检查。

3 结论

搭铁线在车辆电路中所占比例虽然较少，但却起着重要功用。搭铁线位置的布置非常重要，因为车辆是运动的交通工具，使用环境非常恶劣，搭铁点如果经常和水接触，锈蚀后就会造成电阻变大、接触不良，严重者甚至线路断路。因此，在车辆设计之初，就要综合考虑搭铁线位置，并要经常注意检查各搭铁点，保证电气设备正常工作。

【1】 李智杰.论车辆电路搭铁不良的故障及检修技巧[J].农业装备与车辆工程,2009(5):57-59.

【2】 马登良.车辆搭铁线路故障诊断与处理[J].车辆运用，2007(4):49-50．

【3】 肖军.车辆电器线路搭铁不良的故障及其诊断[J].天津汽车，2007(1):36 -37．

【4】 张冠群.汽车搭铁不良的故障诊断与排除[J].轻型汽车技术，2006(12)：78-80.

【5】 刘春晖，王云.都是搭铁不良惹的祸[J].汽车电器，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，助理工程师，从事汽车可靠耐久及性能开发相关工作。E-mail：gaoyuzhen@mychery.com。