第五節(jié)　汽車電路電壓降的檢測

036　電壓降對汽車電器工作性能會造成哪些不良影響

所謂電壓降是指電流流通時，在電阻兩端形成的電位差。根據(jù)歐姆定律U=IR，當(dāng)電路的電流一定時，電壓與電阻成正比，即在大阻值電阻上形成的電壓降大，在小阻值電阻上形成的電壓降小。在維修實(shí)踐中，由于電路連接不實(shí)和搭鐵不良引起的電壓降比較常見。理想的搭鐵端應(yīng)該是零電位、零阻抗的平面物體。但是，由于搭鐵端的特點(diǎn)和材料的物理性能不同，決定了沒有理想的搭鐵平面，因此在汽車電氣系統(tǒng)中，線路上總是存在一定的電壓降的。

一般來說，線路的電壓降應(yīng)當(dāng)不超過電路電壓的3％。例如在12V電路中，最大電壓降不能超過0.36V，剩余的97％電壓（11.64V）應(yīng)該有效用于電器負(fù)載。

（1）造成起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力

電壓降對汽車啟動性能的影響最為明顯。在啟動電路中，不但起動機(jī)本身會產(chǎn)生電壓降，熔斷器兩端也會產(chǎn)生電壓降。若啟動電路的電壓降過大，流過起動機(jī)的工作電流必然減少，將造成起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力，甚至導(dǎo)致起動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，這樣的例子不勝枚舉。啟動電路電壓降過大的典型表現(xiàn)是：起動機(jī)電磁線圈發(fā)出“咔嚓、咔嚓”的響聲，啟動電路常出現(xiàn)壓降導(dǎo)致起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力的部位如圖2-25所示。

（2）導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足

一輛豐田凱美瑞轎車，出現(xiàn)發(fā)動機(jī)動力不足，加速時有“回火”的故障。檢查燃油系統(tǒng)壓力和進(jìn)氣歧管真空度，都在正常范圍內(nèi)。用點(diǎn)火正時燈檢查，點(diǎn)火時刻準(zhǔn)確。用示波器檢查點(diǎn)火波形，各缸都正常。再用示波器檢查噴油器的波形，發(fā)現(xiàn)噴油器在工作中出現(xiàn)了5V的電壓降。這說明在噴油器的供電電路中可能存在虛接現(xiàn)象，致使流過噴油器電磁線圈的電流減少，磁力下降，噴油器針閥打開的速度變慢，噴油量減少，因而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)動力不足和加速時“回火”。對噴油器供電電路的虛接部位進(jìn)行修理之后，故障被排除。

（3）造成儀表指示失常

一輛哈飛民意汽車，駕駛?cè)朔从忱鋮s液溫度過高，冷卻液溫度顯示在8～10格跳動。測量發(fā)動機(jī)的實(shí)際冷卻液溫度為80℃，說明冷卻液溫度顯示“假高”。檢查冷卻系統(tǒng)，無漏液，風(fēng)扇傳動帶的張緊度和風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)均正常。測量冷卻液溫度傳感器的電阻和電壓都正常，檢查節(jié)溫器和冷卻液泵也正常。清洗了散熱器，更換了氣缸墊及組合儀表（懷疑儀表內(nèi)的CPU損壞），都未解決問題。無意中接通前照燈，發(fā)現(xiàn)冷卻液溫度的顯示一下子增加了3格，迅速達(dá)到頂點(diǎn)（冷卻液溫度顯示應(yīng)該一格一格遞增），于是檢查各搭鐵線，最后發(fā)現(xiàn)蓄電池負(fù)極至車架的搭鐵線結(jié)合面銹蝕，固定螺栓已經(jīng)松動。經(jīng)過除銹處理并緊固螺栓后試車，冷卻液溫度表指示在5～7格變動，故障徹底排除。

由于搭鐵線松動，加上汽車運(yùn)行中的振動，使在搭鐵點(diǎn)處形成的電壓降飄忽不定，有時還會引起汽車低速行駛時發(fā)動機(jī)冷卻液溫度顯示低，高速行駛時發(fā)動機(jī)冷卻液溫度顯示高的怪現(xiàn)象。

（4）導(dǎo)致數(shù)據(jù)通信中斷

引起汽車串行數(shù)據(jù)傳輸故障的常見原因之一是電路接觸不良。目前有越來越多的轎車電子控制系統(tǒng)采用CAN數(shù)據(jù)總線交換信息，如果因?yàn)殡妷航颠^大引起工作電壓低于10.5V，會造成一些對工作電壓敏感的控制模塊暫時停止工作，使整個汽車的多路信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)短暫無法通信的現(xiàn)象，例如發(fā)動機(jī)ECU或防盜控制模塊瞬間從車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中退出，使發(fā)動機(jī)ECU與防盜控制模塊之間的通信中斷，隨之記錄防盜系統(tǒng)觸發(fā)的故障代碼，并且表現(xiàn)出與防盜系統(tǒng)鎖死相似的故障現(xiàn)象，而真正的故障原因卻是線路接觸不良引起的電壓降。

037　怎樣檢測線路的電壓降

①通過感官檢查　若使用儀器測量電纜的電壓降比較麻煩，可以用手觸摸電纜（包括接頭），感覺哪部分發(fā)燙，這個發(fā)燙的部位就是電阻過大之處。例如啟動發(fā)動機(jī)時，檢查搭鐵線是否溫度過高，搭鐵處是否有燒熱的跡象。

②搖車啟動發(fā)動機(jī)檢查　如果在手搖柄與保險杠之間出現(xiàn)火花，大多數(shù)為發(fā)動機(jī)與車架之間的搭鐵銅帶線接觸不良。這種情況往往發(fā)生在汽車大修之后，可能原因是搭鐵處未刮凈防銹油漆所引起。

③采用“模擬振動法”檢查　對于懷疑接觸不良的部位，如圖2-26所示，可以在垂直方向和水平方向輕輕擺動線束，模擬汽車運(yùn)行時的振動狀態(tài)，同時觀察相關(guān)部件的反應(yīng)，如果挪動某一導(dǎo)線時故障再現(xiàn)或故障消失，說明該導(dǎo)線連接點(diǎn)存在虛焊、松動、接觸不良或?qū)Ь€斷裂現(xiàn)象。

④使用萬用表測量　選擇萬用表的直流電壓擋，啟動發(fā)動機(jī)，將紅表筆接觸發(fā)電機(jī)的輸出端，黑表筆接觸發(fā)動機(jī)的機(jī)體，測出一個電壓值；然后將紅表筆接觸發(fā)電機(jī)的輸出端，黑表筆接觸車架，再測出一個電壓值。在正常情況下，這2個電壓值應(yīng)該是一致的。若前者數(shù)值大，后者數(shù)值小，相差0.5V以上，說明在發(fā)動機(jī)機(jī)體與車架之間存在0.5V以上的電壓降，它是由發(fā)動機(jī)機(jī)體搭鐵不良引起的。

也可以使用萬用表的直流電壓擋檢查起動機(jī)外殼的搭鐵狀況：啟動發(fā)動機(jī)，用萬用表的紅表筆接觸起動機(jī)的外殼，黑表筆接觸蓄電池的負(fù)極樁，如果測得的電壓降超過0.2～0.3V，說明起動機(jī)的外殼搭鐵不良。

測量蓄電池電纜電壓降的方法：使用萬用表的直流電壓擋，紅表筆與正極電纜的起動機(jī)端相接觸，黑表筆與正極電纜的蓄電池端相接觸，啟動發(fā)動機(jī)，表上的讀數(shù)就是該電纜的電壓降，其值應(yīng)不超過0.2V。如果超過0.2V，說明電纜的電阻過大，應(yīng)當(dāng)更換。啟動電路壓降的檢測部位及相應(yīng)壓降如圖2-27所示。

⑤采用測試燈進(jìn)行動態(tài)檢測　使用萬用表測量電壓和電阻雖然比較簡便，但是這樣的檢測只是靜態(tài)的，可能無法準(zhǔn)確地判定故障。比較理想的方法是在用萬用表測量之后再用有負(fù)荷的LED測試燈加以驗(yàn)證。若測試燈發(fā)暗（發(fā)光很弱），說明是“虛電”現(xiàn)象，該電路存在電壓降，這樣可以避免因“有電壓無電流”而影響檢測進(jìn)程。例如檢測點(diǎn)火線圈的供電，有時用萬用表靜態(tài)測量其電壓，能夠達(dá)到蓄電池的電壓值，但是在汽車運(yùn)行時由于電器負(fù)荷增大，點(diǎn)火線圈可能無法達(dá)到正常的電壓。其中原因之一就是線路接觸不良，導(dǎo)致接觸電阻增大，引起了電壓降。因此，最好用測試燈進(jìn)行有負(fù)荷測試，如果線路的接觸電阻很大，測試燈的亮度會下降，總之用測試燈進(jìn)行動態(tài)測量更加有效。

如果對什么地方可以使用測試燈，或者對測試燈燈泡的功率沒有把握，也可以不使用測試燈，改為在不斷開車上用電器連接器的情況下測量供電電壓，這種不斷開負(fù)荷的測量方法有助于準(zhǔn)確判斷故障原因。

⑥采用示波器檢測　這種方法最科學(xué)。一般來說，搭鐵線上的電壓降最大不能超過0.2V，如果搭鐵線上的電壓降過大，有可能導(dǎo)致ECU控制異常。

038　采用哪些措施減少線路電壓降

①為了確保線路各連接處、搭鐵處可靠接觸，可以用細(xì)砂布打磨連接部位，將銹蝕物清理干凈，然后涂上專用的導(dǎo)電膠，最后擰緊固定螺栓。

②電器各連接器一定要連接到位，然后使用鎖緊裝置鎖緊。

③不要使用高壓水洗車（圖2-28），特別是對電子器件，否則很容易在連接處積水而形成腐蝕。

④為了確保起動機(jī)有足夠的工作電壓和電流，可以采用重復(fù)搭鐵的方式，即另外用一根比較粗的電纜，一端接在起動機(jī)附近的車架上，另一端接在起動機(jī)下的固定螺栓上，目的是減少啟動電路的電阻，防止因搭鐵不良引起電壓降增大而降低啟動電流。如果在維修中拆下了這根搭鐵線，要注意予以裝復(fù)。

⑤盡量使用較短的導(dǎo)線連接電路，每根連接導(dǎo)線的電阻值應(yīng)控制在0.5Ω以下。

⑥起動機(jī)和大多數(shù)發(fā)電機(jī)都是依靠安裝件（例如安裝架、固定螺栓等）來組成搭鐵回路的，因此在檢查交流發(fā)電機(jī)傳動帶的張緊度或更換起動機(jī)零件時，務(wù)必保持安裝件的可靠連接。如果裝配部件松動，會在松動處產(chǎn)生電壓降，發(fā)電機(jī)將不能向其他用電設(shè)備提供滿負(fù)荷輸出，起動機(jī)可能無法啟動發(fā)動機(jī)。

⑦對于因暴雨進(jìn)水（圖2-29）及因其他情況導(dǎo)致車內(nèi)進(jìn)水的汽車，要特別注意檢查各電器連接器是否進(jìn)水和氧化。如果連接器已經(jīng)變色，應(yīng)當(dāng)用除銹劑和無水酒精加以清洗，然后用電吹風(fēng)吹干，再連接牢靠以盡量減小接觸電阻和電壓降，嚴(yán)重者需更換全車線。

039　診斷和排除汽車線路壓降故障實(shí)例

（1）汽車線路的壓降

一條完整的汽車電路，不僅要有足夠的電壓，還必須具有良好的接地，才能構(gòu)成正常的工作回路。如果電路中供電或接地回路連接不實(shí)，哪怕只是一個并不引起人們重視的0.01Ω的電阻，輕則使負(fù)載部件出現(xiàn)欠電壓現(xiàn)象，重則會引發(fā)電路系統(tǒng)中許多“奇特”的故障。例如：這0.01Ω的電阻發(fā)生在啟動電流為200A的啟動線路中，根據(jù)歐姆定律它將會導(dǎo)致一個2V的線路壓降（200A×0.01Ω=2V），輕則使起動機(jī)效率下降，重則導(dǎo)致發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低和轉(zhuǎn)速傳感器正弦波幅值降低，因而不足以引發(fā)ECU產(chǎn)生觸發(fā)信號而不能啟動。如果發(fā)生在電子控制系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中傳感器及執(zhí)行器的觸點(diǎn)、連接器和接地點(diǎn)等部位都是產(chǎn)生線路壓降的源泉，因此其故障率更高。

汽車電子元件的可靠性是很高的，一般不會輕易出現(xiàn)故障。在日常工作中所遇到的電控系統(tǒng)故障，尤其是一些“疑難雜癥”，其中很大一部分都與出現(xiàn)在電路的供電回路或接地回路上的壓降有關(guān)。其具體形成原因則不外乎連線松動、脫落，搭鐵端斷開、松動和腐蝕，連接件接觸不良等。

對線路壓降有懷疑時，必須用動態(tài)電壓降測試法，對電路的供電回路和接地回路進(jìn)行檢測。其測試方法是：在線路處于滿負(fù)荷正常運(yùn)作狀態(tài)下，通過萬用表的電壓擋，將表筆的正極端接在電器設(shè)備連接蓄電池正極的一端上，表筆的負(fù)極端接在負(fù)極接地點(diǎn)，通過測量線路中電流的流動對負(fù)載部件（或電子元件）引起的線路壓降來發(fā)現(xiàn)故障的部位。一般線路壓降的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：

①整車電路總的線路壓降（在不計(jì)接觸電阻的情況下）應(yīng)<0.8V。

②起動機(jī)線路每100mA電流產(chǎn)生的線路壓降一般應(yīng)<0.015V。

③發(fā)電機(jī)處于額定負(fù)載時的線路壓降應(yīng)<0.3V。

④接線或電纜的線路壓降應(yīng)<200mV（大負(fù)荷導(dǎo)線或線徑為D6、D8的電纜線路壓降一般應(yīng)<300mV）。

⑤開關(guān)的線路壓降一般應(yīng)<200mV，電磁閥的線路壓降應(yīng)<300mV。

⑥電控單元的線路壓降一般應(yīng)<50mV。

⑦傳感器的線路壓降一般為0～50mV。

⑧接頭的線路壓降一般為0V，接地線的線路壓降應(yīng)<100mV。

據(jù)此，在日常電路系統(tǒng)故障診斷中，測試線路壓降確是一種便捷而精確的故障診斷方法，一旦掌握了這種方法，定會收到事半功倍之效果。

（2）汽車線路壓降的維修實(shí)例

例1　發(fā)電機(jī)輸出電源線接觸不良引發(fā)的蓄電池經(jīng)常虧電

一輛雅閣乘用車蓄電池經(jīng)常虧電，發(fā)動機(jī)啟動困難。檢查中發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)啟動的瞬間，儀表板上所有的燈都會變暗。檢測怠速時蓄電池接柱電壓為12V，加速時電壓為12.6V，而發(fā)電機(jī)輸出端電壓則為14.2V。對其進(jìn)行了線路壓降測試，確認(rèn)為充電線路接觸不良，順著充電線路查找，最后在熔斷器盒處，發(fā)現(xiàn)在蓄電池連接座上的兩個固定發(fā)電機(jī)輸出線的螺柱嚴(yán)重銹蝕。拆下打磨并擰緊后，怠速工況下的蓄電池電壓隨即升至約14V。

例2　電磁開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良引發(fā)的啟動困難

一輛豐田乘用車，起動機(jī)與蓄電池均正常，但起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無力。用萬用表接入起動機(jī)電源端對其進(jìn)行線路壓降測試，發(fā)現(xiàn)起動機(jī)在啟動時，電源電壓突然從12V降至8V，說明起動機(jī)無力是由于線路壓降帶來的欠電壓造成的。于是，按照啟動線路順序逐一進(jìn)行檢查，最后發(fā)現(xiàn)是由于電磁開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良，產(chǎn)生的動態(tài)電阻造成的啟動線路壓降所致，修復(fù)后故障排除。

例3　燃油泵連接器進(jìn)水后形成的銅綠（氧化層）引發(fā)接觸不良，發(fā)動機(jī)加速無力

一輛日產(chǎn)千里馬乘用車加速無力。檢測怠速時燃油壓力為210kPa，偏低（標(biāo)準(zhǔn)值為250kPa），開始認(rèn)為是燃油泵壓力偏低造成的，但燃油泵是剛換的新泵。后確認(rèn)為線路問題。于是拆下燃油泵連接器檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)連接器內(nèi)布滿進(jìn)水后形成的銅綠，經(jīng)打磨處理后故障排除。

例4　接地線螺栓未擰緊引發(fā)發(fā)動機(jī)無規(guī)律熄火，加速不暢

一輛雅閣乘用車，曾因水管漏水造成高溫拉缸，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了大修。出廠不久，出現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速抖動、加速不暢和無規(guī)律熄火故障。調(diào)取故障代碼，無故障代碼輸出，檢查燃油壓力和高壓火花，均正常。最后經(jīng)線路壓降檢測，確認(rèn)為接地回路故障。于是對發(fā)動機(jī)、車身及ECU上的接地回路進(jìn)行徹底檢查，最后發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管附近（靠近制動真空助力器處）的一個接地線固定螺栓，由于維修人員在發(fā)動機(jī)裝車時僅用手?jǐn)Q上幾扣，忘了擰緊，因此將該螺栓擰緊后，故障排除。

例5　發(fā)動機(jī)ECU線斷路引發(fā)的不能啟動的接地

一輛豐田陸地巡洋艦越野乘用車，在途經(jīng)一段不平路面時突然熄火后無法啟動，打開點(diǎn)火開關(guān)故障指示燈也不亮。考慮到是一種突發(fā)性故障，電控系統(tǒng)故障的可能性不大。于是直接對其進(jìn)行了線路壓降測試，經(jīng)測試確認(rèn)是接地回路故障。于是，順著線路檢查，最后在拆下儀表板右側(cè)下護(hù)板時，發(fā)現(xiàn)ECU殼體與車身連接的一根接地線固定螺栓已經(jīng)掉了。恢復(fù)后，打開點(diǎn)火開關(guān)，故障指示燈立即點(diǎn)亮，發(fā)動機(jī)順利啟動。

例6　點(diǎn)火低壓電路接地不良引發(fā)發(fā)動機(jī)不能啟動

一輛切諾基越野車不能啟動，拔下高壓線對氣缸體試火，無高壓火花，表明故障在點(diǎn)火系統(tǒng)。于是逐一對點(diǎn)火線圈的一次側(cè)及二次側(cè)電路電阻和信號發(fā)生器等元件進(jìn)行了常規(guī)檢查，均正常，但仍不能啟動。后經(jīng)線路壓降測試，確認(rèn)為點(diǎn)火系統(tǒng)低壓線路接地回路故障。于是，順著點(diǎn)火線路對點(diǎn)火系統(tǒng)相關(guān)連線的連接部位進(jìn)行了檢查。最后發(fā)現(xiàn)在分電器內(nèi)的一根低壓接地線固定螺釘松動，擰緊后發(fā)動機(jī)順利啟動。