所谓“电压降”,是指电流流通时,在电阻两端形成的电位差。根据电学欧姆定律U=R×1,当电路的电流一定时,电压与电阻成正比,即在大阻值电阻上形成的电压降大,在小阻值电阻上形成的电压降小。反过来说,如果电路两端的电压降越大,说明该电路的电阻值越大。因此,从一定意义上说,“电压降意味着电阻”,低电压降意味着低电阻,高电压降意味着高电阻。 线路上电压降的产生,主要有导线(特别是小线径导线)固有的电阻和电路连接端(包括接地端)接触不良等2种原因。在维修实践中,由于电路连接不实和接地不良引起的电压降比较常见。例如插接器腐蚀,在电路中形成附加的电阻,这种附加负载会消耗一部分电压,使电路中的正常负载无法获得规定的电压。现代汽车上的很多传感器设计为5V基准电压,如果电路接触不良,会使反馈ECU的数据高于正常值,并由此产生一系列不利影响。 理想的接地端应该是零电位、零阻抗的平面物体。但是,由于接地端的特点和材料的物理性能不同,决定了没有理想的接地平面,所以在汽车电气系统中,存在一定的电压降总是难以避免的。 那么,电压降是多少才算不正常呢?一般来说,某电器的电压降应当不超过电路电压的3%。例如在12V电路中,最大电压降不能超过0.36V,剩余的97%的电压(11.64V)应该有效用于电气负载(见表5-5）。
所谓“电压降”,是指电流流通时,在电阻两端形成的电位差。根据电学欧姆定律U=R×I，当电路的电流一定时,电压与电阻成正比,即在大阻值电阻上形成的电压降大,在小阻值电阻上形成的电压降小。反过来说,如果电路两端的电压降越大,说明该电路的电阻值越大。因此,从一定意义上说,“电压降意味着电阻”,低电压降意味着低电阻,高电压降意味着高电阻。
线路上电压降的产生,主要有导线(特别是小线径导线)固有的电阻和电路连接端(包括接地端)接触不良等2种原因。在维修实践中,由于电路连接不实和接地不良引起的电压降比较常见。例如插接器腐蚀,在电路中形成附加的电阻,这种附加负载会消耗一部分电压,使电路中的正常负载无法获得规定的电压。现代汽车上的很多传感器设计为5V基准电压,如果电路接触不良,会使反馈ECU的数据高于正常值,并由此产生一系列不利影响。
理想的接地端应该是零电位、零阻抗的平面物体。但是,由于接地端的特点和材料的物理性能不同,决定了没有理想的接地平面,所以在汽车电气系统中,存在一定的电压降总是难以避免的。
那么,电压降是多少才算不正常呢?一般来说,某电器的电压降应当不超过电路电压的3%。例如在12V电路中,最大电压降不能超过0.36V,剩余的97%的电压(11.64V)应该有效用于电气负载(见表5-5）。
1.电压降对汽车工作性能的不良影响：
(1)造成起动困难：电压降对汽车起动性能的影响最为明显。在起动电路中,不但起动机本身会产生电压降,熔断器两端也会产生电压降,还有蓄电池负极与车架之间的接地线,如果这些部位接触不良,在起动电路中形成过大的电压降,流过起动机的工作电流必然减小,将造成起动机运转无力,甚至使起动机不能转动,这样的例子不胜枚举。起动电路电压降过大的典型表现是:起动机电磁线圈发出“咔嚓、咔嚓”的响声。
一辆富康1.6L电喷轿车,行驶里程4万km,将点火开关转至起动档,起动机没有反应。将变速杆挂入1位,可以推车起动,说明发动机本身没有问题。检查蓄电池的电压,正常;拆下起动机单独试验,运转良好。最后发现是蓄电池的负极电缆接地处锈蚀。
起动机的起动电流高达100A以上,如果蓄电池的负极电缆接地不良,在接地处形成很大的接触电阻,这一接触电阻与起动机电枢线圈串联并且“分压”,导致电压降增加,起动时分配到电枢线圈上的电压降低,流到起动机的电流减小,所以起动机运转无力,不能产生足够大的电磁转矩带动发动机曲轴旋转,严重时导致起动机不能转动。
(2)导致发动机动力不足一辆丰田佳美轿车,装备3SFE型发动机,出现发动机动力不足,有时加速“回火”的故障。检查燃油系统压力和进气歧管真空度,都在正常范围内。用点火正时灯检查,点火时刻准确。用示波器检查点火波形,各缸都正常。再用示波器检査喷油器的波形,出现了5V的电压降。这说明在喷油器的供电电路中可能存在虚接现象,致使流过喷油器电磁线圈的电流减少,磁力下降,喷油器针阀打开的速率变慢,喷油量减少,因而导致发动机动力不足和加速时“回火”。对喷油器供电电路的虚接部位进行修理之后,故障被排除。
(3)导致怠速转速过高：一辆2007款捷达伙伴轿车,发动机怠速转速达到960r/min。
连接故障诊断设备V.A.S5051检测
，没有故障码存储。读取数据流,发现怠速时节气门开度为4.3%(偏大),01—0804组第二区显示的电源系统电压为12.7V(规定电压13.5～14.2V)。检査发现,继电器盒的底座有烧蚀变黑现象。更换该零件后,故障被排除。分析故障原因,由于继电器存在虚接现象,在继电器盒内形成了附加电阻,产生了电压降,ECU识别到供电电压下降等情况后,启用了内部应急程序,使发动机的怠速转速升高。
(4)导致数据通信中断：目前有越来越多的轿车电子控制系统采用CAN数据总线交换信息,如果因为电压降过大,引起工作电压低于10.5V,会造成一些对工作电压敏感的控制模块暂时停止工作,使整个汽车的多路信息传输系统出现短暂无法通信的现象。而引起汽车串行数据传输中断的罪魁祸首,往往是因线路接触不良引起的电压降。
2.电压降检测中的几个认识问题：
1)有人说:“凡是有电阻的地方都会产生电压降”。此话并不确切。测量电路的电压降,必须要有电流通过。电阻的作用只有在有电流通过时才表现出来。如果没有电流通过,也就测量不出电压降。因此,应当在线路中串联电流表,然后接通开关,输入电流。如果线路的接触电阻很大,导致电压降增加,在总电压不变的情况下,显示的电流值会很小。
2)有人说:“用欧姆表很容易测量出线路的电阻,为什么还要测量电压降呢?”事实上,汽车上的电缆都是多股的,假如某根电缆中只有一股是好的,其余的都已经断裂,那么使用欧姆表测量电缆的电阻,读数可能只有1欧，然而这根电缆并不能承载发动机所需要的大电流。因此,通过测量电压降,确定电路真实的电阻,才是比较精确的方法。
3)有人认为:“有电压就有电流”。但是,线路电压正常并不等于电流也正常,在很多情况下,通过检测电压无法发现故障点,但是若加上合适的负载,通过检测线路的电流就可以发现故障之所在,这就是所谓的“虚电”问题。“虚电”通常是指电路某处因插接器端子氧化或者连接螺钉松动等原因引起接触不良。在这种情况下可以通过小电流,所以用万用表测量电压,显示正常,但是若施加负荷,有一定的负载电流时,“虚电”电压就会减小甚至完全消失,这要么造成起动机运转无力,要么造成连接处发热。
3.电路电压降的若干检测方法：
1)通过感官检查。如果使用仪器测量电缆的电压降比较麻烦,可以用手触摸电缆(包括插头),感觉哪部分发烫,这个发烫的部位就是电阻过大之处。例如起动发动机时,检查接地线是否温度过高,接地处是否有烧红的迹象。
也可以检查熔断器盒,用手触摸其接线桂着在未他用辅助电器时其漏度正常:当散热器风扇转动时,感觉有温度;当打开前照灯时,出现较高的温度;再打开空调器,接线柱马上出现烫手的感觉,说明熔断器盒接线柱的电压降过大。
2)使用数字式万用表测量电压降(见图5-18)。选择万用表的直流电压档,起动发动机,然后进行检测。
①测量发动机的电压降。将红表笔接触发电机的输出端,黑表笔接触发动机的机体,测出一个电压值;然后将红表笔接触发电机的输出端,黑表笔接触车架,再测出一个电压值。在正常情况下,这2个电压值应该是一致的。若前者数值大,后者数值小,相差0.5V以上,说明在发动机机体与车架之间存在0.5V以上的电压降。该压降是由发动机机体接地不良引起的。
②测量起动机的电压降。起动发动机,用万用表的红表笔接触起动机的外壳,黑表笔接触蓄电池的负极桩,如果测得的电压降超过0.2~0.3V,说明起动机的外壳接地不良。
③测量蓄电池电缆的电压降。将红表笔与电缆的电流流入端相接触,黑表笔与电流流出端相接触,起动发动机,表上的读数就是该电缆的电压降,其值应不超过0.2V。如果超过0.2V,说明电缆的电阻过大,应当更换。
3)采用测试灯动态检测电压。使用万用表测量电压和电阻虽然比较简便,但是这样的检测只是静态的,可能无法准确地判定故障。比较理想的方法是在用万用表测量之后再用有负载的LED测试灯加以验证。
如果有的地方不适宜使用测试灯,或者对测试灯的功率没有把握,也可以不使用测试灯,改为在不断开车上用电器插接器的情况下测量供电电压,这种不断开负载的测量方法有助于准确判断故障原因。
4)采用示波器检测。这种方法最科学。一般来说,接地线上的电压降最大不能超过0.2V，如果接地线上的电压降过大,可能导致ECU控制异常,例如自动变速器发生换档冲击现象。
4.减少线路电压损失的若干措施：
汽车电路故障实际上存在3种形式,一是断路,二是短路,三是线路接触电阻过高。为了减小接触电阻和电压降,应当从以下几方面入手。
1)各插接器一定要插接到位,然后使用锁紧装置。有的富康轿车怠速游车,自动变速器时而发冲,时而打滑,但是发动机控制单元和自动变速器控制单元没有故障码存储。在维修实践中发现,富康轿车怠速游车故障的原因是节气门位置传感器的插接器接触不良。对该插接器进行处理后,故障一般能够排除。
2)采用较短、较粗和导电率高的导线连接电路(见图5-19),每根连接导线的电阻值应控制在0.5欧以下。另外,传感器导线侧插接器接地线与接地点之间的电阻值应小于0.3欧。
3)起动机和大多数发电机都是依靠装配部件(例如安装架、固定螺柱等)来组成接地回路,因此在安装起动机时,务必保持装配部件的可靠连接。如果装配部件松动,会在松
动处产生电压降,起动机可能无法起动发动机。
4)不要使用高压水洗车,特别是对电子器件,否则很容易在连接处积水而形成腐蚀。
对于涉水行驶的汽车,要特别注意检查各电器插接器是否进水和氧化。如果插接器已经变色,应当用除锈剂和无水酒精加以清洗,然后用电吹风机予以干燥,再连接牢靠,以尽量减小接触电阻和电压降。
