汽车电路搭铁与故障诊断

杜家胜，吴成东，李创举

（江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

使用维修

汽车电路搭铁与故障诊断

杜家胜，吴成东，李创举

（江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

现代汽车采用蓄电池负极与车身的金属部分相连接的导线称为搭铁线，搭铁线就是一种电流的回流线，电源从电瓶正极出来，经过各种开关、电器执行机构、再经过一根回流线回到电瓶负极，形成一个回路，因此，搭铁在汽车电路中的作用越来越重要。文章主要介绍汽车搭铁类型及搭铁点设计方式，并对串联和并联两种搭铁方式进行详细对比，列举常见故障的特征，提出了故障分析与诊断技巧。

搭铁；方式；技巧；不良；诊断

1 搭铁的含义

汽车用电器使用直流电，采用串联、并联或者串并混联电路，所有电路都有正极和负极。从负载引出的回路都要通过导线直接连接到蓄电池的负极桩头上。如果采取分开接线方式，蓄电池上的导线就会有上百条之多，为了节约电线材料、布线以及安装，一般汽车电路都采用单线制，即蓄电池正极线通过电器盒分配，与各用电设备连接，蓄电池负极线直接搭在车体或金属支架上，用电设备的负极线也就近搭在车架金属件上，然后利用车体、发动机和汽车底盘（梁架）的金属体作公共通道，最终连通，电流路径是：电源正极“＋”→开关→用电器→搭铁→电源负极“－”。这种负极线与车体相连接的方式称为搭铁，也称为接地或接铁。采用负极搭铁具有对电子器件干扰少，对车架及车身电化学腐蚀小，连接牢固等优点，现在绝大多数汽车是负极搭铁[1]-[2]。

2 搭铁类型及方式

2.1 搭铁的类型

1）功率搭铁，主要是为汽车上各种电器设备提供回路，使其能正常工作，如各种照明灯具、空调、雨刮电机、电喇叭等电器设备。

2）信号搭铁，指汽车上各种控制器、传感器、无线设备、仪表等的搭铁。

3）防静电搭铁，指容易产生静电的部件，如油箱加油口等设备的搭铁。静电对汽车和驾乘人员有一定危害，而且对较精密的电器无线设备影响较大。

2.2 搭铁方式

搭铁的方式主要有：

1）单点搭铁 指整个电路系统中，只有一个搭铁点，其他需要搭铁的电器设备通过公共地线串联到该点，称为串联单点搭铁；或由各电器设备分别引出独立搭铁点直接接于该点，称为并联单点搭铁。如图1所示。

图1 单点搭铁

2）多点搭铁 指汽车上电子设备的各个搭铁点直接接到就近的车体上或直接接到电瓶负极，如图。

图2 多点搭铁

2.3 搭铁方式比较及注意事项

1）串联单点搭铁方式。串联单点搭铁电路的等效电路，如图3所示。

图3 串联单点搭铁的等效电路

设电器件1、电器件2、电器件3到搭铁线的电流分别为

I1、I2、I3，各段搭铁线上的电阻分别为R1、R2、R3，公用搭铁线上A、B、C点的电位分别为UA、UB、UC，则：

由上可见，多级电路单点搭铁的不同搭铁点处的电位存在压差，有可能相差很多且相互影响很大。在设计线路时，要把低电平电路的电器设备布置到最靠近G点的位置。此时，该电器件搭铁线最短，使其受干扰的可能性最低，反之，若把低电平电路的电器设备布置到高电平的位置，则会使低电平电路电器件相对于基准电位有大的电位差，接地线也最长，容易受到干扰。

2）并联单点搭铁。并联单点搭铁的等效电路，如图 4所示。

图4 并联单点搭铁的等效电路

各电器件搭铁点的电位分别为：

由上可见，各电路的地点电位只与本电路的地电流I及地阻抗R有关，不受其他电路的影响，可有效地避免各电器设备间的公共地阻抗干扰。但是搭铁线多且长，会导致线束体积、重量增加[3]-[4]。

3）汽车电路搭铁点设计注意事项：

①发动机ECU、ABS等动力底盘装置对整车性能及安全影响较大，而且容易受其他用电设备干扰，所以这些电器件搭铁点一定要单设，即采用多点搭铁方式；

②弱信号的传感器的搭铁线应单独搭铁，且搭铁点最好设在距离传感器较近的位置，以保证信号不失真；

③无线电系统为避免干扰，应单独搭铁；

④蓄电池搭铁线、发动机搭铁线等因电线截面积较大，通过的电流也较大，因此，需要控制好长度和走向，减小电压降，增加安全性；

⑤对于关键安全的电器设备，如安全气囊，搭铁线不仅要单设，而且要采用复式搭铁，以免一处搭铁失效，系统可以通过另一搭铁点搭铁，确保系统安全工作；

⑥一般电器设备了根据具体布置情况相互组合公用搭铁点，采用单点和多点组合方式搭铁，避免搭铁线过长，造成不必要的电压降；

⑦信号搭铁和电源搭铁不能在一起，必须分开搭铁，以免信号间的相互干扰；

⑧为避免负载功率消耗，接地位置一般采用就近原则，优先选择车体主干上，避免搭铁在安装的支架及移动的金属上，此外接地位置的选择应便于维修，远离燃油管路、高湿区域等。

3 搭铁不良的主要特征

电路搭铁不良的实质，是相当于在电路中串联一个电阻，产生或大或小的电压降，造成用电器的输入电压降低，严重时形成断路，从而导致用电设备故障。 许多看起来似乎毫无关联的故障现象，其实就是由于搭铁不良引起的。

由各种原因引起的汽车电路搭铁故障，常见的具有以下几个特征：

1）启动困难：在汽车启动系统电路中，若蓄电池负极搭铁不良，在搭铁外形成很大的接触电阻，导致启动电流减小，启动机运转无力，不能产生足够的电磁转矩带动发动机曲轴旋转，严重时导致电路不通而使启动机不能运转。常见的现象有，起动时会发出哒哒的响声，这就是由于起动机转动无力造成。

2）仪表指示反常：在电控发动机控制系统电路中，水温表传感器的搭铁线接在发动机上，水温表反映的数据实际上是水温表传感器与蓄电池负极之间的电阻值，如果发动机本身搭铁不良就会造成水温传感器的电势堆积，感应出来的电阻值比较高，水温表指示值就会出现反常；其它仪表电路原理也是一样，如：仪表上的燃油液位指示灯。

3）故障时有时无：汽车在行驶过程中，若出现各仪表指针摆动幅度加大，灯泡工作时亮时不亮，发电机、起动机、空调等用电设备工作断断续续，故障时有时无，绝大多数都是搭铁不良而出现间歇性断路，无法形成正常的回路造成。

4）产生异常火花：有的轿车在松开离合器踏板时有电火花产生，而且燃油表指针来回摆动。这种现象说明发动机搭铁不良，造成车上仪表电路出现间歇性断路，无法形成正常的回路，电流便由离合器拉索流到离合器踏板处，从而在该处形成电火花。

5）加速时车辆前后窜动：汽车电动燃油泵出现搭铁线接触不良时，若处在加速状态时，发动机振动加大，燃油泵搭铁线与机体的连接处于不稳定的状态，导致燃油泵的端电压降低，进而使燃油压力下降。于是燃油泵出现工作异常，最终导致车辆加速时前后窜动。

6）故障出现在剧烈碰撞之后：汽车经过剧烈碰撞以后，往往引起车架变形，或者连接器松动。另一方面，许多轿车的蓄电池安装在发动机旁或者座椅下面，与电控单元、电器插头靠得很近，一旦蓄电池的电解液溢出，很容易对周边电器设备及搭铁点造成腐蚀，导致接地处压降过大，致使用电器工作异常。

4 搭铁不良诊断方法

搭铁不良通常由以下几种测量方法加以诊断：

1）目测法：启动机运转以后，用手摸一下蓄电池的搭铁线判断温度是否过高，若观察到搭铁处若有烧红的现象，说明蓄电池的搭铁线接触不良。

2）试灯检查：在使用万用表检测电路尤其是电源线和搭铁线之后，最好用有负荷的试灯加以验正，查看小灯的亮度，这样可以避免“有电压无电流”的电气陷阱。

3）模拟振动法检查：对于怀疑的部位，可以在垂直方向和水平方向轻轻摆动搭铁线，模拟汽车行驶时的振动状态，同时观察相关部件的反应，检查搭铁线是否有虚焊、松动、接触不良或者导线断裂等现象。

以上三种测量方法只能定性判断，缺乏数据支撑，下面介绍一种高精度测试方法：

测电压降法：在电路处于通电状态下，采用接触电阻仪测量搭铁点的电阻值，换算得知其电压降，其值应越低，说明搭铁性能越好。以下为用接触电阻测试仪测试的某车型搭铁的实例：

（1）试验设备：电阻测试仪,型号：WB5058A。

图5

电阻测试仪是在被测电器的外露可导电部分和接地端子之间加上一定的电流，一般在10A~25A之间，通过测量这两端的之间的电压，算出其电阻值。

如图所示：

a为显示屏，这里面包含设定的电流值、时间以及所测两端的电阻值；

b为电阻测试仪电源开关；

c电阻测试仪的复位开关；

d为电阻测试仪的测试开关；

e为电阻测试仪的设置键；

f为电阻测试仪的电流等参数调整键；

g为电阻测试仪的设置退出键；

h为电阻测试仪的测试线接口。

（2）试验方法

1）试验准备

试验设备的准备、整车电气系统装配完好、所有线束搭铁点按标准拧紧力矩装配完好。

2）试验步骤

①按试验设备使用说明书中规定将试验设备按下图接线。

图6

将导线1、2、3、4四点连接在电阻测试仪上。

②将电阻测试仪接上220V外接交流电源，打开电阻测试仪电源开关 b，通过 c、d、e键，对电阻测试仪电流、测试时间等进行设置，将电流值调整至20A，测试时间设置为5S。

③测试搭铁线端子与拆下的蓄电池负极线桩头的之间接触电阻；

Ⅰ将3和4夹在拆下的蓄电池负极线桩头上；Ⅱ将1和2夹在所需要测试的搭铁线端子上；Ⅲ打开测试开关h，5S后，显示屏i处会显示出两点之间的接触电阻值；

表1

Ⅳ将1和2重新夹紧所要测试的搭铁线端子，重复步骤Ⅲ的操作；

Ⅴ每个测试点需多次测量，记录表格，取其平均值。下图为某车型测试数据。

通过测量接地处的电阻值，对照不同负载规定的压降范围，来判断，该处搭铁是否合理。

5 结束语

搭铁线设计是汽车线束设计中很重要的部分，汽车搭铁线在汽车电路中起着重要作用，一是保证各电器设备形成良好的电气回路，使其能够正常工作；二是保证信号完整不失真的传递；因此，汽车电路中各电器设备搭铁点的设计，要根据用电设备的类型、功能进行合理的布置、设计，以保证汽车上各电器设备的良好工作状态。

[1] 于明进.汽车电气设备构造与维修[M].高等教育出版社.2002.8.

[2] 蹇小平,麻有良.汽车电器与电子技术[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3] 吁苗,帅希士.整车线束设计及搭铁策略分析[J].设计研究,2010(1):6-8.

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

[5] 李洪全.汽车搭铁故障的检修技巧[J].汽车维修技师,2006(6):39-40.

Automobile Circuit Grounding And Fault Diagnosing

Du Jiasheng,Wu Chengdong, Li Chuangju
( JiangHuai Automobile Co., LTD Technology Center, Anhui Hefei 230601 )

Modern cars use battery negative electrode connected to the metal parts of the car body wiring is referred to as a grounding wire, grounding wire is a kind of electric current flowing line, the power from the battery positive electrode, via all kinds of switch, electric actuators, and then through a return line back to the battery negative electrode, forming a loop,grounding wire is playing a more and more important role in automobile circuit; Mainly introduces car by G grounding type and grounding point is designed approach, and the series and parallel two grounding way detailed comparison, list the common fault, the characteristics of the proposed fault analysis and fault diagnosing.

Iron; The way; Skills; Poor; Diagnosis

U471

A

1671-7988 (2017)21-205-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.070

CLC NO.: U471

A

1671-7988 (2017)21-205-04

杜家胜，男，（1985.2-）电器设计工程师，硕士，现就职于安徽江淮汽车公司乘用车院电气系统部。