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“逐点电压法”在汽车电路检查中的应用

  • 投稿柔柔
  • 更新时间2015-09-10
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文/河北 杨增雨

在讲“逐点电压法”之前,我们先来看一个最简单的电路图(图1)。在图1中,如果灯泡不亮,我们一般的检测方法是:首先用万用表检测A点和E点之间的电压,如果电压为0,则说明蓄电池故障;如果电压为12V,表示蓄电池工作正常,接下来就要检测B点和E点之间的电压。B点是经过熔丝的检测点,如果B点和E点间的电压为0,表示熔丝熔断;如果电压正常,我们再接着往下测量,依次是C点和D点。当我们检测到C点有电压,而D点电压为O,而且灯泡不能点亮,表明在C点到D点之间的电路出现故障,包括灯泡烧坏、灯座接触不良、C点到D点间的导线断路等。再进一步检测灯泡、导线的电阻,直到确认具体的故障点,再进行更换或修理。

在图1的电路中,还有可能出现一种情况:D点和E点间的电压为12V。D点相当于灯座的外壳,它与蓄电池负极之间有12V电压,灯泡肯定不能点亮,因为灯泡的正极(C点)是12V,负极(D点)也是12V,没有产生电压降,也就不会有电流,当然不会点亮,但问题出在哪呢?只有一种可能,就是从E点到D点之间存在断路,造成电流无法流回到电瓶负极,所以灯泡不能点亮。

在上述电路检测中,我们利用万用表,从电源的正极开始:依次检测电路中各元器件的检测点,根据电压的变化找到故障点的检测方法,我们称之为“逐点电压法”。这种检测方法可广泛应用于汽车电路的检测,下文将介绍具体的检测案例。

实例1:别克陆尊中控门锁故障

一辆别克陆尊GL8的中控门锁门开关不工作,故障原因是从左前门电动玻璃开关总成上的开门和锁门开关到车身电脑之间的导线产生了额外的电阻,使电子信号不能有效地传递到车身电脑内部,造成左前门电动玻璃开关不能正常控制门锁,原车的线路图如图2所示。我们为了方便分析问题,将其中的相关部分改画成原理示意图,如图3所示。

通过图3,我们结合实际电路从左前门开关处测量最方便,测量开关上的各点电压,发现两个信号脚的电压是12V,而且按下锁门键时电压由12V变成0,但门锁不动作;按下开门键时,电压也由12V变成0,门锁也不动作。由此,我们怀疑这12V电压是不是来自车身电脑?既然测量到了电压的正常变化,是不是可以确认车身电脑损坏?

经过进一步检查,在我们按下锁门或开门键时,发现在车身电脑处测量这两根信号线上的电压没有变化。再用万用表测量这两根信号线从车身电脑到开关之间导线的电压,在10V左右,且不稳定,时大时小。很明显,这段线路存在接触不良的情况。

通过进一步拆检,发现在副驾驶侧的地板下面,线路因为驾驶室进水而被腐蚀。而被腐蚀的地方因为水的导电,把电压传递到了开关上,而在操作开关时,信号并没有传递给车身电脑,所以门锁不动作。

在这个案例中,很容易就找到了故障点,但在实际遇到这样的故障时,我们能正确的进行分析吗7只有站到车身电脑判定是否有正常的信号送来,才能确定是否输出门锁动作的控制信号。即在A点或B点收到由12V变成0的信号时,车身电脑才会响应操作。而不是我们在左前门开关测量到了信号,就一定会有信号送到车身电脑内部,在这一阶段,我们的关注点要进入电脑内部,并熟悉其工作原理,才能有正确的方向。

实例2:2009款捷达数据流中水温显示异常

一辆2009款捷达,散热风扇不转。在检修该车时,我们发现散热风扇开始工作时,数据流中水温传感器的温度为55℃,但用红外线测量温仪检测,实际温度为90℃,用解码器读取故障码,显示系统正常。

更换一个新的水温传感器后,故障依旧。风扇运转正常,散热系统没有问题。接着,我们再进一步测量水温传感器的电压和电阻,均显示正常。但为了确认,我们还是换了一个新水温传感器,实际情况没有变化,当风扇转动时,数据流中仍然显示为55℃。

是不是传感器与电脑不匹配?因为捷达车的电脑型号众多,而且该车的温度传感器之前已经换过,为了验证,我们找来一辆同型号的捷达,把正常车的电脑装到故障车上,从故障车的数据流中看到实际风扇启动时水温为90℃,说明原车的线路没有问题,传感器没有问题。难道是故障车的发动机电脑损坏了?

将故障车的电脑装到正常车上,检测数据流,发现风扇转动时数据流中水温传感器的温度数据为90℃。看来电脑也没有损坏。我们再把故障车的电脑装回到故障车上,再次查看数据流,发现在风扇转动时数据流中显示的水温为90℃。难道是电脑软件的问题,是不是软件中发现水温传感器异常后,就不再响应水温传感器,而恢复正常的数据。

由于车主着急用车,在没有找到答案的情况下,也只好暂时交车。但在后来再次分析这个问题时发现了疑点:当时没有测量水温传感器的负极信号电压。水温传感器插头负极接触不良、发动机电脑端水温传感器的负极有不正常接触电阻,以及从水温传感器负极到发动机电脑之间的导线存在接触不良都会导致这种故障。在分析问题时只考虑了一个方面,而忽视了水温传感器的负极情况。

为便于理解,我们将上述思路通过图4所示的电路示意图表示出来,在正常水温传感嚣的负极串联了一个异常电阻,造成实际的发动机电脑水温传感器正负两端子的电压比正常值高,最终造成A点电压升高,而发动机电脑内部的A/D转换器输出的数据也比正常水温低,而这一偏低的数值再经过解码器的数据流显示出来。

对于上述故障,我们仍然可以利用逐点电压法来进行检测,把万用表的负极表笔接到蓄电池负极,然后沿水温传感器的线路逐点进行检测。水温传感器负极有两种可能:一种是电压为0,一种是电压为0.6V。在检修过程中,我们已经确认从水温传感器负极到发动机电脑之间的线路电阻小于0.1Ω,所以只剩下水温传感器插头是否存在接触不良,或是水温传感器插头负极与发动机电脑接脚之间是否存在接触不良。如果电压是0.6V,则说明电脑插头存在接触不良;如果电压为0,则说明水温传感器负极与线束插头之间存在接触不良。我们用万用表从线束插头背面测量水温传感器的电阻,一定比正常值大,这样就可以锁定故障范围。

对于综合修理厂,往往缺少标准的检测数据。平时注意搜集和积累这些数据,将会为以后检测同类故障提供方便,并大大缩短诊断时间。

表1是笔者利用传感器模拟器搜集整理的捷达水温传感器的检测数据,供参考。通过表1,我们就可以确定水温传感器是否出现性能漂移,并且通过电压可以用来判断水温传感器与发动机电脑内部上拉电阻之间的对应关系,进一步提高诊断的准确性与故障的方向。

案例3:北斗星空调不工作

一辆2004年生产的昌河北斗星,行驶了150,OOOkm,打开空调开关后,开关上的指示灯正常点亮,但空调电磁离合器不动作,发动机转速也没有变化。茌其他修理厂检修时,维修人员怀疑是发动机电脑故障。

我们接车后通过与客户沟通,认为发动机电脑损坏的依据不充分,应该先检查与空调系统相关的线路(图5)。

先检测空调请求信号是否送到了发动机电脑。开启空调后我们用解码器读取相关数据,数据流中没有空调请求信号,因此怀疑是空调开关到发动机电脑之间的线路存在故障。

在冷凝器左侧找到该车的空调压力开关,经过检查,发现压力开关的插头端子变形、松动,经过处理后,确认其接触良好。测量在打开空调后,压力开关输入与输出都是2.7V。

打开空调后,从空调开关处测量,空调开关的信号线变成了0.7V,再回到压力开关处测量,电压为2.7V,试着将压力开关的线对地接通后,空调压缩机电磁离合器吸合。说明空调请求信号是负控信号,并且从压力开关到发动机电脑之间的连接正常,而且故障点在压力开关与空调开关之间。

用万用表测量空调开关信号线(绿白线)到压力开关的绿白线之间的电阻为0,导通,正常。为什么正常导通的导线在不同的测量点得到的电压相差2V呢?分析认为可能是与我们测量时选择的搭铁位置有关。在测量压力开关时,选择的是蓄电池的负极,而在车内测量时,选择的是车门锁钩。是不是这两处存在压差?于是,又用万用表测量车门锁钩与蓄电池负极间的电压,果然存在2V的压差。这说明车身接地不良。

从蓄电池负极接一根搭铁线到车身后,试车。打开空调开关,空调电磁离合器工作正常。经过与车主沟通后得知,可能是上次做钣金维修时没有安装车身搭铁线,重新装好车身搭铁线后,空调不工作故障被彻底排除。

经验小结

通过上述检测,需要特别注意:用万用表测量时,要尽可能地选择不同的搭铁点作为负极测量点。这样不但可以快速检出搭铁不良的故障,而且能减小测量误差。

在检测对电压精度比较高的元器件时,万用表的负极应尽可能地与蓄电池的负极直接相连。因为在实际工作中,我们使用“逐点电压法”检测电路时,实际测得的电压与理论电压会存在一定的偏差。在实际电路(图6)中,导线上存在电阻,而且每个元件为了安装方便,实际的汽车电路中必然有很多插接件,而这些插接件必然存在接触电阻。在电流通过这些存在电阻自勺导线和存在接触电阻的元器件时会产生一定的电压降,所以在完整的汽车电路中,尤其是电流较大的电路中,从蓄电池正极开始,依次经过熔丝、开关,负载以及中间的导线等,实际的电压是在逐渐降低的。在实际电路中,即使中间无负载,每个检测点的电压都不相同,并且离蓄电池正极越近电压越高,离蓄电池负极越近电压越低。

另外,正常的车辆在发动机启动瞬间,蓄电池的电压会由12.5V降到10V左右。为什么会存在这种情况?普通铅酸电池的内部是由铅板和电解液组成,而铅板和电解液也存在电阻,当电流过这些电阻时,也会产生一定的电压降。根据欧姆定律U=IR,当电流较小时,压降也比较小,平时一般可以忽略。而发动机启动时的电流非常大,通常可以达到100A左右,由于蓄电池内阻而产生的压降就会很明显。假设蓄电池的内阻为0.02Ω.启动电流是1OOA,那么蓄电池由于内阻产生的压降就达到了2V。因此,在计算发动机启动瞬间相关检测点的电压时,应将蓄电池的内阻也考虑进去,否则实测值与计算值会存在较大的偏差。