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摘要:随着汽车工业飞速发展，小汽车已进入寻常百姓家，汽车为人们的出行带来了很大的便利，但其在使用过程中也常会发生故障，由于现代的汽车技术的不断发展，在现代汽车故障中通常以电器故障的发生率高。引起汽车电器故障的原因是多方面的，这就需要我们对提高现代汽车电器故障的诊断技术，从面提高对故障的检修率。
关键词: 故障；故障诊断；检测；维修
现代汽车技术中电子控制技术的广泛应用，使得汽车电气系统越来越复杂。只有充分理解现代汽车电路的特点，合理使用各种汽车电气故障诊断方法，才能有效的进行电气系统的故障诊断和维修。现将汽车电路的特点和常用的汽车电气系统故障诊断的方法介绍如下。
一、汽车电路的特点
现代汽车电气与电子设备虽然种类繁多、功能各异，但其电路都遵循一定的原则，了解这些原则对汽车电路分析是很有帮助的。
汽车电路可归纳为以下特点：
1.低压。汽车电系的额定电压主要有 12V和 24V两种。汽油机普遍采用 12V电源，柴油机多采用 24V电源（由两个 12V 蓄电池串联而成）。汽车运行时的电压，一般12V系统为 14V，24V系统为 28V。
2.直流。现代汽车发动机是靠电力起动机起动的，起动机由蓄电池供电，而向蓄电池充电又必须用直流电源，所以汽车电系为直流系统。
3.单线制。单线连接是汽车线路的特殊性，它是指汽车上所有电气设备的正极均采用导线相互连接；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相连，即搭铁。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发经导线流入用电设备后，再由电气设备自身或负极导线搭铁，通过车架或车身流回电源负极而形成回路，所以汽车电路上的导线大都是带电的，而电气设备大都直接通过外壳搭铁。由于单线制导线用量少，线路清晰，接线方便，因此广为现代汽车所采用。
4.并联连接。各用电设备均采用并联，汽车上的两个电源（蓄电池与发电机）之间以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接。如图 1 所示
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图 1 并联连接
由于采用并联连接，所以汽车在使用中，当某一支路用电设备损坏时，并不影响其他支路用电设备的正常工作。
5.负极搭铁。采用单线制时蓄电池的一个电极需接至车架或车身上，俗称“搭铁”。蓄电池的负极接车架或车身称为负极搭铁，蓄电池的正极接车架或车身称为正极搭铁。负极搭铁对车架或车身金属的化学腐蚀较轻，无线电干扰小。我国标准规定汽车线路统一采用负极搭铁。
6.保险装置。为了防止短路，电路中通常设有保护装置，如熔断器、易熔线（又称保险丝），一般总保险丝盒安装在驾驶员侧或副驾驶位侧，方便检查和更换。
7.线路的颜色和编号。为了便于区别各线路的连接，汽车所有低压导线必须选用不同颜色的单色或双色线，并在每根导线上编号。编号是由生产厂家统一编定的。在维修中能很好的利用线路的颜色和编号方便的查找同支路的连线，防止接错。
8.集中供电和统一控制。为了方便通、断电源与用电设备之间联系，蓄电池正极先接至钥匙开关，由钥匙开关向总保险丝盒供电，再由总保险丝盒向各用电设备供电，如图 2。这样就便于检查和更换（保险丝熔断故障是最常出现的）。
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图 2 集中供电和统一控制
二、汽车电气系统故障产生的原因
汽车电气系统故障总体上可分为两大类：一类是电气设备故障；一类是线路故障。
1.电气设备故障电气设备故障是指电气设备自身丧失其原有机能，包括电气设备的机械损坏、烧毁、电子元器件的击穿、老化、性能减退等等。在实际使用和维修中，常常因线路故障而造成电气设备故障。电气设备故障一般可修复的，但一些不可拆的电子设备出现故障后只能更换。
2.线路故障。线路故障包括断路、短路、接触不良或绝缘不良等。接触不良故障有时容易出现一些假象，给故障诊断带来困难。搭铁不良有可能造成电气设备开关失控，电气设备工作出现混乱。这是因为有的搭铁线多为几个电气设备共用，一但接触不良，造成多个电气设备工作异常。
3.电气故障影响因素
（1）温度与湿度。温度是电子、电器元件老化、过热损坏的主要原因。它与电气设备、电子元件工作时间长短、布置位置以及电器元件自身的发热散热条件有密切关系。在湿度较大的环境下，将会增加水分子对元件的浸润作用，使其绝缘性能下降，影响电气设备的工作性能。
（2）电压的波动。汽车电气系统的电压波动可分为两种：一种是正常范围内的波动，即从蓄电池的端电压到电压调节器起作用的电压之间；另一种为过电压，过电压将对汽车上的电子设备带来极大危害。过电压从其性质来分，可分为非瞬变性和瞬变性过电压。
非瞬变性过电压主要是由于发电机调节器失灵或其他原因引起发电机励磁电流未经调节器，使发电机电压升高到不正常值。这种故障如不及时排除，则整个充电系统会一直处于不正常的高压状态，过电压有时可高达 100V以上。它会使蓄电池的电解液沸腾，电气设备烧毁。
瞬变性过电压对汽车电子元件危害最大，主要是以下几种情况：
1）停车时关闭点火开关，由于发电机的磁场绕组与蓄电池之间通路瞬间切断，从而在磁场绕组中感应出按指数规律变化的负电压，其反向峰值可达- 100~-50V。该脉冲由于没有蓄电池吸收，极易引起电子元件的损坏。
2）在汽车运行中发电机与蓄电池之间的导线意外松脱，或在没有蓄电池的情况下，突然断开其他用电设备。发电机端电压瞬间可升高很多，极限情况可达100V 以上，且维持 0.1s 左右的时间。对一些过电压敏感的电子元件，这样的过电压足以引起损坏或误动作。
3）电感性负载，如喇叭、各种电机、电磁离合器等，在切换时，将在电路中产生高频振荡，振荡的峰值电压可达 200V 以上但持续时间较短（300μs 左右），一般不能引起电子元件的损坏，但对于具有调频响应的控制系统，如电控汽油喷射系统往往会引起误动作。
（3）电气设备间的相互干扰。在汽车运行过程中，电气设备之间会以不同的方式彼此侵扰，电气设备不论任何因素激发出的振荡都会通过导线等以电磁波的方式发射出去，势必对其他电子系统产生电磁干扰。因此，汽车上应用的计算机等，都应具有良好的屏蔽措施，一旦屏蔽被破坏，也会导致其工作异常。
（4）其它。汽车行驶中不可避免地主生振动和冲击，它将造成电子设备的机械性损坏。如脱线、脱焊、触点抖动、搭铁不良等故障。尘土及有害气体的侵蚀会导致接触不良、绝缘性能下降等故障。
三、汽车电气系统故障常用诊断方法和应用
汽车电路发生故障主要有：断路、短路、电气设备和元件的损坏等。为了能迅速准确地诊断故障，一般常用以下几种诊断方法：
1.直观诊断法。电路系统发生故障时，有时会出现冒烟、火花、异响、焦臭‘发热等异常现象。这些现象可通过人的眼、耳鼻、手的触觉感觉到，从而可以直接判断出故障所在部位。
2.逐个检测法。汽车上有很多电器设备的连线比较简单，一般从集中供电的核心总保险丝盒上相应的保险丝开始到控制按钮（或开关），再到电气设备，元器件很少，可逐个进行检测来判断故障的位置。如图 3 所示，只需检查保险丝、喇叭按钮和电喇叭三个器件及其连线即可。
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图 3 汽车喇叭线路简图
3.跨接法。对于控制性元件，检测其好坏时，可用跨接法来诊断。即用专用连线把被怀疑的元件进出两端直接连接，观察仪表指针或电气设备工作状况从而判断该元件是否失效。例如，怀疑电路中的各种开关有故障，可用导线将开关短接来判断开关是否好坏。
4.换件法。换件法在实际故障诊断中经常采用，使用一个无故障的元件替换怀疑可能出现故障的元件，观察出现故障系统的工作情况，从而判断故障所在。采用换件法必须注意的是，在换件前要对其线路进行必要的检查，确保线路正常方可使用，否则会造成更大的损失。
5.电脑检测法。现代汽车由于电脑控制系统的全面使用，使其使用更经济，更环保，操作更方便。同时，也使电子器件更多，结构更复杂，检测更繁琐。使用专用的电脑检测设备，能更有效的进行故障检测，而且更快、更方便。特别是维修装备电子设备较多的车辆，使用专用的电脑检
测设备是十分必要的。
6.高压试火法。对高压电路进行搭铁试火，观察电火花强弱，判断点火系的工作情况。具体方法是：取下点火线圈或火花塞的高压导线，将其对准火花塞或缸盖等，距离约5mm，然后接通起动开关，转动发动机，看其跳火情况。如果火花强烈，呈天蓝色，且跳火声较大，则表明点火系工作正常；反之，则说明点火系工作不正常。
7.低压搭铁试火法。即拆下用电设备接线的某一线端对汽车的金属部分 （搭铁）碰试而是否产生火花来判断进线是否有电流。这种方法常用来判断是电气设备故障，还是，进火线至蓄电池连线间的断路故障。用以缩小检查范围。搭铁试火法可分为直接搭铁试火法和间接搭铁试火法两种。
直接搭铁试火法：是指通过未经负载而直接搭铁产生强烈的火花来判断是否有断路故障。间接搭铁试火法：是指通过汽车电气设备的某一负载搭铁而是否产生微弱的火花来判断线路或负载是否有故障。注意: 试火法不能在电子控制线路汽车上应用。
四、结束语
现代汽车电气设备故障诊断的方法趋向于采用专用的电脑检测设备检测和用换件法检测，只采用这两种方法，有时会造成误换和检测时间过长、检测错误等结果（电脑不会区分是线路故障还是器件故障，只是笼统的以此支路上终端器件的名称为故障名）。因此，训练掌握以上所有故障诊断方法，合理运用，才能获得较好的结果。
参 考 文 献:
[1] 李春明主编 . 汽车电器设备与维修 [M]. 北京 : 高等教育出版社, 2005,1.
[2] 张吉国主编 . 汽车典型电控系统的结构与维修 [M]. 北京 :机械工业出版社, 2005,8.
论文作者:张远锋
论文发表刊物:《基层建设》2015年32期
论文发表时间:2016/9/12
标签：故障论文; 汽车论文; 电气设备论文; 过电压论文; 蓄电池论文; 负极论文; 导线论文; 《基层建设》2015年32期论文;