商用車車架搭鐵可靠性改進

魏淵

摘 要：文章通過對商用汽車車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連接結構以及工藝控制方法。

關鍵詞：車架搭鐵;搭鐵可靠性

中圖分類號：U466 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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

為了節約電線材料和方便安裝，汽車電路一般都是采用單線制，即從電源到用電設備只用一根導線連接，而用汽車車身骨架、底盤、發動機等金屬導體作為公共通道構成回路的另一導線，這種方式便稱為“搭鐵”。蓄電池的負極接車架稱為“負極搭鐵”;蓄電池的正極接車架稱為“正極搭鐵”^[1-2]。根據我國QC/T 413—2002《汽車電氣設備基本技術條件》的規定，汽車采用單線制時，應采用負極搭鐵，可以減輕對車架的電化學腐蝕，減小無線電干擾^[3]。

1?搭鐵類型及方式

1.1?汽車搭鐵類型

汽車搭鐵類型主要分為電源搭鐵、信號搭鐵，防靜電搭鐵，搭鐵主要方式有串聯單點搭鐵、并聯單點搭鐵以及多點搭鐵。

重型商用汽車車架搭鐵為車輛起動電器回路的電源搭鐵，由于起動機功率很大，因此電線越長截面積較大，需要控制好長度和走向，減小電壓降，增加安全性。

1.2?商用汽車搭鐵方式

傳統商用車起動回路負極搭鐵大多采用發動機變速箱本體與蓄電池負極連接（如圖1所示），但是隨著商用車個性化車型不斷增加，蓄電池位置、變速箱種類變化多，導致負極搭鐵線束長度變化而引起的零部件變化狀態較多，不便于狀態統一，且負極電纜越長需要導線橫截面積越大，不利于線束布置。

為進一步提高蓄電池負極搭鐵電纜的裝配便利性和統一性，當前大多商用車蓄電池負極搭鐵回路為：①用電纜將蓄電池負極與蓄電池箱體附近的車架孔連接，實現車架與蓄電池負極導通（如圖2（a）所示）;②用電纜將發動機變速器飛輪殼與變速器附近的車架孔連接，實現發動機變速箱殼體通過車架與蓄電池負極導通（如圖2（b）所示）。從而讓車架承擔引起電纜變化部分的導體，使車輛負極搭鐵線束狀態不受蓄電池箱體位置變化以及變速箱變化的影響，減少線束種類以及長度，狀態固化統一且降低成本。

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

2 搭鐵失效的影響

整車電器各功能系統負極基本全部通過車架搭鐵與蓄電池負極導通，若車架搭鐵螺栓接觸阻抗過大將影響車輛電器功能正常工作，甚至造成車輛自燃風險。

2.1?起動電流串入其它線路

車輛起動時，起動機的額定電流將達到200A，峰值電流甚至達到500至1000A，若起動回路的負極電纜與車架接觸不良，電流將會串入其它回路較細的線束回到蓄電池負極，導致其它線束過載受熱而燒毀，若附近有油管將存在引起車輛著火的風險。

2.2?電阻傳感器信號值失準

搭鐵點接觸不良將會導致接觸電阻增大，搭鐵點產生較大的電壓降，導致水溫等電阻型信號失真。

2.3?控制器邏輯判斷錯誤

車輛控制器在對電器件進行控制時，大多通過電位的變化來控制繼電器，若存在搭鐵不良將會影響控制器的邏輯判斷，影響車輛電控系統正常工作。

2.4?電器件損壞或無法工作

搭鐵點接觸不良容易造成電壓不穩定或斷路，可能損壞用電器或者導致用電器無法正常工作。

3 車架搭鐵結構設計

商用車起動回路為車輛最大用電設備，一般要求起動回路負極、正極導體阻抗之和小于2mΩ，因此，按照負極回路導體阻抗小于1mΩ為目標進行設計。

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

對此，為了充分保證車架搭鐵螺栓與車架的可靠接觸面積，采用螺栓圓柱面（圖1中D面，螺栓面進行滾花處理）與車架孔過盈配合實現導通，并對車架搭鐵連接孔位進行處理，嚴格控制精度，保證可靠配合;針對單層梁車架，由于受螺栓倒角影響，導致過盈配合面積變小，采用異型螺母進行緊固，避讓倒角使螺栓滾畫面與車架孔完全接觸;為了充分保證搭鐵接觸面積，降低滾花面接觸失效風險，將螺栓、螺母與車架接觸面作為輔助導電接觸面（圖1中C面、E面），進一步保證導電可靠性。

如圖3所示，電流通過導線連接端子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C面、D面、E面到車架;再由車架沿著上述相反方向通過搭鐵螺栓到導線，實現電流的可靠導通。

4?工藝過程

車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架的銹蝕問題嚴重影響搭鐵可靠性。對此，在工藝上，車架電泳過程對搭鐵孔位采用螺栓進行防護，電泳結束后拆除，規避車架搭鐵螺栓接觸面被電泳漆覆蓋;在搭鐵螺栓裝配后，在縱梁內側、外側搭鐵螺栓接觸面周邊Φ30mm區域用毛刷均勻涂抹少許水性底盤防腐蠟，防止后期銹蝕影響導電效果。

搭鐵螺栓及線束裝配完成后，用毫歐表對起動負極搭鐵回路阻抗進行檢測，若不合格標準要求則對搭鐵連接點進行排查返修，防止裝配過程配合不當導致接觸不良影響搭鐵效果。

為了驗證搭鐵效果，選取具有代表性的5款車型各抽取10輛車，分別對蓄電池負極接線端子到動力總成搭鐵接線端子之間阻抗進行檢測，全部滿足設計目標要求，且同車型測量的阻抗值相對穩定，結果如表1所示。

5 結論

為了充分保證商用車車架搭鐵的可靠性，在搭鐵結構設

計上通過搭鐵螺栓與車架多面接觸增大了有效搭鐵接觸面積;在工藝中規避油漆以及銹蝕對搭鐵接觸面的影響，并通過阻抗檢測使裝配過程可控，系統性規避了車架搭鐵點接觸不良對整車電器系統功能以及車輛安全性的影響。

參考文獻

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

[2] 邊煥鶴.汽車電器與電子設備[M].北京：人民交通出版社，1997.

[3]?QC/T 41 3-2002，汽車電氣設備基本技術條件，2002.