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现代汽车电路的特点、类型及线路检修的方法

汽车眺望 2021-09-23 17:41:04

摘要:随着汽车电子技术的发展,汽车电路也越来越复杂,电路检修的难度随之增加,本文结合汽车电路维修手册,分析了现代汽车电路的特点、类型及线路检修的方法。


1、前言


電器设备在汽车上应用越来越多[1],使电路故障率也随之上升,进行电路故障诊断与维修的难度加大,促使维修技术人员要大量的学习电路理论原理与实践活动相结合。不同汽车电路控制原理也不尽相同[2],因此根据具体的故障症状,分析电路的原理、组成以及各种接线规律,确定技术状况,理清电路的内外联系,查找出故障部位及原因。据统计,现代汽车故障中电路故障、油路故障和行驶系统故障各自占比例约为70%、20%和10%,由此可见,现代汽车绝大部分的故障出在电路上,因此电路的故障诊断是汽车维修的重点。


2、电路的设置原则和特点


由于汽车的结构的形式、电器设备的数量、安装的位置以及接线的方法等不同造成整车电路也具有各自不同的特点。一般汽车电路都具有以下特点:


(1)单线制。所有电器设备的正极均采用导线相互连接[3],而所有的负极则直接或间接通过导线与车架或车身金属部分连接,即搭铁点。


(2)蓄电池与发电机并联连接。在发动机转速未达到发电电压时,蓄电池向发电机和用电设备供电,作为辅助电源;当发动机达到一定转速后开始发电,向用电设备供电,同时对蓄电池进行补充充电,两者互为补充,使用电设备在不同情况下都能正常工作,同时延长蓄电池的供电时间。


(3)并联制。用电设备的之间的连接方式采用并联为主,当汽车在运行中某一支路电器设备损坏或者工作不良时,并不影响其它支路电器设备的正常工作,其安全性得以提高。


(4)起动电路与其它电路分开。起动机的电源直接与蓄电池相接未经配电盒,在蓄电池与起动机正极接线柱之间连接易熔线,起到保险作用,易熔线的额定电流比普通保险丝的要大,由于起动机起动电流比较大,允许通过的电流强度高达500-1000A。


(5)都设有保险装置。为了防止因短路或搭铁而烧坏电线或用电设备,电路中都设有保险装置,如:易熔线、断路器和熔断器,其中易熔线和熔断器都是一次性保护装置,断路器是一种可重复使用的电路保护装置。


(6)全车多个搭铁点。用电设备的正常工作都是电源从蓄电池正极出来,经过各种开关、控制装置,经过电器设备或执行机构,最后一根线回流线回到电瓶负极,形成一个闭合的电路,才能使用电设备正常工作。比如大众系列CC 2012款车,其机舱内搭铁点有11个、车内搭铁点11个、车身侧面8个和行李箱搭铁点5个。如果在汽车电路中,某一个搭铁点不良,会出现某一局部电路故障,因此搭铁点在汽车电路中起着重要的作用,不容忽视。


3、整车电路与线束的基本组成


汽车电路包括:电源电路、起动电路、点火电路、电子控制电路、照明与灯光电路、仪表与信息显示电路、空调系统控制电路、其它辅助装置电路和网络控制系统。整车线束可分为:机舱线束、车身线束、电子控制系统线束、仪表线束、底盘线束、电器设备线束、座椅线束、地板线束等。连接这些线束的枢纽有:中央配电盒总成、仪表配电盒总成和各种开关,其中,来自蓄电池的电都要经过中央配电盒后送往全车各个用电设备进行供电,仪表配电盒主要是为仪表系统用电设备供电,一般中央配电盒里主要安装保险装置和继电器,置于机舱内左侧,靠近蓄电池部位;仪表配电盒主要安装保险装置,一般置于驾驶室内主驾驶仪表板左侧面或者仪表板下方、脚踏板上方面板部位;开关不但是线束的中心还是各局部电路的控制核心[4],开关功能反映了局部电路的主要动能,用电设备的工作都是围绕着各自的开关来控制来实现目的。另外有些高档轿车配备的保险装置和蓄电池比普通车多,如大众的CC有和沃尔沃XC60都有双蓄电池,即主蓄电池和辅助蓄电池,在发动机自动停止的情况下,车辆的常规系统如照明、音响等均可正常工作,此时主、辅蓄电池是相通的,它们之间的正极有一个继电器,车辆启动的时候,继电器断开,大电瓶只给启动马达供电,车内的用电设备由小电瓶供电。如图1所示沃尔沃XC60双电源及配电盒布置。

现代汽车电路的特点、类型及线路检修的方法

汽车线束是汽车电路的网络载体,是联通各个部件电气通信的功能血管,汽车电器设备的正常运行都是通过电线来传递电源或信号,因此,没有线束也就不存在汽车电路,也就不能实现电器设备的工作。线束通常用耐高温的聚氯乙烯绝缘软管或波纹管把走向大致一致的十几根电线装成一捆,通过电线插接器,插头和插座均与各个线束端相连,将插头插入相应的插座,即完成了线束之间的连接,汽车大部分线束置于装饰盖下面。


4、汽车电路的检查


4.1常用电路检测工具


(1)万用表。主要用来测电阻、交直流电压和电流、电容、二极管导通。


(2)故障诊断仪。使用万用表不能诊断和排除故障时,需要借助故障诊断仪,通过读取故障码或数据流,分析、确定发生故障的部位及原因。


(3)示波器。使用万用表和诊断仪不能检测出传感器具体工作性能情况时,需要借助通过示波器动态实时波形显示,进行波形分析,根据与标准波形的对比,确定故障的原因。


还有像跨接线、有源或无源试灯、专业檢测小工具等作为电路检测的辅助工具。


4.2线路的插接器


线路插接器是汽车电路中不可缺少的电器元件,因其连接可靠、检修方便而在汽车上广泛使用。在汽车电路中,插接器主要用于传感器、执行器、控制单元线束,线束与线束或导线与导线之间的相互连接,构成一个完整的整车电气系统。为了防止插接器在汽车行驶中脱开,所有的插接器均采用闭锁装置,安全气囊的线束和插接器尤为特殊。拆卸插接器时,必须压下锁止机构,切不可用力猛拉电线,避免损坏插座和插头,造成不必要的更换。另外,插接器有损坏或锈蚀时用小螺丝刀或者退针器自插口段伸入撬开锁止机构,拉出线头。对锈蚀严重的线头,可用细砂纸除去锈层,否则更换。如图2所示插接器的拆卸。

现代汽车电路的特点、类型及线路检修的方法

4.3线路检查的方法


汽车线路常见故障:断路、短路、漏电以及接线松脱、潮湿及腐蚀等导致的接触不良或绝缘不良等[5][6]。根据汽车电路的特点,可以将检查分成三部分:ECU、传感器、执行器和配电盒相互线路故障;传感器和执行器自身故障;ECU自身故障。在线路检查中,保险丝、继电器和开关作为线路的一部分,线路的通断通过万用表测量电阻值或或电压来判断。检修电路时,若需要切断电源时,必选先拆下蓄电池负极再拆正极,防止损坏电子元器件或ECU。一般情况下,正常导通线路电阻都小于1Ω,根据实际测量发现大部分正常导通线路电阻都在0.2Ω-0.5Ω之间;线路接头部分虚接、导线过细或接触不良时电阻会变大;完全虚接或接触不良意味着线路开路或者断路,电阻无穷大,显示在数字式万用表上为“1”。以下线路检查以2014款帕萨特车型为例,检查ECU、传感器和配电盒之间的线路。如图3所示帕萨特J623与前、后氧传感器及保险丝的电路图。

现代汽车电路的特点、类型及线路检修的方法

检查方法:


断开GX10前氧传感器和J623发动机控制单元线束插头,测量:


测量前点火钥匙开关置于OFF档位(或LOCK档),同时拆卸蓄电池的负极,拔开GX10线束插头、拔开J623控制单元线束插头。


(1)用万用表黑表笔插在SB8保险的2孔,红表笔插在GX10线束母插头5号针脚,测得电阻应小于1Ω,说明线路正常;


(2)用万用表黑表笔插在J623控制单元线束插座57孔,红表笔插在GX10线束母插头3号针脚,测得电阻应小于1Ω,说明线路正常;


(3)用万用表黑表笔插在GX10插头3号针脚,红表笔插在GX10插头5号针脚,测得电阻5Ω-8Ω,说明GX10前氧传感器加热电阻正常。


(4)恢复蓄电池负极,点火开关置于ON档位,用万用表红表笔插在SB8保险的2孔,黑表笔插在负极搭铁,测得电压为12V,说明在配电盒保险SB8的2孔出口电压正常;用红表笔插在GX10线束母插头5号针脚,黑表笔插在负极搭铁,测得电压12V,说明线路到GX10线束插头5号针脚处电压正常。


在汽车电路检修中,只要根据维修手册的电路,找到相应的线束插接器针脚,根据以上检测方法,其它传感器、执行器、配电盒和ECU之间的线路检查操作方法与前所述一样,不同点是,各自电路中测得电阻值有差别,标准值根据相应维修手册查得。另外对于执行器、传感器自身故障的检查相对来说比较容易检查,本文不再赘述。


5、结论


汽车电路故障诊断中,如果线路不正常,导致用电设备工作不良,从而影响整车的工作性能。汽车电路的检修要掌握电路原理、用电设备的控制原理,还要结合不同车型的电路维修手册,熟练使用汽车常用检测工具,才能快速排除电路故障。


来源:时代汽车 孔田增 朱中文

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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