模擬線路間歇性短路的試驗(yàn)方法

莊亦重，楊 卓，宋宏貴

（東風(fēng)汽車有限公司 東風(fēng)商用車技術(shù)中心，武漢 430056）

2010年國(guó)內(nèi)重卡累計(jì)銷售101.74萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)59.93%，其中半掛牽引車?yán)塾?jì)銷售35.46萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)67.98%，半掛牽引車逐漸成為重卡市場(chǎng)的主流車型。半掛牽引車領(lǐng)域的可靠性、舒適性、智能化也逐漸成為市場(chǎng)差異化競(jìng)爭(zhēng)的亮點(diǎn)。通過(guò)售后市場(chǎng)反饋統(tǒng)計(jì)，某系列車型的閃光單元偶爾出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象，影響到整車及產(chǎn)品零部件的信譽(yù)。

1 失效狀態(tài)

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，閃光單元管腳之間及內(nèi)部電路沒(méi)有短路情況，主車原裝線束無(wú)短接、露線頭情況。用戶改裝掛車線束有絕緣層破損、露銅現(xiàn)象。閃光單元負(fù)載對(duì)應(yīng)的20 A保險(xiǎn)之前也更換過(guò)，推斷前期車輛保險(xiǎn)損壞過(guò)。后組合燈、側(cè)轉(zhuǎn)向燈均采用LED燈負(fù)載。

現(xiàn)場(chǎng)分析，由于短時(shí)間內(nèi)負(fù)載大電流流過(guò)閃光單元的負(fù)載電流取樣電阻康銅絲處，過(guò)熱引起線束燒損，閃光單元為燒損冒煙源頭。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，閃光單元對(duì)應(yīng)的20 A保險(xiǎn)燒蝕故障之前曾更換過(guò)，推斷前期此回路曾出現(xiàn)過(guò)短路或過(guò)載現(xiàn)象；閃光單元外部管腳之間沒(méi)有短路現(xiàn)象，主車原裝線束無(wú)短接、露線頭現(xiàn)象；用戶改裝掛車線束有絕緣層破損及露銅現(xiàn)象，露銅處與車架地未直接接觸，但有觸碰可能；后組合燈、側(cè)轉(zhuǎn)向燈采用LED燈，負(fù)載正常、完好。

現(xiàn)場(chǎng)分析結(jié)論，掛車線束絕緣層破損處與車架地搭鐵時(shí)，閃光單元輸出短路，由于閃光單元內(nèi)部電流取樣電阻康銅絲的限流作用，使起短路保護(hù)作用的20 A保險(xiǎn)未能及時(shí)熔斷，持續(xù)的大電流導(dǎo)致康銅絲、線束過(guò)熱引起燒損。

2 問(wèn)題分析

閃光單元外部管腳正常，主車原裝線束、燈具正常，可排除由于閃光單元接插件、主車負(fù)載故障而導(dǎo)致閃光單元燒毀。

用戶加裝燈沒(méi)有超過(guò)額定負(fù)載且狀態(tài)正常，可排除燈具原因。

現(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為客戶改裝掛車線束出現(xiàn)搭鐵造成短路，從而導(dǎo)致閃光單元燒毀，這一判斷是基于閃光單元內(nèi)部取樣電阻的作用導(dǎo)致20 A保險(xiǎn)不能及時(shí)熔斷的前提。如果20 A保險(xiǎn)及時(shí)熔斷，那么閃光單元沒(méi)有燒毀持續(xù)的電源供給卻燒毀的原因仍需進(jìn)一步分析。針對(duì)上述故障，采用實(shí)際電路進(jìn)行試驗(yàn)及分析。

3 試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析

3.1 模擬試驗(yàn)

搭建整套閃光單元仿真工作環(huán)境。

1）樣品為3735015-C0100閃光單元總成；

2） 轉(zhuǎn)向燈負(fù)載，主車：3×21 W，掛車 3×21 W；

3）2個(gè)12、V165 Ah蓄電池供電；

4）20 A保險(xiǎn)；

5）電磁式電源總開(kāi)關(guān)。

通過(guò)多次試驗(yàn)得到：在未接20 A保險(xiǎn)，負(fù)載短路情況下，閃光單元總成里的康銅絲將發(fā)熱、發(fā)紅、起火；但在接入20 A保險(xiǎn)后，負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)，保險(xiǎn)立即熔斷，不會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的短路。

以上試驗(yàn)證實(shí)了在負(fù)載線束持續(xù)搭鐵、短路時(shí)，保護(hù)閃光單元的20 A保險(xiǎn)可以及時(shí)熔斷，不會(huì)導(dǎo)致閃光單元燒損。

假設(shè)磨損露銅處是虛搭情況，由于在車輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)，使虛搭處的短路時(shí)通時(shí)斷，從而造成保險(xiǎn)沒(méi)斷、而康銅絲又發(fā)熱起火。針對(duì)以上假設(shè)進(jìn)行試驗(yàn)分析。

3.2 模擬車輛車架震動(dòng)狀態(tài)下裸露線束與車架發(fā)生短路

測(cè)試原理圖見(jiàn)圖1。

模擬車輛車架震動(dòng)狀態(tài)下裸露線束與車架發(fā)生短路。供電電源使用蓄電池供電（28 V），直流穩(wěn)壓電源1個(gè)，電磁式電源總開(kāi)關(guān)1個(gè)，固態(tài)繼電器1個(gè)，大功率觸點(diǎn)繼電器1個(gè)，負(fù)載燈泡3個(gè)，F(xiàn)LUKE熱像儀。通過(guò)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出PWM波信號(hào)，采用固態(tài)繼電器增加驅(qū)動(dòng)能力，控制大功率繼電器（機(jī)械觸點(diǎn)式）通斷頻率，由于信號(hào)發(fā)生器輸出PWM波幅值為5 V，且驅(qū)動(dòng)電流僅為mA級(jí)，無(wú)法驅(qū)動(dòng)機(jī)械式繼電器觸點(diǎn)吸合，所以在信號(hào)發(fā)生器與機(jī)械繼電器之間安裝電子式固態(tài)繼電器。通過(guò)信號(hào)發(fā)生器控制大功率繼電器（機(jī)械觸點(diǎn)式）通斷頻率，實(shí)現(xiàn)閃光單元掛車轉(zhuǎn)向燈輸出線與車架周期性短路，調(diào)節(jié)PWM波信號(hào)的頻率及占空比，模擬車輛行駛過(guò)程中不斷振動(dòng)引起的短路周期。

通過(guò)多次試驗(yàn)得到：PWM波在頻率10 Hz、占空比為20%～40%之間時(shí)，20 A保險(xiǎn)不會(huì)熔斷，閃光單元可持續(xù)供電，但此時(shí)的康銅絲會(huì)發(fā)熱、發(fā)紅以至起火。

4 結(jié)論

閃光單元燒蝕是在車輛行駛過(guò)程中，由于不平路面引起的車身隨機(jī)振動(dòng)及發(fā)動(dòng)機(jī)引起的正弦振動(dòng)，致使客戶私接線束某處磨損露銅，與車架出現(xiàn)周期性間歇短路現(xiàn)象。此種短路現(xiàn)象在某些條件下，不能使相應(yīng)的保險(xiǎn)熔斷，保險(xiǎn)失去短路保護(hù)作用，從而導(dǎo)致閃光單元內(nèi)康銅絲過(guò)熱、點(diǎn)燃外殼、引起明火，造成閃光單元及線束燒毀。

［1］傅軍，王茜，江浩，等.半掛牽引車市場(chǎng)發(fā)展前景分析［J］.商用汽車，2011，（11）:69-71.