购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

第一节
汽车电路的搭铁及维护

一、汽车电路搭铁的作用及分类

1.电路搭铁

汽车上的电气系统绝大多数采用单线制,利用不长的搭铁线与汽车车架连接,作为系统的回路线,因此搭铁及搭铁线是汽车电气系统的重要组成部分。例如蓄电池的两极分别引出正极线和负极线,正极线接在起动机的电磁开关上,作为电源的火线;负极线连接于车架,作为蓄电池的搭铁线。

为了减小振动,汽车各总成在车架上安装时,通常采用各类垫块或垫片。因为橡胶垫导电不良,所以汽车安装有多条搭铁线。这就是说,在整个汽车电气系统中,只有车身才是真正的搭铁端,发动机、变速器等都要通过搭铁线与车身连接起来,才能形成有效的回路。如果不注意搭铁线的检查和清洁,很容易引起电路搭铁不良。

2.电路搭铁的作用

电路搭铁和采用单线制有以下作用:

1)能够节省材料(铜线、塑料等),简化电路,同时有利于安装和检修。

2)为用电设备和传感器信号的发送提供一条简洁的回路,并且形成与电压测量有关的参考点。

3)良好的搭铁是抑制汽车电磁干扰的主要措施之一。

3.电路搭铁不良的实质

电路搭铁不良的实质,是相当于在电路中串联了一个电阻,产生了或大或小的电压降,造成用电器的输入电压降低,严重时形成断路,从而引发意想不到的故障。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。例如传感器的信号输出值高于正常范围或者一直不变,起动机、前照灯、风扇电动机等大功率负载的性能不良,都可能是电路搭铁不良的征兆。另外,汽车上的电子控制系统传递的是数字信号或高精度的模拟信号,电路搭铁不良可能使信号失真,因此这类故障具有很大的隐蔽性。

4.电路搭铁的类型

电路搭铁有以下类型:

1)电源搭铁:指各用电器或负载工作时完成电流回路的搭铁,根据负载类型可分为感性负载搭铁、阻性负载搭铁。

2)保护搭铁:指用以实现精密用电器过电压保护的搭铁以及静电保护的搭铁。

3)信号搭铁:指各种电子电路的一个基准电位点,其作用是保证电路有一个统一的基准电位,不至于浮动而引起信号误差,有时也可以称作基准搭铁。根据信号的类型可分为模拟信号搭铁、数字信号搭铁。

4)屏蔽搭铁:指为防止电磁感应而对视、音频线进行屏蔽的金属外皮,电子设备的金属外壳或屏蔽罩,它是一种防护性措施。在所有搭铁中,屏蔽搭铁最复杂,因为屏蔽本身既可防外界干扰,又可能通过它对外界构成干扰。

在汽车搭铁设计中,一般又把搭铁广义地分为干净搭铁和干扰搭铁。干净搭铁一般指信号搭铁,以及对干扰敏感、容易受外界干扰的搭铁;干扰搭铁一般指电动机类、电感类、周期变化、大电流的搭铁。通常在进行搭铁设计时要保证把干净搭铁与干扰搭铁分开。

技巧点拨: 搭铁线在汽车电路中起着重要的作用。总体来说,一是要形成良好的电气回路,二是要保证信号传递的完整性。根据其功能和用途不同一般分为电源搭铁、保护搭铁、信号搭铁和屏蔽搭铁。

二、汽车电路搭铁的形式及正确选择

1.搭铁形式

汽车电气系统的搭铁形式可分为以下三种:

1)单点串联搭铁:指多个用电器的搭铁端像鱼骨一样依次接入同一个搭铁回路并最终集成一点搭铁。此形式易使各搭铁点电位产生偏差,并容易产生共阻抗耦合;因为其电阻非常小且布线容易,所以在简单的搭铁系统中应用较多,如图1-1所示。

图1-1 单点串联搭铁示意图

2)单点并联搭铁:指多个用电器的搭铁端同时汇集到一个搭铁点组成一个搭铁回路。此形式中各电路的搭铁电位只与本电路的搭铁电流和搭铁线阻抗有关,各点间的电位差较平衡,可获得较好的低频搭铁,但这种连接方式需要很多根搭铁线,布线较繁杂,如图1-2所示。

3)多点搭铁:指各用电器各自单独形成搭铁回路并单独与搭铁相连,这样就会存在多个搭铁点。此形式主要是让线束长度尽量短,以使引线电感最小化,减少射频电流返回路径的阻抗,如图1-3所示。

图1-2 单点并联搭铁示意图

图1-3 多点搭铁示意图

2.搭铁形式的选择

信号频率低于1MHz的用电器的搭铁,优先选单点搭铁;信号频率大于10MHz时,搭铁线阻抗变得很大,此时应尽量降低搭铁线阻抗,应就近多点搭铁;信号频率介于1~10MHz,只有最长搭铁引线小于波长的1/20时才可采用单点搭铁,其余均需多点搭铁。

汽车电气系统中,除了遥控器、收音机、TV等部件的晶振等存在高频信号,其余都是低频信号,因此在汽车搭铁设计中主要采用单点搭铁。而根据用电器种类、负载特性、线束的布置需求又将单点串联和单点并联组合起来使用,如图1-4所示。

毕竟车体并非理想的搭铁,因此设计一些敏感电路、敏感信号或有特殊要求的搭铁时常常把搭铁线直接接到蓄电池负极以保证搭铁线的可靠稳定。

此外,双绞线、屏蔽线搭铁如处理不当会造成EMC相关问题。在实际接线过程中一般双绞线不进行二次搭铁,如图1-5、图1-6所示,屏蔽线一般要采用面搭铁而非点搭铁。

图1-4 混合搭铁示意图

图1-5 双绞线搭铁示意图

图1-6 屏蔽线搭铁示意图

技巧点拨: 汽车电器的搭铁可以分为多种形式,可以根据不同的需要在汽车电路中选择不同的搭铁形式。

三、汽车电路中搭铁点布置原则

汽车电路中搭铁点布置原则的简要描述如下:

1)无线电、弱信号传感器、精密器件等为避免干扰,应单独就近搭铁,以保证信号的真实传递。

2)发动机ECU、ABS装置等对整车性能及安全影响大且易受其他用电设备干扰的电子控制信号,必须单独搭铁。

3)对于安全气囊系统,搭铁不仅单设,为确保其安全可靠,最好采用复式搭铁。

4)蓄电池负极、发电机、变速器的电线截面较大,因此一定要控制好线长及走向,减小电压降。为增加安全性,一般发电机、起动机要单独连到蓄电池负极搭铁。

5)搭铁线连接端子最好采用表面镀层的铜件,裸铜端子与铝壳体直接搭接易产生氧化层。

6)根据具体情况布置相互组合共用搭铁点,搭铁点数量不宜过少,一般为6~10个。要就近搭铁便于安装、维护;避免搭铁线过长,造成不必要的电压降;信号搭铁和功率搭铁必须分开对待。某车搭铁布置见图1-7(图中GP表示搭铁点)。

图1-7 某车的搭铁布置

技巧点拨: 搭铁点的布置在汽车线束设计中尤为重要,否则会影响电器正常工作,导致车辆故障。

四、蓄电池搭铁线的正确维护

在机动车单线制电路中,搭铁线是构成回路不可缺少的组成部分,它将蓄电池的一个电极与车架、发动机与车架、驾驶室与车架等连接起来,使全车各用电设备与电源相连,图1-8所示为别克轿车车身搭铁点G200。搭铁线的连接质量直接影响着全车用电设备的使用效果,不少人常常忽视对搭铁线的检查维护。

由于搭铁线裸露在外,容易受到车辆颠簸、泥水侵蚀及外溢的电解液腐蚀的影响,造成搭铁线两端连接松动、氧化、锈蚀、污损,使接触电阻增大,导电不良,影响电气设备正常工作,图1-9所示为生锈的搭铁线。例如,驾驶室与车架之间搭铁不良,会使各类照明灯、信号灯、仪表灯亮度不足,刮水器转速降低或转不动;发动机与车架之间搭铁不良,则在起动时,起动机中的起动电流有可能通过调节器与发电机之间的搭铁线构成回路,将该搭铁线烧毁;蓄电池与车架搭铁不良,则导致起动机工作无力或不能工作,同时全车各电气设备因工作电压下降,导致工作失常或引发其他故障。

因此,在使用保养中应经常检查搭铁线有无松动,接头和搭铁处有无锈蚀、污物,并及时清除。对于搭铁线接头处的白色、黄色或绿色的糊状物(主要是硫酸铝、硫酸铁、硫酸铜等物),可先用开水冲洗,擦干后用细砂纸打磨,并重新接好、拧紧,最后在接头处涂一层凡士林或润滑脂进行保护;接头腐蚀严重、搭铁线长度不够时,应及时予以更换。

图1-8 别克轿车车身搭铁点G200

图1-9 生锈的搭铁线

技巧点拨: 汽车搭铁线维护的原则是检查、清理、打磨、防锈、紧固、更换。

五、汽车搭铁线的故障诊断

导线将蓄电池、熔断器、开关、用电设备、汽车金属壳体等部件连接成闭合回路,使得用电设备能够正常工作。但由于各种原因导致的不正常搭铁,要么用电设备不能构成闭合回路,要么引发火灾,危害极大。

由于汽车上有大量的金属壳体,理论上不需要专用搭铁线,采用单火线就能形成工作回路。但是,为了使重要系统工作更加可靠,在汽车电子控制单元(ECU)等装置上均设置了专用搭铁线。

搭铁有正常搭铁和非正常搭铁两种,在日常维修工作中,查找搭铁不良故障一般都要耗费大量时间。

1.搭铁线的分类

(1)主搭铁线

从理论上讲,汽车金属外壳是汽车电路总的负极线,即由蓄电池正极、熔断器、开关、工作装置、汽车金属外壳、蓄电池负极构成闭合回路,因而无须设置专用的负极搭铁线,即汽车上采用负极搭铁的单火线制。

但是,对于电子线路来说,很多是数字信号电路及高精度的模拟信号电路,如果搭铁线有接触不良的现象,就相当于在电路中串联了一个接触电阻,从而可能使高精度的信号值失真。因此,只有非常良好的搭铁线才能达到使用要求。在很多含有电子设备的线路中,人们有意识地加装了少量非常好的搭铁线(即主搭铁线),并且在搭铁线的两端还使用了特殊形状的搭铁线连接端子、垫片和紧固螺钉,对部件的线路也给予特殊的考虑。

汽车上的主搭铁线是构成电路回路的一部分,而且绝大部分电器元件就靠仅有的一两根主搭铁线来传递电流(图1-10)。如果主搭铁线出现故障,将影响很多线路,而不只是一条线路工作不正常。因此,维修人员在进行故障诊断时必须考虑主搭铁线故障,以免瞎猜乱测,或者无谓地更换一些价格昂贵的电器元件。

(2)备用搭铁线

备用搭铁线是指在已有主搭铁线的电路中设置的第二甚至第三条搭铁线。备用搭铁线是基于安全性能方面的考虑而设置的,最简单的例子是ECU控制电路(图1-11)。其附加搭铁线不仅是备用搭铁线,而且还可以改善某些具有复杂电子电路部件的搭铁状况。也就是说,如果没有这条看似多余的备用搭铁线,系统虽然能勉强工作,但电路的性能会退化或者不稳定。

图1-10 汽车上的主搭铁线

图1-11 汽车发动机ECU上的搭铁线

(3)防静电搭铁线

汽车静电既危害汽车上较精细的电子及无线电设备,也会危害乘员的安全。因此,为了减小汽车静电的危害,人们在汽车上加装了很多防静电搭铁导线来解决这一问题。常见的防静电搭铁导线主要安装在以下部位:

1)车轮会产生大量静电,有些汽车在燃料系统的周围加装了防静电搭铁线。这个部位的防静电搭铁线不易被发现,而一旦脱落很容易造成火灾,应特别注意。

2)乘员袖口附近、衣物及座椅等处都会产生静电,因此在底座内安装有防静电搭铁线。

3)由于加油时在燃油箱加油口处有大量的燃油蒸气,为了消散加油时积聚的电荷,在加油口处安装有防静电搭铁线。如果加油口处的防静电搭铁线损坏,应先装一条跨接线作为临时防静电搭铁线,且在防静电搭铁线装上之前不要将跨接线拆下。

2.搭铁线故障的类型

断路就是电流的通路受阻,不能形成电流回路。根据实际工作中的情况,按电流的流通状态可以分为完全断路和电流通道受阻(主要是接触不良)两种状况。

(1)搭铁线完全断路

搭铁线完全断路包括导线断开、连接端子锈蚀、搭铁导线未与车身搭铁等几种情形。对于这类故障,其搭铁线失去作用,严重时可能导致电器不能工作或较明显的工作不良。在通常情况下,均可通过目视检查发现故障。如果目视检查不能发现故障,可以通过测量电阻值的方法进行确诊。导线或端子与金属外壳间的电阻值为∞时,则为搭铁线路断路。

(2)搭铁线导通不良

搭铁线导通不良主要有导线断股、连接端子锈蚀、连接端子松动、基体导电不良等几种情况。在通常情况下,都能通过目视检查发现上述故障。如果目视检查不能发现上述故障,可通过电阻值的测量查找故障部位。端子与金属外壳间的电阻值不为0或极小值,而是有一定的电阻,则为搭铁线路有导通不良现象。

技巧点拨: 现代汽车将蓄电池负极与车身的金属部分相连接,导线与车体相连称为搭铁,汽车上的负极导线被称为搭铁线。搭铁线在汽车电路中起着重要的作用,搭铁状态的好坏是汽车电器能否正常工作的关键。

六、线路间不正常的搭铁故障诊断

1.用电设备至电源端线路不正常搭铁

用电设备至电源端线路不正常搭铁是指在电动机、灯泡、电阻器、电磁线圈等用电器至蓄电池的线路不正常搭铁。出现在用电设备和电路控制开关之前的不正常搭铁如图1-12所示,出现在用电设备之前、电路控制开关之后的不正常搭铁如图1-13所示。

如果在熔断器和负载之前有不正常搭铁,即使开关是断开的,熔断器保护设备也会烧坏。如果不正常搭铁出现在电路开关之后、负载之前,熔断器只会在开关闭合时才会烧坏。用电设备之前的线路搭铁非常容易造成熔断器烧毁、导线与端子发热甚至火灾,危害极大,必须立即排除。在未排除故障之前,不得重新装上新熔断器工作。

图1-12 出现在用电设备和电路控制开关之前的不正常搭铁

1—蓄电池 2—熔断器 3—控制开关 4—灯泡

图1-13 出现在用电设备之前、电路控制开关之后的不正常搭铁

1—蓄电池 2—熔断器 3—控制开关 4—灯泡

(1)故障原因分析

用电设备电源方向线路的不正常搭铁通常是由于导线绝缘层损坏引起的。造成导线绝缘层损坏的原因有:①在安装某些车身零件时,固定螺钉拧得太紧;②安装品质差,导线太松,绝缘层内进入液体使其变质;③绝缘层与发动机灼热的零件(如排气歧管)靠得太近而被烧损,或被车身金属的利刃割破,或与车身部件间发生摩擦而导致磨损等。

(2)故障诊断方法

大多数损坏的部位较容易看见,但也并不是所有的损坏部位都能直接看见,因为有的损坏部位可能隐藏在车门内或内饰板后面。对于不易发现的不正常搭铁故障可用万用表进行电压、电阻测量,也可用测试灯和专用蜂鸣器来检查。

如果是熔断器烧坏了,用试灯和电压表就不容易找到不正常搭铁故障。为了避免发生这种情况,可以安装一个循环断电器(即断开后能手动重新接通的熔断器)来代替原来的熔断器。为了安全起见,在检查前甚至可以用干电池来代替汽车上的12V蓄电池作为电源,因为出现不正常搭铁故障时通常会烧毁熔断器,而干电池不会烧坏熔断器。具体诊断方法如下:

1)将万用表选择开关调到合适量程的电压档,将万用表的红表笔接到熔断器的负荷端,黑表笔接到车身搭铁部位。然后从熔断器座开始沿着线束移动手指,扭捏、抖动、摇晃线束(手每次移动的距离大约为10~20cm),当手触到不正常搭铁部位时,万用表的读数会回到零位(或者接近于零位)。

2)用测试灯或蜂鸣器测试不正常搭铁故障,如图1-14所示,此时需串联一个循环断电器作为保护元件。测试灯和喇叭相当于在电路中增加了电阻,可通过拆除电路元件和插头来隔离不正常搭铁点,直至找到问题所在。如果不正常搭铁是间歇性的,采用这种方法很有效,可以每隔几厘米移动一下测量工具,直到测试灯点亮或喇叭鸣响,说明这里就是不正常搭铁的地方。或者将测试灯或蜂鸣器的一端接搭铁处,另一端接熔断器负载端子处,从熔断器座开始沿着线束移动手指,扭捏、抖动、摇晃线束,从灯泡不亮到灯泡点亮处(或蜂鸣器不响到鸣响处)即为不正常搭铁处。

图1-14 用测试灯查找不正常搭铁故障

1—蓄电池 2—不正常搭铁开关 3—控制开关 4—灯泡

3)用自带电源的电池测试灯、万用表(电阻档)来检测线路不正常搭铁处,如图1-15所示。在连接电池测试灯前,应拆除烧坏的熔断器,将蓄电池和电路负载元件断开。如果线路存在不正常搭铁,测试灯会点亮,万用表读数为0或为较小的电阻值。为了寻找不正常搭铁点,每隔几厘米移动一次测量工具(拉起导线或断开可以断开的导线),直至测试灯熄灭,此处即为不正常搭铁处。

图1-15 用电池测试灯查找不正常搭铁故障

1—蓄电池 2—万用表或电池测试灯 3—控制开关 4—灯泡

注意: 当使用测试灯和电池测试灯时,不要靠近安全气囊电路和电子控制电路,因为当电流通过测试灯时会损坏敏感电路。

4)在不接通电源的情况下,将万用表调到电阻档,黑表笔接搭铁处,红表笔接熔断器负载端子处。从熔断器座开始沿着线束移动手指,扭捏、抖动、摇晃线束,当电阻表的读数由0变到∞或较大数值时,即为不正常搭铁处。

5)如果线束的安装较隐蔽,用上述方法不能确定不正常搭铁部位时,则必须拆下内饰件进行检查。很多汽车维修资料中都有汽车的布线图。采用图1-16所示的方法,可以帮助确定不正常搭铁位置是否在壁板后面或地毯下面等。对位于壁板后面的线束,只要认真检查,用不正常搭铁检测器就可找到与线束不正常搭铁非常接近的部位,从而避免为了接近线束而拆掉所有壁板。

图1-16 测量隐蔽处不正常搭铁故障

1—蓄电池 2—循环断电器 3—控制开关 4—灯泡

因为安装了一个循环断电器,当断电器闭合时,电流第一次通过电路时会在电线周围产生磁场。如果不正常搭铁使断路开关打开,该磁场就会消失。如果断电器自动重置,这种循环就会持续重复。将罗盘或量表放在电线上方,在磁场的作用下指针会快速摆动,直至静止在不正常搭铁的位置。在不正常搭铁点后面没有电流通过,指针就不会摆动。采用这种方法即使电线被车体覆盖也很有效。

2.用电设备之后线路不正常搭铁

如果不正常搭铁出现在负载之后、控制开关之前(图1-17),那么电路一直有负载,这种类型的不正常搭铁不会将熔断器烧坏,但会使蓄电池亏电。

图1-17 出现在负载之后、控制开关之前的不正常搭铁

1—蓄电池 2—熔断器 3—警告灯 4—控制开关

在用电设备之后的线路中出现不正常搭铁时,其故障的诊断与检修比较麻烦。因为很多用电器都在搭铁端用开关控制,如果不正常搭铁点在手动开关或其他控制开关之前,甚至是开关本身不正常搭铁,驾驶人将不能断开用电器。

用电器不能断开时,一般应从用电器开始进行诊断。先断开用电器的搭铁线路,如果线路断路(如灯泡熄灭或电动机停转),说明问题出在线路的搭铁端。然后可对照电路图沿着电路一次检查一个连接点,直到找到不正常搭铁处。可以用电阻表或电池测试灯等检查其是否为不正常搭铁。如果开关在断开位置电路仍然是导通的,则说明开关不正常搭铁,应予以更换。

在实际维修中,为了节约时间,特殊情况下可采用跨接布线法,即在可以确定哪根导线出了故障时,将这根导线两端断开,在两个相应端头间接一根新导线,将其敷设在配线的外面。但要注意,敷设的线路必须在无保护的条件下能够避免损坏,这样做只是绕过了故障部位,而不是维修了这个部位。例如,车身螺钉穿透了配线,而且仍然在原来的位置上,很有可能其他线路也被损坏,不久就可能引起故障,因此必须根据情况决定是否进行更彻底的修理。

技巧点拨: 线路间不正常搭铁故障包括用电设备至电源端线路不正常搭铁(电压搭铁)和用电设备至搭铁线路不正常搭铁两种。

七、电路搭铁不良故障的主要特征

由电路搭铁不良引起的形形色色的汽车故障,大致具有以下几个特征。

1.起动困难

在汽车起动系统电路中,包含有蓄电池负极与车架之间的搭铁线以及起动机磁场线圈接线柱搭铁线,若这些部位接触不良,会明显影响发动机的起动性能。

如一辆富康1.6L电喷轿车,已经行驶4万km,将点火开关转至起动档,起动机没有反应。将变速杆挂入1档,可以推车起动。检查蓄电池的电压,正常。拆下起动机试验,运转良好。最后发现是蓄电池的负极电缆搭铁处锈蚀。

由于起动机的起动电流高达100A以上,若蓄电池的负极电缆搭铁不良,会在搭铁处形成很大的接触电阻,导致电压降增加。这一接触电阻与起动机电枢绕组串联并“分压”,起动时分配到电枢绕组上的电压降低,流到起动机的电流减小,因此起动机运转无力,不能产生足够大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起动机不能转动。

2.仪表指示反常

一辆奔驰129型轿车,车主抱怨发动机的冷却液温度太高。经过检查,发现用故障诊断仪读出的发动机冷却液温度与冷却液温度表显示的冷却液温度相差20℃。发动机ECU检测的冷却液温度数值与发动机的实际冷却液温度基本相符,因此怀疑冷却液温度表的传感器有问题,测量其电阻值,正常。检查其线路和搭铁,也无异常,更换冷却液温度表无济于事。最后,发现发动机的搭铁线与车身的连接处有腐蚀现象,将搭铁处用砂纸打磨干净后,故障排除。

分析这一故障的形成原因,是由于冷却液温度表传感器的搭铁线接在发动机上,冷却液温度表反映的实际上是冷却液温度传感器与蓄电池负极之间的电阻值。因此发动机本身搭铁不良造成冷却液温度传感器的电势堆积,所以感应出来的电阻值比较高,导致冷却液温度表指示反常。另外,若仪表板稳压器的电阻丝搭铁不良,稳压器将不能正常工作,当输出电压和输入电压相等时,会出现冷却液温度表及燃油表同时指示最大刻度的现象。

3.故障时有时无

一辆桑塔纳时代超人轿车,行驶中无规律熄火,熄火后有时能起动,有时不能起动,有时等待半小时左右才能起动。连接油压表和K81解码器检查,发现当发动机突然熄火时油压表指示正常(250kPa),同时ECU反映的蓄电池电压值突然跳动一下,于是怀疑系统搭铁不良。测量发动机壳体与蓄电池负极间的电位差为0.02V,起动机运转时的电位差为0.7V,可见起动时在搭铁处消耗了较大的电流,导致起动电流减小,因此发动机不能顺利起动。拆开发动机壳体到车身左侧的搭铁线,发现搭铁处表面有几个锈斑。由于搭铁处接触状态不稳定,而且电阻较大,ECU在起动时因供电不足而无法实施正常控制。用砂纸打磨搭铁处的锈斑后,故障排除。

4.产生异常火花

一辆BJ2020S型越野车,更换新起动机以后,接通点火开关,只听到“嗒嗒”的电磁开关吸合声,起动机却不旋转。拆开起动机的防尘套并接通点火开关检查,在起动机拨叉处看到强烈的电火花。原来,起动机出厂时,其外部涂有一层防止锈蚀的保护油漆,正是这层较厚的油漆使起动机与发动机的接合处接触不实,即造成起动机搭铁不良。当把起动机前端与飞轮壳接触部位的黑油漆清除干净,使其露出金属表面后,故障排除。

有的奇瑞QQ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。

另外,在摇车时,如果在手摇柄与保险杠之间出现火花,大多数是发动机与车架之间的搭铁铜带线松动引起的。这种情况往往发生在汽车大修(尤其是喷漆)后,主要原因是未清除搭铁处的防锈油漆以及搭铁处固定不牢靠。

5.加速时车辆前后窜动

一辆桑塔纳2000轿车,装备AFE 4缸电喷发动机,怠速正常,但是出现不定期的行驶无力,加速时车辆前后窜动,在颠簸路面上情况更加严重。

用故障诊断仪检测,没有故障码显示。既然发动机怠速正常,说明进气管漏气的可能性不大。测量燃油系统压力,用钳子夹住回油管,再加速,发现燃油压力仍然偏低而且波动,说明不是燃油压力调节器的故障。考虑到故障在加速时及路面颠簸时出现,说明燃油泵泵油不连续,因此重点检查燃油系统各电路插头是否存在虚接现象。用万用表测量电动燃油泵的棕色线头与发动机机体之间的电阻为80kΩ,用手拉动一下线头,电阻值又变为O,说明故障是由电动燃油泵的搭铁线接触不实引起的,拧紧电动燃油泵搭铁线的紧固螺钉后,故障排除。

分析原因:在电动燃油泵搭铁线接触不牢靠的情况下,怠速时发动机运转比较平稳,机体的振动不很剧烈,搭铁线尚能与机体接触,因此怠速时电动燃油泵基本上能够正常工作;但是在加速状态下,或者路面颠簸时,发动机的振动加大,燃油泵搭铁线与机体的连接处于不稳定的状态,即出现虚接现象,导致燃油泵的端电压降低,进而使燃油压力下降。于是,燃油泵有时工作正常有时工作不正常,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,或者插接器松动。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、电器插头等靠得很近,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。

技巧点拨: 电路搭铁不良的主要特征有起动困难、仪表指示反常、故障时有时无、产生异常火花、加速时车辆前后窜动以及故障出现在剧烈碰撞之后等多个方面,其中任一方面的特征出现,都可以说明某一部分电路出现搭铁不良。

八、电路搭铁不良的预防措施

对于电路搭铁不良的预防措施如下:

1)为了确保起动机有足够的电压和电流,可以采用重复搭铁的方式,即用一根粗搭铁线,一端连接在起动机附近的车架上,另一端连接在起动机下的固定螺柱上,目的是减小搭铁回路的电阻,防止因起动机的固定架、固定螺柱等处接触不良引起电压降增大。在维修中如果拆下了某根搭铁线,必须装复原位。

2)建议不使用高压水冲洗汽车,否则很容易在搭铁处形成氧化和腐蚀。

3)对于确认搭铁不良的部位,先用细砂纸打磨,将油漆或锈蚀物清理干净,然后涂上专用的导电胶,最后拧紧固定螺栓或者插好插接器。

技巧点拨: 对于搭铁不良要重在预防,尽量使车辆行驶在良好环境,及时对相关部位进行保养和维护。

九、汽车电路搭铁不良的危害及故障排查

1.汽车电路搭铁不良的危害

搭铁线虽然是汽车电气系统中一种不起眼的零件,但是它在电气系统中所起的作用却非同一般。就是这根小小的搭铁线,常常引发意想不到的故障,甚至导致汽车重大损坏事故。

凡是有用电设备的地方都有搭铁线。如果没有搭铁线,或者搭铁不良(电阻过大),将使电路断开,电器设备就无法工作。如果汽车出现线束烧毁、同时不能起动,看到不正常火花,充电电流过小,起动机运转无力等故障时,应该首先对相关的搭铁线进行检查,这样往往能收到事半功倍的效果。

搭铁线接触不良是汽车电气起火的重要成因之一。导线接触不良的实质,是线芯与接头之间、接头与电器之间接触面上存在杂质或氧化膜,致使接触电阻过大,当电流通过时局部温度升高,而高温又促使氧化膜增厚,如此互为因果引起的热量聚积,足以熔化导线及其绝缘层,从而引起电气起火。如果接触处不严密而存在空隙,则电流通过时会产生火花甚至电弧,局部温度相当高,引起电气起火的危险性更大。

2.汽车电路搭铁不良故障排查

1)起动机运转以后,若蓄电池的搭铁线温度过高,搭铁处用手触摸甚至感觉到发烫,说明蓄电池的搭铁线接触不良。

2)对于已经使用多年的老旧汽车,其搭铁部位都不同程度地存在氧化或者腐蚀。如果新车在制造厂或经销商的露天停车场存放了很长时间,也容易发生搭铁不良的现象。可以在不带电的情况下测量搭铁点的电阻值,即用万用表的一根表笔可靠地连接搭铁线,另一根表笔与车身金属部分相连接,测量其间的电阻,若存在电阻,说明搭铁不良。

3)采用模拟振动法检查。对于可疑的部位,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。如果挪动某一搭铁线时故障再现或者故障消失,说明搭铁不良的地方就在此处。

4)测量电压降。在电路处于通电状态下,采用万用表测量搭铁点的电压降,其读数应当尽可能低(接近0)。具体方法是:起动发动机,使用万用表的直流电压档,将红表笔接触发电机的输出端(图1-18),黑表笔接触发动机的机体,测出一个电压值;然后将红表笔接触发电机的输出端,黑表笔接触车架的金属部分,再测出一个电压值。正常情况下,这两个电压值应该是一致的。若前者数值大,后者数值小,相差0.5V以上,说明存在0.5V以上的电压降,它是由发动机机体与车架之间搭铁不良引起的。

图1-18 搭铁点电压降的测量

注意: 检测某点的搭铁情况时,应该测量该点对电源正极的电压,尽量不要测量该点对电源负极的电阻,这是因为万用表本身具有一定的内阻,测量出的电阻值误差较大。

5)采用试灯检查。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证,这样可以避免“有电压无电流”的电气陷阱。

技巧点拨: 排查汽车电路搭铁不良故障的方法有触摸感觉温度的变化、测量接触电阻、模拟振动环境使故障重现、测量搭铁点的电压降、采用试灯检查是否存在“有电压无电流”的电气陷阱。

十、2013款凯越按喇叭不响,开前照灯时刮水器工作

故障现象 一辆2013款凯越轿车,行驶里程5万km。客户反映按喇叭时喇叭不响,开前照灯时灯亮但刮水器也开始工作。

故障诊断 检查该车故障如客户所述,更换前照灯开关后故障依旧,而且发现开左转向灯时两前雾灯发暗。

用万用表测量电压,按喇叭开关时,插接器X0的19#端子有12V电压输出,喇叭却不响。难道是喇叭搭铁线路断路或搭铁不良引起的?查看前照灯以及喇叭电路图发现有个共同的搭铁点G104如图1-19所示。

图1-19 2013款凯越喇叭电路

既然前照灯和喇叭有共同搭铁点,搭铁有故障为何只造成喇叭不工作而前照灯正常工作,且开前照灯时刮水器也同时工作?查看刮水器电路图时发现前照灯插接器X2的6#端子和G201搭铁点形成了回路,同时前刮水器开关也有分支过去,又和G201形成了回路。这就造成在开前照灯时刮水器也同时工作,如图1-20所示。

图1-20 2013款凯越灯光控制电路

那为什么开左转向灯时雾灯会发暗呢?当开左转向灯时,如果搭铁点G102和G104发生断路,那么就会造成左转向灯无法形成回路,从而输出的电压在熔丝盒内流向雾灯,形成了原本并联的雾灯电路变成串联在转向灯电路中,从而导致开左转向灯时两前雾灯发暗。

故障排除 以上分析表明搭铁点G104和G102出现了故障。从维修手册中找出搭铁点分布图,搭铁点G102和G104在发动机舱左侧。找到搭铁点G102和G104,发现是由于车主安装报警器时搭铁线未紧固造成接触不良所致。打磨并重新紧固搭铁点后故障排除。

技巧点拨: 搭铁不良的故障比较典型的往往是多种故障现象同时出现,故障信息比较多,这种情况下我们要考虑是否是某些部位搭铁不良,查看有没有螺钉松动、生锈发热等方面的现象。

十一、迈腾空调系统间歇性不制冷

故障现象 一辆2010年生产的一汽大众迈腾轿车,因空调间歇性不制冷而送厂检修。

故障诊断 据客户反映,在正常行驶中使用空调时,空调系统偶尔会间隙性停机,在停机时风量不显示,出风口不出风,需关闭空调系统5min左右再重新打开,空调系统才能恢复正常制冷。因该车装备的是自动空调系统,用VAS5054查询空调系统,调出了关于左侧中央出风口伺服电动机短路或开路和除霜翻板电动机短路或开路2个间歇性故障码。调节空调面板风向转换按钮,上部、中部、下部的风向转换正常,说明风门电动机能正常转换。

结合故障现象和初步检查结果,认为导致故障的可能原因有:风门伺服电动机损坏;空调控制模块(J255)损坏。因更换风门伺服电动机比较复杂,需拆卸仪表台,所以维修人员就先更换了J255,路试后发现故障依旧;接着又拆卸了仪表台更换了风门伺服电动机,但经过试车发现故障依旧存在。

看来故障并非是风门伺服电动机和J255所导致的。接着用VAS5054查询09—中央电气电子设备,发现储存有间歇性故障码:17911—发电机端子DF负载信号。难道是发电机工作不稳定,导致空调系统偶尔会停机保护?维修人员测量发电机在发动机怠速时的输出电压,为13.65V,正常。因上述故障为偶发性故障,所以只能更换发电机,而后清除故障码,暂时交车给客户。

两天后,客户再次回厂反映发电机发电量不足,蓄电池亏电。刚换的发电机,蓄电池怎么会亏电呢?发动机怠速时测量发电机的输出电压,仅为12.55V,看来确实偏低。于是又换上该车原来的发电机,测量后发现发电机的输出电压仅为12V左右。再次用VAS5O54查询中央电气电子设备,故障码17911依旧存在,检查发电机导线插接器端子及线束插接器,无进水或虚接的现象。测量发电机导线侧插接器到J519的端子F间的黄/黑导线,导通正常。

根据蓄电池充电线路走向分析,电路走向为:蓄电池正极→起动机→主熔丝盒→发电机;负极→车身→发动机。于是一边用万用表测量发电机输出电压,一边紧固正极和负极的连接螺栓,发现当紧固到自动变速器支架上的负极搭铁线时,发电机的输出电压回升到13.75V。于是拆下搭铁线接头检查,发现已经烧蚀(图1-21)。

图1-21 已烧蚀的自动变速器支架上的负极搭铁线接头

故障排除 打磨烧蚀的搭铁线接头表面,拧紧固定螺栓后试车,空调系统制冷恢复正常,关于发电机负载的故障码也不再出现。

技巧点拨: 该车一个月前刚在别处拆装过发动机,大修了自动变速器。估计是在装配自动变速器后未将搭铁线固定螺栓紧固到规定力矩,导致发电机充电回路不通畅,蓄电池亏电,于是发动机控制单元切断了J255的正常工作。在此提醒,当代大多数汽车都是以CAN和LIN通信的汽车,它们都需要有稳定、良好的搭铁,这对发动机和车身电器平稳工作至关重要。 kou07Sy2M0lb47OO9PEXCkJuCmhmqY+RMpt6kidCzSO2/Q6co2xAsnxxgh9VlqmR



第二节
汽车电气系统暗电流的检测

一、汽车电气系统的暗电流是怎么回事

汽车电气系统的暗电流(又称为静态电流、漏电量、寄生电流)是指在点火开关以及用电器开关断开以后,某些电器或电路继续消耗的蓄电池的放电电流,一般以mA为单位。

事实上,在汽车点火开关处于OFF位及所有电器开关都断开以后,车辆的运行信息需要保存在ECU单片机的存储器内,数字式石英钟以及电子调谐式收放机等装置仍然需要供电,这些电器以低功耗模式保存相关数据。根据汽车电子设备的多少以及智能化程度的高低,在点火开关断开5~60min后进入休眠状态,在正常状态下,休眠电流一般只有30~50mA,因此蓄电池会有微量电流输出。另一方面,汽车的电器设备存在着难以避免的、微量的漏电现象。以上这些放电电流统称为暗电流。

既然汽车电气系统的暗电流难以避免,就要设法将它限制在最小的数值上。如果整车的暗电流过大,蓄电池的电量下降20%以上,将造成发动机起动困难。因此,如发现蓄电池短时间内亏电,应当检查电气系统的暗电流是否过大,以及电控系统的“休眠模式”是否起作用。

技巧点拨: 汽车电气系统的暗电流是汽车正常工作的保障,但过大的暗电流会造成难以起动。

二、汽车电气系统暗电流检测方法

1.使用万用表测量

首先断开汽车上所有的用电设备开关,将点火开关转至OFF位,然后选择万用表的大电流档,将万用表串联在蓄电池负极电缆与负极极柱之间,即负表笔(黑色)接触负极极柱,正表笔(红色)接触蓄电池的负极电缆(之所以要这样连接,是因为拆开的负极电缆的电位比蓄电池负极极柱的电位高)。再逐一断开各分支电路,然后观察万用表指针的摆动情况:如果略有摆动,说明暗电流很小,是汽车上的小功率用电设备(如电子钟)在耗电(在静态下,如果蓄电池的放电电流不超过50mA,说明暗电流基本正常);如果万用表指针的摆动幅度很大(蓄电池的放电电流大),说明电气系统的暗电流过大。

注意: 应当先将万用表的两个表笔与蓄电池的负极极柱和负极电缆连接好,然后从蓄电池的负极上脱开负极电缆,再进行检测。不要先拆开蓄电池的负极电缆,然后才连接万用表,这样有可能检测不到暗电流。使用万用表测量的缺点是费时、费力,而且必须拆开蓄电池的电缆,会造成某些电控单元记忆的数据丢失。

2.使用钳式电流表测量

使用钳式电流表(图1-22)检测的好处是不需要拆卸蓄电池的连接线。一辆宝马745i轿车,停放几天后,接通点火开关,仪表板和中央显示屏上ABS、DSC和PARK等多个信号报警,发动机不能起动,并且点火钥匙无法取出。初步判断为蓄电池严重亏电,导致电控系统进入失效保护状态。试着断开所有电器开关,并锁上各车门,等待3min(因为宝马车型在所有电器停用3min后进入第1次休眠),然后观察起动开关处的指示灯,依然亮着红色(正常情况下应当熄灭),说明还有用电器在耗电。为了验证是否异常放电,等待16min后(宝马车型进入第2次休眠),用50A钳式电流表夹住蓄电池的负极,然后断开所有的用电器开关,看到钳式电流表上的读数为0.35A(应当不大于0.02A),说明确实存在过高的暗电流。

图1-22 使用钳式电流表测量电流

3.采用隔离法检查

一辆2008款奥迪A6轿车,行驶里程为1.8万km,该车停驶1天后,发动机无法起动,蓄电池电量几乎放完。为了排查蓄电池亏电的原因,首先确认门锁灯、照明灯等处于关闭状态,然后将SK-7831型钳式电流表设置在4000mA直流电流档,使钳式电流表的表头夹在蓄电池的负极上,从钳式电流表的显示屏上读到310mA,这就是暗电流,正常值应当小于30mA。接着采用隔离法检查,逐一断开各路熔丝,同时观察钳式电流表上的显示值,当拔下第4个熔丝时,发现钳式电流表的读数明显下降,说明该熔丝涉及的室内灯、阅读灯、点烟器、时钟、收音机、行李舱照明灯或空调指示灯等电路可能存在短路现象。试着将前、后2个点烟器弹出,故障依旧。既然维修资料提示该车正常时的暗电流为30mA左右,计算下来,相当于消耗3.6W电功率,这一功率数与行李舱照明灯的功率比较接近,于是检查行李舱的照明灯,发现确实已经损坏。更换该灯,故障排除。

4.使用蓄电池测试仪检查

新型蓄电池测试仪(图1-23)能够快速检测蓄电池的存电状况,以及点火开关断开后蓄电池是否有放电现象。该测试仪的检测方式分为蓄电池随车测试、发电机测试以及暗电流测试,测试所需要的时间从30s到4min不等。测试的具体内容包括蓄电池状况、蓄电池寿命百分比、极板短路或断路、极板腐蚀、电解液温度、发电机电压、发电机电流、整流二极管脉冲电压以及电气系统的暗电流。测试的结果不但可以在显示屏上显示,而且可以通过红外端口传送给打印机。

图1-23 新型蓄电池测试仪

5.使用专用设备检测

例如奥迪轿车,设置了专用的测试开关检查暗电流。为了查找暗电流的大小及其产生部位,需要将电流表与专用断开工具J-38758的测试开关相连接,并且保留在电路中,然后对汽车进行路试和测量。

技巧点拨: 汽车电气系统暗电流的测量方法包括万用表测量、钳式电流表测量、隔离法(分段拔去熔丝)检查、蓄电池测试仪检查以及使用专用设备检测等多种方法。

三、汽车电气系统产生暗电流的预防措施

预防汽车电气系统产生暗电流有以下措施:

1)汽车熄火以后,及时断开所有用电器的开关。虽然许多高档轿车具有灯光延时关闭功能,但也不能晚上停车后不断开照明灯开关过夜。这是因为,一旦灯光继电器的触点因故不能分离,将导致蓄电池持续放电。

2)发动机熄火后,不要让点火钥匙长时间停留在ON位。因为在点火开关接通的情况下,蓄电池持续向发电机的磁场绕组和电压调节器放电,这样不仅白白消耗蓄电池的电能,时间长了还可能烧毁发电机的磁场绕组。

3)电子电压调节器必须受点火开关的控制,否则在发动机停转期间,电子电压调节器控制磁场电流的大功率晶体管始终导通,蓄电池将一直放电,使该功率晶体管的工作负荷接近最大,不仅大大缩短电压调节器的使用寿命,而且导致蓄电池亏电。实践证明,如果电压调节器不受点火开关控制而直接与蓄电池连通,使用5~7天后,蓄电池就将无法起动发动机,电压调节器的使用寿命也只有100天左右。

4)注意防止用电设备的插接件进水。一旦插接件进水,将导致插接件的端子氧化,容易引发莫名其妙的断路和漏电故障。

技巧点拨: 汽车电气系统暗电流过大的预防方法是正确使用用电器开关、及时拔掉点火钥匙以及防止用电设备的插接件进水等。

四、怎样防范汽车电路的“虚电”

在以往的故障检测中,认为有电压就有电流。现代汽车发动机装备的电子器件越来越多,耗电量更大,同时各个连接点或多或少存在接触电阻。因此,在进行电气检测之前,应当首先确认电源的电压是否符合要求。

但是,线路电压正常并不等于电流也正常。在很多情况下,使用万用表检测电压无法发现故障点,但是若加上合适的负载,使用试灯检测线路的电流,就可以发现故障的真正原因,这就是所谓的“虚电”作祟。“虚电”通常是指电路某处由于插接器插头氧化或者连接螺钉松动等原因引起接触不良。在这种情况下,可以通过小电流,用万用表测量电压,显示是正常的;但是若施加负荷,有一定的负载电流时,“虚电”电压就会减小甚至完全消失,要么造成起动机运转无力,要么造成连接端子发热。

防范“虚电”,可以使用试灯进行动态测试,即采用试灯进行有负荷测试,如果线路的接触电阻很大,试灯的亮度会下降。也可以在线路中串联电流表,检测工作电流,如果线路接触不良造成接触电阻过大,在电压不变的情况下,试灯显示的电流会很小,说明电源不足。总之,采用试灯动态测量线路的电流,才能比较准确地确定电路的电源是否正常。

技巧点拨: 汽车电路中的线路电压正常并不等于电流也正常,防范汽车电路产生虚电的方法是采用试灯进行负荷测试。

五、车辆漏电故障的检修方法

所谓漏电是指车辆停驶时蓄电池逐渐放电,造成车辆无法起动或电器无法工作的故障现象。长期漏电还会导致蓄电池过度放电而损坏,尤其是当前中高档轿车使用了大量的电控系统,这一问题更为明显。

1.漏电的主要原因

1)停车熄火时忘记关闭用电设备(如车内照明灯等),无钥匙起动系统的起动按键未关闭,车门或行李舱盖未关好,这些都是新手车主容易犯的小错误。停车后点火开关损坏自行接通,或车内不经过点火开关的用电器(如点烟器、收音机、电动座椅、室内照明灯等)开关经常接通,长时间停车后电器开关未关闭而导致蓄电池漏电。

2)当蓄电池外壳有溅漏的电解液时,正负极接线柱可能连通而放电。蓄电池内部电极隔板腐蚀穿孔、损坏,或正负极板间的氧化物过多,极板直接连通造成短路,引起蓄电池内部自行放电。蓄电池存放过久,电解液中的水与硫酸因密度不同而分层,使电解液密度上小下大,形成电位差而自行放电。

3)当车辆在工作状态时,发电机不发电,导致蓄电池长时间给全车电器供电,也会慢慢消耗蓄电池电量。

4)由于汽车电器、传感器、执行器及控制单元等电子元器件故障及导线搭铁,导致锁车后某些控制单元不能正常进入休眠状态而产生蓄电池漏电。还有一些车主到非正规改装店加装用电器,未连接开关控制线路,而是直接接到蓄电池正极电源,导致用电设备在锁车后一直工作,从而使蓄电池亏电。

2.休眠电流

休眠电流是指点火开关在关闭位置时,仍然存在的微弱电流,也叫暗电流(Dark Current)。正是因为这些休眠电流的存在,以及蓄电池的自然放电,导致车辆在长期停放后容易因蓄电池电量不足而无法起动。

那么,为什么要有休眠电流呢?这是因为一些控制单元为了保持数据的记忆功能,必须长期供电。例如音响系统要记忆上次听过的频段,空调系统要记忆风向和风速设定,还有防盗系统的一些传感器也需要长期供电,以保证全天候的监控功能。这部分休眠电流的放电,属于蓄电池正常的外部放电。

一般来说,车辆的休眠电流不应超过20mA,但现代汽车的电子化程度越来越高,电器设备越来越多,线束越来越复杂,休眠电流也在同时增大。如果车辆经常出现缺电无法起动的情况,但检测蓄电池自身无问题,发电机能够正常充电,也无其他使用不当时,则需要检测车辆的休眠电流。

3.车辆漏电的检修方法

1)首先使用蓄电池测试仪检查蓄电池是否老化,若测试正常,而且是由于人为原因造成蓄电池放电,只需对蓄电池充电即可。如果是在车辆运行过程中蓄电池电量逐渐耗尽,则要首先检查发电机或充电系统是否存在故障。

2)如果车辆运行过程一切正常,但停驶几天后,蓄电池电量就会耗尽。首先要检查蓄电池两极柱之间是否有其他意外连接引起的直接短路,然后检查各种不经过点火开关的用电器是否正常。

3)连接故障诊断仪,接通点火开关并读取故障码。如果有故障码,则按故障码提示进行检查。

4)如果没有故障码,则关闭所有用电器并锁车一段时间后,使用钳式电流表或将万用表串联在蓄电池负极电路中测量休眠电流。若休眠电流大于厂家要求的标准值,则逐个拔下熔丝盒内的熔丝(几乎所有的车身用电器都有熔丝)。当拔下某个熔丝的时候,休眠电流减小或是消失了,就说明是该熔丝所在电路中的用电器有异常放电,然后直接检查该用电器和相关线路就可以找到故障原因。

技巧点拨: 在实际维修中,常见的漏电问题有些是车辆自身设计或质量问题所致,也有部分是由加装、改装导致的,不规范的线路改装方式也经常造成漏电故障。

六、宝马车更换蓄电池后经常亏电

故障现象 一辆宝马5系轿车,车型代号E60,行驶里程37万km。车主反映车辆由于无法起动而更换蓄电池,但是更换蓄电池后经常亏电,导致车辆多次无法起动。

故障诊断 遇到此类故障时,第一步要判断车辆是否漏电。对于宝马车型来说,可以通过宝马综合服务技术应用(简称ISTA)中的电源诊断步骤(简称ABL)文件,查询车辆的漏电历史(图1-24)。

图1-24 ABL文件

从图1-24中可以看到,车辆在之前的24次休眠过程中,只有一次的休眠电流超过了80mA。80mA的漏电量是宝马官方给出的标准,但从实际情况来看,正常的车辆休眠电流大多在20~30mA。接下来通过钳式电流表进行实车测量,注意此时要断开充电机。待车辆进入休眠状态后,观察电流表读数为1.042A(图1-25)。

第二步,各总线的休眠情况对于蓄电池容量消耗来说,影响至关重要。如果有某一条总线不休眠,就会导致放电电流增大,因此在检查过程中一定要重视。具体检查过程如下:

1)打开ISTA查阅电路图,选择好适配器,并安装在网关控制单元上。

2)连接好宝马综合测量接口盒(简称IMIB),并读取波形,此时应为正常波形。

3)锁车,10~20min后再检查波形,休眠后的正常波形应是一条直线,且电压数值应符合标准。对于K-CAN总线,H线应为0V,L线应为12V,其他总线均应为0V,如图1-26所示。切记不能仅仅通过示波器上的“一条直线”来判断是否休眠,而忽略了电压值的大小。

图1-25 测量休眠电流

4)当发现某一条总线有问题时,需要依次断开这条总线上的控制单元,同时观察IMIB上的波形。如果断开某个控制单元之后总线恢复正常,就说明这个控制单元有问题。

图1-26 总线波形

第三步,通过钳式电流表配合电压表来判断故障点。蓄电池正极的几条导线比较粗,因此利用钳式电流表直接读取电流数值,可以方便地找到与故障相关的配电盒。但是到了配电盒上,受到线路密集的影响,钳式电流表操作起来就不是很方便了。而拔熔丝的方法虽然直观,却又会带来其他一些影响,例如故障消失、衍生其他故障等。此时可以使用万用表的电压档来查找故障点。

由欧姆定律可知,在同一电路中,通过某段导体的电流与这段导体两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。如果某个用电器漏电,那么在整条线路以及对应的熔丝上都会有电流流过,而熔丝也是有电阻的,那么使用万用表测量熔丝两端有无电压存在,就可以知道这条线路上有没有电流了。需要说明的是,熔丝的电阻很小,只有毫欧级(mΩ),因此对测量仪器的精度要求较高,一定要使用带有毫伏(mV)档位的万用表,或者也可以使用宝马的IMIB。

举例来说,一个正常尺寸的5A熔丝,根据资料其电阻约为15.2mΩ(表1-1),使用万用表的毫伏档测得其两端电压是5.0mV,根据欧姆定律,流经该熔丝的电流就是:5.0mV/15.2mΩ≈328.9mA。不过一般情况下不必进行这样详细的计算,只需要关注线路上有没有电压即可,因为车辆休眠后熔丝上的电压应该为0V。找到漏电的熔丝之后,根据电路图逐一断开用电器件确认,基本上就能顺利找到故障点了。

表1-1 各类型熔丝电阻参考值

根据以上的思路及方法检查这辆宝马5系轿车,首先发现车辆仪表板蓄电池警告灯点亮,但无其他相关提示信息。起动发动机明显感觉蓄电池亏电,起动时间较长且起动机转动无力。将蓄电池充满电后重新起动,车辆无异常。将车辆放置1h后起动车辆,再次出现无法起动的问题。用ISTA对车辆进行诊断,无相关故障码。

检查发现车辆加装过导航、倒车影像并且改装了CID。由于行车记录仪指示灯在锁车后将近1h才熄灭,为防止加装件漏电,经车主同意将所有加装件拆除。然后对蓄电池再充电,放置1h后重新起动,但是故障依旧。

接下来测量车辆的休眠电流,待车辆进入休眠状态后(变速杆指示灯熄灭),仍然有825mA的休眠电流,可见车辆有异常放电部件。根据电路图(图1-27),用钳式电流表测量从蓄电池正极出来的每条电源线上的休眠电流,发现从蓄电池正极接点X13769到后部熔丝盒插接器X13768之间线束的休眠电流达到了825mA,显然这是不正常的。接下来再测量插接器X13507至X13766间的线束,休眠电流仍为825mA。

图1-27 熔丝电路图

使用IMIB的电压档逐一测量前部熔丝支架(A41a)上各熔丝两端的电压,测得F23熔丝(30A)两端的电压为1.3mV,其他熔丝均为0.0mV。根据F23熔丝的电路图(图1-28),分别用钳式电流表测量熔丝下游的各个电路,发现电动冷却液泵(M6035)所在的线路存在电流。断开电动冷却液泵上的插接器X6035,这一路线束上的电流变为正常的0mA,同时发现电动冷却液泵的插接器存在烧蚀现象(图1-29)。

故障排除 更换电动冷却液泵和相关线束插接器后,故障排除。

技巧点拨: 对于高档车型,由于配置的用电设备较多,即使在车辆停放时,也会有一些用电设备在不停地消耗蓄电池的电能。如休眠电流过大,则应查找休眠电流过大的原因,是否存在某些用电设备异常工作的现象。

七、宝马760 Li漏电故障的检修

故障现象 一辆2006年的宝马760Li轿车,车型为E66,配备排量6.0L的N73发动机和6档自动变速器,行驶里程15万km。车主反映该车停放几天后就无法起动,甚至仪表灯都不亮,但是使用外接蓄电池可以顺利起动。

故障诊断 该车曾在其他修理厂检修过,来到我厂时,行李舱右侧的整个音响模块已经拆下,车内仪表台右侧的杂物箱也已拆下。维修人员接车后首先检测车辆的休眠电流。找到行李舱右下侧的蓄电池,将钳式电流表夹在蓄电池负极线上(图1-30),然后关闭所有车门,用螺钉旋具将行李舱盖锁舌拨至闭锁位置,然后锁止车辆。由于该车带有无钥匙进入功能,为避免天线与钥匙的通信干扰,特意将车钥匙放到车辆10m以外。半小时后观察,休眠电流仍然在300mA以上,说明该车无法起动的原因正是车辆存在漏电。

图1-28 F23熔丝电路图

图1-29 电动冷却液泵插接器烧蚀

该车共有大大小小60余个控制单元,使用一般的方法检查漏电,拆装工作量大、耗费时间长。为此,宝马在诊断设备里设计了一项服务功能,在“车身—供电—电力下降命令”菜单中,可以单独控制某个控制单元进入休眠状态,这样就大大节省了时间,但弊端是车辆的休眠电流在这一模式下会略微提高。

图1-30 钳式电流表

维修人员通过该项服务功能,逐一发送电力下降命令,但是全部执行之后,发现车辆还是存在漏电,故障排查一下陷入僵局。难道是诊断思路有问题?维修人员静下心来仔细梳理,并用了很长时间分析该车的供电系统,以及总线上各个控制单元之间的关联,最后认定此前的思路及检修过程并没有问题。既然各控制单元都没有漏电的情况,那问题应该是出在供电上。

从该车供电系统原理图可知(图1-31),蓄电池正极输出的供电线,有一根到了PM供电模块,另一根到了SBK安全型蓄电池接线柱,SBK后又分为2根火线。看到这里维修思路逐渐清晰了,于是维修人员将钳式电流表夹在各正极导线上,检查到底是哪根导线漏电。检查发现,连接起动机和发电机的120mm 2 导线(图1-32)的休眠电流接近300mA。看来是起动机、发电机或前熔丝盒存在漏电。

图1-31 供电系统原理图

图1-32 维修手册中对120mm 2 导线的说明

考虑到车主反映该车曾经更换过起动机,于是维修人员先断开起动机正极接线柱进行测量,故障没有变化。接下来检查发电机,该车的发电机安装在V12发动机的左前侧,拆掉左前侧空气滤清器外壳,能够看到发电机的正极接线已经有些焦糊,看来是导线长期与发电机外壳摩擦而出现短路。

故障排除 将发电机线束修复好,再次检测休眠电流,降至80mA以下。半个月后电话回访,没有再出现漏电现象,故障排除。

技巧点拨: 检查漏电的常规方法一般是逐一断开用电设备的供电熔丝,或者直接断开用电设备的线束插接器,然后查看断开哪个用电设备后,休眠电流下降,就说明该部分电路存在漏电情况。

八、2017款斯柯达野帝漏电

故障现象 一辆2017款1.4T斯柯达野帝,行驶里程3899km,车主反映该车如果停放两天以上蓄电池就会有亏电现象。

故障诊断 因为已多次进行路救并且已经更换过蓄电池,当时测得静态电流为40mA左右(厂家指导文件为60mA以下),所以怀疑是车主忘记关闭某用电器导致,但是车主坚决否认。经过沟通最后决定将车辆留厂观察,果然第三天去起动车辆的时候发现亏电比较严重。

可以确认该车肯定有漏电的地方,但是实测静态电流在正常范围之内。无论如何还是需要再测量车辆的静态电流,并且需要长时间观察静态电流的数值变化。再次使用6356的SZ钳式电流表对该车进行静态电流测量,并且一直盯着ODIS的显示器,以观察电流值的变化情况。大概20min左右,该电流表的读数偶然会超过1A,也就是说静态电流在1000mA以上,至此确定该车肯定存在漏电现象。另外在大电流出现时好像听到类似于风扇的声音。

通过观察,果然发现电子风扇异常,感觉漏电的地方可能找到了,于是接着开始换件模式,清单如下:主继电器、电子风扇、冷却液温度传感器、空调高压传感器、空调控制模块、仪表、发动机舱熔丝盒、发动机控制模块、车身控制模块、网关,貌似能换的东西都换了,线路也整理过了。

接下来根据该车电路图分析电子风扇正常工作的条件,风扇控制模块除了风扇电动机2个端子外,还有4个端子,分别是:1#端子,它通过SA1向风扇控制模块提供风扇工作的主电源;2#端子是来自主继电器的87#端子,它是模块本身工作所需的电源;3#端子是来自发动机控制单元的占空比信号;4#端子接地。

风扇控制模块根据占空比信号的大小来控制风扇的转速,占空比为10%左右(车型不同稍有不同)风扇开始低速运转,占空比达到90%及以上,风扇以最高速运转,而发动机的控制依据无非是冷却液温度和空调压力数据。另外,如果风扇控制模块在正常工作状态下没有收到来自发动机控制单元的占空比信号,或者占空比信号为0时,风扇均以最高速运转。

根据以上分析,在发动机熄火、点火开关关闭以后,风扇仍然运转的可能原因有:2#端子始终有电,并且3#端子收到大于10%的占空比信号;2#端子间歇性有电的时间与风扇运转间歇的时间同步。

根据从简单到复杂的原则,先查找关闭了点火开关很长时间后2#端子还有12V电压,导致风扇控制模块处于工作状态的真正原因。根据电路图,分析主继电器的工作过程是:点火开关打开,发动机控制单元收到15#电源后被唤醒,进行自检,在自检完成后给主继电器的控制端供电,然后主继电器开始工作,并通过87#端子给发动机控制模块以及风扇控制模块供电。此时,发动机控制模块才算真正处于工作模式。另外,在点火开关关闭后,发动机控制单元还是要继续控制主继电器闭合一段时间,这时如果冷却液温度偏高,风扇会延时运转一段时间。

根据以上分析的原理,具体操作如下:用万用表测量熔丝SB24或者SB10,在点火开关关掉以后很久仍然有12V电压,在拔掉主继电器后,该处的电压消失,说明线路没有问题。风扇控制模块熔丝SB24的电压来自主继电器,于是检查主继电器的控制端电压,发现控制端接地。在与技术经理交流中得知,该控制线已经检查过,没有发现问题。而且,做过飞线处理后也没有解决问题。如果该线没有问题,难道换件的发动机控制模块存在问题?显然不会那么巧,更何况更换了多块发动机控制模块,都没解决问题。

至此,所有的问题都集中指向了发动机控制模块,其内部控制出现了异常,导致主继电器异常闭合,同时间歇性地为风扇控制模块提供了大于10%的占空比信号。据技术经理反映,通过反复换件,已排除发动机控制模块自身的问题,但需找出发动机控制模块为什么在点火开关关闭后迟迟不进入休眠状态的真正原因。

在反复对照电路图检查发动机控制模块每个端子后,最终判断只有一个端子是来自15#继电器。我们知道发动机控制模块要慢慢地进入休眠状态,除了它的唤醒电源被关闭外,CAN线上也不能有数据传输。于是决定连接示波器(6356)测量CAN线的波形,另外,通过波形,也能检测发动机控制模块是否进入休眠状态。

在点火开关闭合后,CAN的活动频率渐渐变慢,最终变成两条直线,并且电压也只有0.5V左右,貌似已经进入休眠状态了。关闭点火开关15min后,波形突然向上窜起,很短时间后又回归直线,不过电压值比第一次的直线稍高。通过截图(图1-33、图1-34)发现,随后每隔30s左右波形就会突然上窜,如此反复下去;与此同时电子风扇也会随着波形的上窜而转动。其实图1-33、图1-34是一样的波形,只不过它们的时基设定不一样,可以通过图1-33看到风扇脉动的开始情况,通过图1-34可以看出风扇运转的时间。

图1-33 异常时CAN-H和风扇PWM信号波形1

通过波形的分析可以肯定,在点火开关关闭后有CAN模块没有休眠(不一定是驱动CAN总线,因为其他CAN总线会通过网关影响到驱动CAN的运行)。这时我们只需要确定是哪个模块影响了驱动总线,用排除和脱离法会很轻松地找出问题模块。当把ABS控制单元的插头拔掉后,驱动总线的波形(图1-35)立刻进入休眠状态,再检测SB24的电压为0。

图1-34 异常时CAN-H和风扇PWM信号波形2

图1-35 休眠时CAN-H和风扇PWM信号波形图

针对本案例的故障现象,确认了车辆ECU休眠又会突然唤醒,就应该按ECU不能休眠这个大方向去思考分析故障,而总线(总线上的节点)不能休眠是首先必须考虑的问题。车辆ECU正常进入休眠状态的时间,是根据车辆电控单元(ECU)的数量而定的,美系、日系车型在5min左右,德国奥迪的电控单元有120多个,车辆ECU全部进入休眠时间需要30min左右。后来维修技师在本书作者的指导下对故障进行层层剖析与检查,通过插拔电控单元,找到故障的原因是ABS控制单元故障。至于电子风扇在车辆ECU休眠后为什么还会运转,这与ABS控制单元故障之间没有直接的因果关系,属于发动机ECU误判的结果。考虑现代车辆发动机工作时,正常工作温度提高到90~105℃,发动机熄火后,风扇还会运转一段时间,将发动机温度降到90℃(门限值)以下。

故障排除 综上分析得到真正的故障点是ABS控制单元。在检查确认ABS控制单元的15#供电端能够受点火开关正常控制后,更换ABS控制单元,并做好制动液的排气工作后,再测静态电流为20mA左右。至此,故障被彻底排除。

维修总结 电子风扇的运转与ABS没有直接关系,但通过示波器检测到ABS始终不能进入休眠状态,并且通过总线向外发送信息。发动机控制模块接收到信息误认为是某模块(如空调控制模块)请求风扇运转的指令。另外,如果不是修理人员之前做了大量的失败工作,本书作者在维修时肯定也会冒失地更换发动机控制模块。

技巧点拨: 作为维修人员,在维修比较复杂的故障时,思路一定要清晰,对故障现象的分析要准确,不能盲目地换件,检查维修某系统之前,一定要搞清楚该系统的工作模式,分析是哪个方面出了问题。依照由简单到复杂、由高频(故障率)到低频的原则进行检查和维修。即使一开始没有找到正确方向,随着维修的深入,也一定能找到真正的故障点。

九、路虎神行者2不能起动

故障现象 一辆路虎神行者2,配置2.2T柴油发动机,行驶里程为76087km。车主描述车辆放置一夜后不能起动,蓄电池换过两块了,还是没解决问题。

故障诊断 根据车主描述,接车后把车放置一个下午,测量蓄电池电压为10.34V,并且车辆已经无法起动,初步诊断该车存在严重的漏电现象。

首先连接诊断仪SDD读取故障码,未发现有相关故障。接着检查休眠电流,等待电流稳定后读出的休眠电流为1.67A,远超出规定的休眠电流,说明车辆的确存在严重漏电。

哪个用电器会漏电呢?根据以往的经验,中央显示屏漏电现象比较常见,休眠电流也很大,可能是放一夜就不能起动的原因。拆掉中央显示屏,电流变成了1.42A,说明问题不在显示屏。

继续选择断开熔丝的方法,然后对比断开前后电流表的读数。当拔掉CJB上F27一个5A的熔丝时,读数降到了0.62A。通过查找电路图,发现F27是空调模块的供电,难道是空调系统漏电吗?进一步分析,假设空调系统漏电的话,漏电的点应在:①模块本身;②用电器,比如鼓风机、风门电动机等。把空调系统的用电器逐个验证一遍,都未发现漏电现象,可是为什么拔掉空调系统的熔丝电流会变小呢?

维修人员意识到可能被误导了,因为拔掉A/C熔丝后,电流表的读数为0.62A,这个电流并不是正常的休眠电流,神行者2正常的休眠电流小于25mA。而且之前拔掉中央显示屏的时候电流也降了一点,也就是说可能存在多个模块不休眠。也可能是由于某个模块出现问题,然后它向整个车身网络发出信号,阻止整个车辆的模块休眠。重新查看电路图,着重查看空调模块所在的中速CAN模块网络,如图1-36所示。

根据电路图发现空调模块在整个网络中很特殊,因为它不是终端,网络线有进有出,也就是相当于一个中间网络线,这就不难理解为什么拔掉空调模块比拔掉中央显示屏后电流下降得多了。那么现在检查的重点就在中速网络中的几个模块了:驾驶人侧车门模块、前排乘客侧车门模块、无钥匙模块、中央显示屏和CJB。接下来分别拔掉各个模块,当拆掉前排乘客侧车门模块时发现插头处已进水腐蚀,打开模块发现模块内部有锈迹,如图1-37所示。看来问题就在这里,找一个同型号的模块更换后检测电流为13mA,电流正常。车辆放置两天一次就能起动,问题解决。但为什么插头会有水呢?检查车门,没有发现漏水现象,与车主沟通后得知该车为二手车,不清楚以前的使用情况,只能建议车主今后使用中注意观察。

故障排除 更换前排乘客侧车门模块,编程,试车,故障排除。

技巧点拨: 该车的故障是一个典型的漏电故障,检测过程几经波折。但是事后总结,如果能对该车的电路图更熟悉一点,就不会走这么多弯路。这就要求我们平常多积累,多总结,遇到问题时思路打开一点,效率就会更高一点。

图1-36 电路图

图1-37 模块内部有锈迹

十、进口大众夏朗漏电故障

故障现象 一辆进口大众夏朗,配置CDAA发动机及PQE变速器,行驶里程为47893km。车主反映车辆在不使用的情况下,在车位上停放三天就无法起动。

故障诊断 接车后按通常处理这类故障的检测程序,首先用万用表测量了蓄电池电压,检测结果为9V,电压过低。

究竟什么原因引起蓄电池电压过低呢?根据故障现象初步分析,故障原因大概有以下几种情况:①蓄电池老化导致;②停车时驾驶人忘了关用电器(小灯等)而导致蓄电池放电;③电器和用电线路存在漏放电故障(如内顶灯、收音机、控制模块等);④不规范的外加装电器(行车记录仪等);⑤充电线路故障。

采用排除法,首先给蓄电池充足电,然后停放一个晚上后用VAS6161检测蓄电池的功能状态,结果为良好,如图1-38所示。既然蓄电池不存在故障,接下来的重点就是检查车身装置是否有漏电现象。

连接VAS6150,再接上电流检测仪,同时关闭所有用电装置,锁上车门和机盖锁。等待半个小时后测试静态电流为0.026A,数值小于正常休眠电流0.030A,这样的电流为正常,如图1-39所示。

图1-38 蓄电池功能状态

图1-39 静态电流值

此时有一点疑问,蓄电池良好,车身也没有漏电现象,那蓄电池电压是怎么衰减的呢?难道真的是忘了关用电器才导致放电的?打电话给车主,经询问排除了此可能,那究竟是怎么回事呢?或许还是线路问题,有可能是哪一根导线磨损,造成意外搭铁引起漏电。随后检查了线路,拆开熔丝盒盖仔细观察,果然发现此处额外加装了行车记录仪的电源线。

为了查证加装的线路是否合理,对接在熔丝盒上的线束进行了测量。一根是搭铁线,两根火线一根接点火开关控制的15号线,一根接常火线。在思考时忽然想到,这根常火线是供该型号行车记录仪在车内无人状态模式下自启动的供电线路,难道问题出在这里?

图1-40所示为点火开关控制的15号电源,以及30号常火电源。为了证实这个想法,坐进车里,关掉所有用电装置进行测试。等了40min左右,果不其然,行车记录仪自启动了,如图1-41所示。此时观察到的静态放电电流为0.465A,远大于正常的休眠电流0.030A。图1-42为行车记录仪在自启动时的电流。

故障排除 故障原因找到了,那就是行车记录仪自启动模式在工作,造成蓄电池的过放电。

解决这个问题的唯一办法就是不让行车记录仪自启动,和车主进行电话沟通后,技师把两根火线都接在点火开关15号电源上,关上点火开关的同时,切断了自启动模式的电源,隐患排除。

图1-40 熔丝盒

图1-41 行车记录仪自启动

图1-42 行车记录仪在自启动时的电流

技巧点拨: 检查车身漏电看似简单,实际操作并不容易,不能只看表面。认真分析故障原因的同时,要注重对车主的问询,以免遗漏意外的特殊情况,这样才能找出故障根源,彻底解决问题。 kou07Sy2M0lb47OO9PEXCkJuCmhmqY+RMpt6kidCzSO2/Q6co2xAsnxxgh9VlqmR

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开