商用車(chē)車(chē)架搭鐵可靠性改進(jìn)

魏淵

摘 要：文章通過(guò)對(duì)商用汽車(chē)車(chē)架搭鐵可靠性影響因素的分析研究，提出可靠有效的搭鐵點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)以及工藝控制方法。

關(guān)鍵詞：車(chē)架搭鐵;搭鐵可靠性

中圖分類(lèi)號(hào)：U466 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）09-131-03

Reliability Improvement of Grounding for Commercial Vehicle Frame

Wei Yuan

（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.， Ltd.，?Shaanxi Xian 710200）

Abstract：?Based on the analysis of the factors influencing the reliability of the grounding for commercial vehicles frame， this paper puts forward the reliable and effective of the grounding point connection structure and the process control method.

Keywords：?Grounding point of vehicle?frame; Reliability of grounding point

CLC NO.： U466 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）09-131-03

前言

為了節(jié)約電線材料和方便安裝，汽車(chē)電路一般都是采用單線制，即從電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接，而用汽車(chē)車(chē)身骨架、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)等金屬導(dǎo)體作為公共通道構(gòu)成回路的另一導(dǎo)線，這種方式便稱(chēng)為“搭鐵”。蓄電池的負(fù)極接車(chē)架稱(chēng)為“負(fù)極搭鐵”;蓄電池的正極接車(chē)架稱(chēng)為“正極搭鐵”^[1-2]。根據(jù)我國(guó)QC/T 413—2002《汽車(chē)電氣設(shè)備基本技術(shù)條件》的規(guī)定，汽車(chē)采用單線制時(shí)，應(yīng)采用負(fù)極搭鐵，可以減輕對(duì)車(chē)架的電化學(xué)腐蝕，減小無(wú)線電干擾^[3]。

1?搭鐵類(lèi)型及方式

1.1?汽車(chē)搭鐵類(lèi)型

汽車(chē)搭鐵類(lèi)型主要分為電源搭鐵、信號(hào)搭鐵，防靜電搭鐵，搭鐵主要方式有串聯(lián)單點(diǎn)搭鐵、并聯(lián)單點(diǎn)搭鐵以及多點(diǎn)搭鐵。

重型商用汽車(chē)車(chē)架搭鐵為車(chē)輛起動(dòng)電器回路的電源搭鐵，由于起動(dòng)機(jī)功率很大，因此電線越長(zhǎng)截面積較大，需要控制好長(zhǎng)度和走向，減小電壓降，增加安全性。

1.2?商用汽車(chē)搭鐵方式

傳統(tǒng)商用車(chē)起動(dòng)回路負(fù)極搭鐵大多采用發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱本體與蓄電池負(fù)極連接（如圖1所示），但是隨著商用車(chē)個(gè)性化車(chē)型不斷增加，蓄電池位置、變速箱種類(lèi)變化多，導(dǎo)致負(fù)極搭鐵線束長(zhǎng)度變化而引起的零部件變化狀態(tài)較多，不便于狀態(tài)統(tǒng)一，且負(fù)極電纜越長(zhǎng)需要導(dǎo)線橫截面積越大，不利于線束布置。

為進(jìn)一步提高蓄電池負(fù)極搭鐵電纜的裝配便利性和統(tǒng)一性，當(dāng)前大多商用車(chē)蓄電池負(fù)極搭鐵回路為：①用電纜將蓄電池負(fù)極與蓄電池箱體附近的車(chē)架孔連接，實(shí)現(xiàn)車(chē)架與蓄電池負(fù)極導(dǎo)通（如圖2（a）所示）;②用電纜將發(fā)動(dòng)機(jī)變速器飛輪殼與變速器附近的車(chē)架孔連接，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱殼體通過(guò)車(chē)架與蓄電池負(fù)極導(dǎo)通（如圖2（b）所示）。從而讓車(chē)架承擔(dān)引起電纜變化部分的導(dǎo)體，使車(chē)輛負(fù)極搭鐵線束狀態(tài)不受蓄電池箱體位置變化以及變速箱變化的影響，減少線束種類(lèi)以及長(zhǎng)度，狀態(tài)固化統(tǒng)一且降低成本。

采用車(chē)架搭鐵，雖然提升了裝配工藝性，降低了成本，但是車(chē)輛負(fù)極連接回路斷點(diǎn)增多，尤其是負(fù)極電纜與車(chē)架之間連接的可靠性成為車(chē)輛電器功能保障的關(guān)鍵。

2 搭鐵失效的影響

整車(chē)電器各功能系統(tǒng)負(fù)極基本全部通過(guò)車(chē)架搭鐵與蓄電池負(fù)極導(dǎo)通，若車(chē)架搭鐵螺栓接觸阻抗過(guò)大將影響車(chē)輛電器功能正常工作，甚至造成車(chē)輛自燃風(fēng)險(xiǎn)。

2.1?起動(dòng)電流串入其它線路

車(chē)輛起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)機(jī)的額定電流將達(dá)到200A，峰值電流甚至達(dá)到500至1000A，若起動(dòng)回路的負(fù)極電纜與車(chē)架接觸不良，電流將會(huì)串入其它回路較細(xì)的線束回到蓄電池負(fù)極，導(dǎo)致其它線束過(guò)載受熱而燒毀，若附近有油管將存在引起車(chē)輛著火的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2?電阻傳感器信號(hào)值失準(zhǔn)

搭鐵點(diǎn)接觸不良將會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大，搭鐵點(diǎn)產(chǎn)生較大的電壓降，導(dǎo)致水溫等電阻型信號(hào)失真。

2.3?控制器邏輯判斷錯(cuò)誤

車(chē)輛控制器在對(duì)電器件進(jìn)行控制時(shí)，大多通過(guò)電位的變化來(lái)控制繼電器，若存在搭鐵不良將會(huì)影響控制器的邏輯判斷，影響車(chē)輛電控系統(tǒng)正常工作。

2.4?電器件損壞或無(wú)法工作

搭鐵點(diǎn)接觸不良容易造成電壓不穩(wěn)定或斷路，可能損壞用電器或者導(dǎo)致用電器無(wú)法正常工作。

3 車(chē)架搭鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

商用車(chē)起動(dòng)回路為車(chē)輛最大用電設(shè)備，一般要求起動(dòng)回路負(fù)極、正極導(dǎo)體阻抗之和小于2mΩ，因此，按照負(fù)極回路導(dǎo)體阻抗小于1mΩ為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

電流通過(guò)導(dǎo)體接觸面完成傳遞，接觸面積越大，接觸電阻越小，導(dǎo)電性能越好。搭鐵阻抗變大的主要表現(xiàn)形式為接觸不良導(dǎo)致接觸面積變小，即電纜連接片與搭鐵螺栓之間、搭鐵螺栓與車(chē)架之間接觸面連接不充分。

對(duì)此，為了充分保證車(chē)架搭鐵螺栓與車(chē)架的可靠接觸面積，采用螺栓圓柱面（圖1中D面，螺栓面進(jìn)行滾花處理）與車(chē)架孔過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，并對(duì)車(chē)架搭鐵連接孔位進(jìn)行處理，嚴(yán)格控制精度，保證可靠配合;針對(duì)單層梁車(chē)架，由于受螺栓倒角影響，導(dǎo)致過(guò)盈配合面積變小，采用異型螺母進(jìn)行緊固，避讓倒角使螺栓滾畫(huà)面與車(chē)架孔完全接觸;為了充分保證搭鐵接觸面積，降低滾花面接觸失效風(fēng)險(xiǎn)，將螺栓、螺母與車(chē)架接觸面作為輔助導(dǎo)電接觸面（圖1中C面、E面），進(jìn)一步保證導(dǎo)電可靠性。

如圖3所示，電流通過(guò)導(dǎo)線連接端子A面、B面與搭鐵螺栓、螺母接觸到搭鐵螺栓、異型螺母;再由搭鐵螺栓、異型螺母通過(guò)C面、D面、E面到車(chē)架;再由車(chē)架沿著上述相反方向通過(guò)搭鐵螺栓到導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)電流的可靠導(dǎo)通。

4?工藝過(guò)程

車(chē)架搭鐵孔位與搭鐵螺栓接觸面的電泳漆及后期接觸面周邊露底車(chē)架的銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重影響搭鐵可靠性。對(duì)此，在工藝上，車(chē)架電泳過(guò)程對(duì)搭鐵孔位采用螺栓進(jìn)行防護(hù)，電泳結(jié)束后拆除，規(guī)避車(chē)架搭鐵螺栓接觸面被電泳漆覆蓋;在搭鐵螺栓裝配后，在縱梁內(nèi)側(cè)、外側(cè)搭鐵螺栓接觸面周邊Φ30mm區(qū)域用毛刷均勻涂抹少許水性底盤(pán)防腐蠟，防止后期銹蝕影響導(dǎo)電效果。

搭鐵螺栓及線束裝配完成后，用毫歐表對(duì)起動(dòng)負(fù)極搭鐵回路阻抗進(jìn)行檢測(cè)，若不合格標(biāo)準(zhǔn)要求則對(duì)搭鐵連接點(diǎn)進(jìn)行排查返修，防止裝配過(guò)程配合不當(dāng)導(dǎo)致接觸不良影響搭鐵效果。

為了驗(yàn)證搭鐵效果，選取具有代表性的5款車(chē)型各抽取10輛車(chē)，分別對(duì)蓄電池負(fù)極接線端子到動(dòng)力總成搭鐵接線端子之間阻抗進(jìn)行檢測(cè)，全部滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，且同車(chē)型測(cè)量的阻抗值相對(duì)穩(wěn)定，結(jié)果如表1所示。

5 結(jié)論

為了充分保證商用車(chē)車(chē)架搭鐵的可靠性，在搭鐵結(jié)構(gòu)設(shè)

計(jì)上通過(guò)搭鐵螺栓與車(chē)架多面接觸增大了有效搭鐵接觸面積;在工藝中規(guī)避油漆以及銹蝕對(duì)搭鐵接觸面的影響，并通過(guò)阻抗檢測(cè)使裝配過(guò)程可控，系統(tǒng)性規(guī)避了車(chē)架搭鐵點(diǎn)接觸不良對(duì)整車(chē)電器系統(tǒng)功能以及車(chē)輛安全性的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 蹇小平，麻有良.汽車(chē)電器與電子技術(shù)[M].北京：人民交通出版社， 2006.

[2] 邊煥鶴.汽車(chē)電器與電子設(shè)備[M].北京：人民交通出版社，1997.

[3]?QC/T 41 3-2002，汽車(chē)電氣設(shè)備基本技術(shù)條件，2002.