发布于 04-18 16:49:35
电源搭铁：指各用电器或负载工作时完成电流回路的搭铁，根据负载类型可分为感性负载搭铁、阻性负载搭铁。
保护搭铁：指用以实现精密用电器过压保护的搭铁以及静电保护的搭铁。
信号搭铁：指各种电子电路的一个基准电位点，其作用是保证电路有一个统一的基准电位，不至于浮动而引起信号误差，有时也可以称作基准搭铁。根据信号的类型可分为模拟信号搭铁、数字信号搭铁。
屏蔽搭铁：在所有搭铁中，屏蔽搭铁最复杂，因为屏蔽本身既可防外界干扰，又可能通过它对外界构成干扰。
在汽车搭铁设计中，一般又把搭铁广义的分为：干净搭铁和干扰搭铁。干净搭铁一般指信号搭铁以及对干扰敏感，容易受外界干扰的搭铁；干扰搭铁一般指电机类、电感类、周期变化、大电流的搭铁，通常在做搭铁设计时要保证干净搭铁与干扰搭铁分开搭铁。
搭铁线在汽车电路中起着重要的作用。总体来说：一是要形成良好的电气回路；二是要保证信号传递的完整性。根据其功能和用途不同，一般分为电源搭铁、保护搭铁、信号搭铁和屏蔽搭铁。
（1）搭铁形式
汽车电器系统的搭铁形式可分为：单点串联搭铁、单点并联搭铁和多点搭铁。
①单点串联搭铁 指多个用电器的搭铁端像鱼骨一样依次接入同一个搭铁回路并最终集成一点搭铁。此形式易使各搭铁点电位产生偏差，并容易产生共阻抗耦合；由于电阻非常小且布线容易，所以在简单的搭铁系统中应用较多，如图2-3所示。
图2-3 单点串联搭铁示意图
②单点并联搭铁 指多个用电器的搭铁端同时汇集到一个搭铁点组成一个搭铁回路。此形式中各电路的搭铁电位只与本电路的搭铁电流和搭铁线阻抗有关，各点间的电位差较平衡，可获得较好的低频搭铁，但这种连接方式需要很多根搭铁线，布线较繁杂，如图2-4所示。
图2-4 单点并联搭铁示意图
③多点搭铁 指各用电器各自单独形成搭铁回路并单独与搭铁相连，这样就会存在多个搭铁点。此形式主要是让线束长度尽量短，以使引线电感最小化，减少射频电流返回路径的阻抗，如图2-5所示。
图2-5 多点搭铁示意图
（2）搭铁形式的选择
信号频率低于1MHz的用电器的搭铁，优先选单点搭铁。
信号工作频率大于10MHz时，搭铁线阻抗变得很大，此时应尽量降低搭铁线阻抗，应就近多点搭铁。
信号频率介于1～10MHz，只有最长搭铁引线小于波长的1/20时才采用单点搭铁，其余均需多点搭铁。
汽车电气系统中，除了遥控、收音机、TV等一些部件的晶振等存在高频信号外，其余都是低频信号，所以在汽车搭铁设计中主要采用单点搭铁。而根据用电器种类、负载特性、线束的布置需求，又将单点串联和单点并联组合起来使用，如图2-6所示。
图2-6 混合搭铁示意图
毕竟车体并非理想的搭铁，所以一些敏感电路、敏感信号或有特殊要求的搭铁时常把搭铁线直接接到蓄电池负极以保证搭铁线的可靠稳定。
此外，双绞线、屏蔽线搭铁，如处理不当会造成EMC相关问题。在实际接线过程中一般双绞线不进行二次搭铁，如图2-7、图2-8所示，屏蔽线一般要面搭铁而非点搭铁。
图2-7 双绞线搭铁示意图
图2-8 屏蔽线搭铁示意图
汽车电器的搭铁可以分为多种形式，可以根据不同的需要在汽车电路中选择不同的搭铁形式。
汽车电路中搭铁点其布置原则简要描述如下。
①无线电、弱信号传感器、精密器件等为避免干扰，应单独就近搭铁，以保证信号的真实传递。
②发动机ECU、ABS装置等对整车性能及安全影响大且易受其他用电设备干扰的电子控制信号，必须单独搭铁。
③安全气囊系统，搭铁不仅单设，为确保其安全可靠，最好采用复式搭铁。
④蓄电池负极、发电机、变速器因电线截面较大，因此一定控制好线长及走向，减小电压降。为增加安全性，一般发电机、起动机要单独连到蓄电池负极搭铁。
⑤搭铁线连接端子最好采用表面镀层的铜件，裸铜端子与铝壳体直接搭接易产生氧化层。
⑥根据具体情况布置相互组合共用搭铁点，搭铁点数量不宜过少，一般为6～10个。原则是就近搭铁便于安装、维护；避免搭铁线过长，造成不必要的电压降；信号搭铁和功率搭铁必须分开对待。某车搭铁布置见图2-9。
图2-9 某车的搭铁布置
搭铁点的布置在汽车线束设计中尤为重要，若布置不当会影响电器正常工作，导致车辆故障。
在机动车单线制电路中，搭铁线是构成回路的不可缺少的组成部分，它将蓄电池的一个电极与车架、发动机与车架、驾驶室与车架等连接起来，使全车各用电设备与电源相连，如图2-10所示为别克轿车车身搭铁点G200。搭铁线的连接质量直接影响着全车用电设备的使用效果，不少人常常忽视对搭铁线的检查维护。
图2-10 别克轿车车身搭铁点G200
搭铁线裸露在外，容易受车辆颠簸、泥水侵蚀及外溢的电解液腐蚀，常使搭铁线两端连接松动、氧化、锈蚀、污损，造成接触电阻增大，导电不良，影响电气设备正常工作，如图2-11所示为生锈的搭铁线。例如：若驾驶室与车架之间搭铁不良，会使各类照明灯、信号灯、仪表灯亮度不足，雨刷器转速降低或转不动；若发动机与车架之间搭铁不良，则在启动时，起动机中的启动电流有可能通过调节器与发电机之间的搭铁线构成回路，将该搭铁线烧毁；若蓄电池与车架搭铁不良，则导致起动机工作无力或不能工作，同时全车各电气设备因工作电压下降（因蓄电池搭铁不良处产生电压下降），导致工作失常或引发其他故障。
图2-11 生锈的搭铁线
因此，我们在使用保养中应经常检查搭铁线有无松动，接头和搭铁处有无锈蚀、污物，并及时清除。对于搭铁线接头处的白色、黄色或绿色的糊状物（主要是硫酸铝、硫酸铁、硫酸铜等），可先用开水冲洗，擦干后用细砂纸打磨，并重新接好、拧紧，最后在接头处涂一层凡士林或黄油（润滑脂）进行保护；接头腐蚀严重、搭铁线长度不够时，应予以及时更换。
汽车搭铁线维护的原则是检查、清理、打磨、防锈、紧固、更换。
导线将蓄电池、熔断器、开关、用电设备、汽车金属壳体等部件连接成闭合回路，使得用电设备能够正常工作。但由于各种原因导致的不正常搭铁，要么用电设备不能构成闭合回路，要么引发火灾，危害极大。由于汽车上有大量的金属壳体，因此理论上无需专用搭铁线，采用单火线就能形成工作回路。但是，为了使重要系统工作更加可靠，在汽车电子控制单元（ECU）等装置上均设置了专用搭铁线。
搭铁有正常搭铁和非正常搭铁两种，在日常维修工作中，查找搭铁不良故障一般都要耗费大量时间。
（1）搭铁线的分类
①主搭铁线 从理论上讲，汽车金属外壳是汽车电路总的负极线，即由蓄电池正极、熔断器、开关、工作装置、车体金属外壳、蓄电池负极构成闭合回路，因而无须设置专用的负极搭铁线。但是，对于电子线路来说，很多是数字信号电路及高精度的模拟信号电路，如果搭铁线有接触不良的现象，就相当于在电路中串联了一个接触电阻，从而可能使高精度的信号失真。因此，只有非常良好的搭铁线才能达到使用要求。所以，在很多含有电子设备的线路中，一般要加装少量非常好的搭铁线（即主搭铁线），并且在搭铁线的两端还使用了特殊形状的搭铁线连接端子、垫片和紧固螺钉，对部件的线路也给予特殊的考虑。
汽车上的主搭铁线是构成电路回路的一部分，而且绝大部分电器元件就靠仅有的1～2根主搭铁线来传递电流（图2-12）。如果主搭铁线出现故障，将影响很多线路，而不只是一条线路工作不正常。因此，维修人员在进行故障诊断时必须考虑主搭铁线故障，以免瞎猜乱测，或者无谓地更换一些价格昂贵的电器元件。
图2-12 汽车上的主搭铁线
②备用搭铁线 备用搭铁线是指在已有主搭铁线的电路中设置的第2甚至第3条搭铁线。备用搭铁线是基于安全性能方面的考虑而设置的，最简单的例子是ECU控制电路（图2-13），其附加搭铁线不仅是备用搭铁线，而且还可以改善某些具有复杂电子电路部件的搭铁状况。也就是说，如果没有这条看似多余的备用搭铁线，系统虽然能勉强工作，但电路的性能会退化或者不稳定。
图2-13 汽车发动机ECU上的搭铁线
③防静电搭铁线 汽车静电不但会危害汽车上较精细的电子及无线电设备，也会危害驾驶人及乘员。因此，为了减小汽车静电的危害，人们在汽车上加装了很多防静电搭铁导线来解决这一问题。常见的防静电搭铁导线主要安装在以下部位。
a.由于车轮会产生大量静电，因此有些汽车在燃料系统的周围加装了防静电搭铁线。这个部位的防静电搭铁线不易被发现，而一旦脱落很容易造成火灾，所以应特别注意。
b.由于乘员袖口附近、衣物及座椅等处都会产生静电，因此在底座内应安装有防静电搭铁线。
c.由于加油时在燃油箱加油口处有大量的燃油蒸气，因此为了消散加油时积聚的电荷，在加油口处应安装有防静电搭铁线。如果加油口处的防静电搭铁线损坏，应先装一条跨接线作为临时防静电搭铁线，且在防静电搭铁线装上之前不要将跨接线拆下。
（2）搭铁线故障的类型
断路就是电流的通路受阻，不能形成电流回路。根据实际工作中的情况，按电流的流通状态可以分为完全断路和电流通道受阻（主要是接触不良）两种状况。
①搭铁线完全断路 搭铁线完全断路包括导线断开、连接端子锈蚀、搭铁导线未与车身搭铁等几种情形。对于这类故障，搭铁线失去作用，严重时可能导致电器不能工作或较明显的工作不良。在通常情况下，均可通过目视检查发现故障。如果目视检查不能发现故障，可以通过测量电阻值的方法进行确诊。导线或端子与金属外壳间的电阻值为∞时，则为搭铁线路断路。
②搭铁线导通不良 搭铁线导通不良主要有导线断股、连接端子锈蚀、连接端子松动、基体件导电不良等几种情况。在通常情况下，都能通过目视检查发现上述故障。如果目视检查不能发现上述故障，可通过电阻值的测量查找故障部位。若端子与金属外壳间的电阻值不为0或较小值，而是有一定的电阻，则为搭铁线路有导通不良现象。
现代汽车将蓄电池负极与车身的金属部分相连接，导线与车体相连称为搭铁，汽车上的负极导线被称为搭铁线。搭铁线在汽车电路中起着重要的作用，搭铁状态的好坏是汽车电器能否正常工作的关键。
（1）用电设备至电源端线路不正常搭铁
用电设备至电源端线路不正常搭铁是指在电动机、灯泡、电阻器、电磁线圈等用电器至蓄电池的线路不正常搭铁。出现在用电设备和电路控制开关之前的不正常搭铁如图2-14（a）所示，出现在用电设备之前、电路控制开关之后的不正常搭铁如图2-14（b）所示。
图2-14 出现在用电设备和电路控制开关间的不正常搭铁
1—蓄电池；2—熔断器；3—控制开关；4—灯泡
如果在熔断器和负载之前有不正常搭铁，即使开关是断开的，熔断器保护设备也会烧坏。如果不正常搭铁出现在电路开关之后、负载之前，熔断器只会在开关闭合时才会烧坏。用电设备之前的线路搭铁非常容易造成熔断器烧毁、导线与端子发热甚至火灾，危害极大，必须立即排除。在未排除故障之前，不得重新装上新熔断器工作。
①故障原因分析 用电设备电源方向线路的不正常搭铁通常是由于导线绝缘层损坏引起的。造成导线绝缘层损坏的原因有：a.在安装某些车身零件时，固定螺钉拧得太紧；b.安装品质差，导线太松，绝缘层内进入液体使其变质；c.绝缘层与发动机灼热的零件（如排气歧管）靠得太近而被烧损，或被车身金属的利刃割破，或与车身部件间摩擦磨损等。
②故障诊断方法 大多数损坏的部位较容易看见，但也并不是所有的损坏部位都能直接看见，因为有的损坏部位可能隐藏在车门内或内饰板后面。对于不易发现的不正常搭铁故障可用万用表进行电压、电阻测量，也可用试灯和专用蜂鸣器来检查。
如果是熔断器烧坏了，用试灯和电压表就不容易找到不正常搭铁故障。为了避免发生这种情况，可以安装一个循环断电器（即断开后能手动重新接通的熔断器）来代替原来的熔断器。为了安全起见，在检查前甚至可以用干电池来代替汽车上的12V蓄电池作为电源，因为出现不正常搭铁故障时通常要烧毁熔断器，而干电池不会烧坏熔断器。
a.将万用表选择开关调到合适量程的电压挡，将万用表的红表笔接到熔断器的负荷端，黑表笔接到车身搭铁部位，然后从熔断器座开始沿着线束移动手指，扭捏、抖动、摇晃线束（手每次移动的距离为10～20cm），当手触到不正常搭铁部位时，万用表的读数会回到0位（或者接近于0位）。
b.用测试灯或蜂鸣器测试不正常搭铁故障，如图2-15（a）所示，此时需串联一个循环断电器作为保护元件。测试灯和喇叭相当于在电路中增加了电阻，可通过拆除电路元件和接头来隔离不正常搭铁点，直至找到问题所在。如果不正常搭铁是间歇性的，采用这种方法很有效，可以每隔几厘米移动一下测量工具，直到测试灯点亮或喇叭鸣响，说明这里就是不正常搭铁的地方。或者将检测灯或蜂鸣器的一端接搭铁处，另一端在熔断器负载端子处，从熔断器座开始沿着线束移动手指，扭捏、抖动、摇晃线束，从灯泡不亮到灯泡点亮处（或蜂鸣器不响到鸣响处）即为不正常搭铁处。
图2-15 查找不正常搭铁故障
1—蓄电池；2—电阻表或电池测试灯；3—控制开关；4—灯泡
c.用自带电源的电池测试灯、万用表（电阻挡）用来检测线路不正常搭铁处，如图2-15（b）所示。在连接电池测试灯前，应拆除烧坏的熔断器，将蓄电池和电路负载元件断开。如果线路存在不正常搭铁，测试灯会点亮，电阻表读数为0或为较小的电阻值。为了寻找不正常搭铁点，每隔几厘米移动一次测量工具（拉起导线或断开可以断开的导线），直至测试灯熄灭，此处即为不正常搭铁处。
注意
当使用测试灯和电池测试灯时，不要靠近安全气囊电路和计算机控制电路，因为当电流通过测试灯时会损坏敏感电路。
d.在不接通电源的情况下，将万用表调到电阻挡，黑表笔接搭铁处，红表笔在熔断器负载端子处。从熔断器座开始沿着线束移动手指，扭捏、抖动、摇晃线束，当电阻表的读数由0变到∞或较大数值时，即为不正常搭铁处。
e.如果线束的安装较隐蔽，用上述方法不能对不正常搭铁部位进行确定时，则必须拆下内饰件进行检查，很多汽车维修资料中都有汽车的布线图。采用图2-16（a）所示的方法，可以帮助确定不正常搭铁位置是否在壁板后面或地毯下面等。对位于壁板后面的线束，只要认真检查，用不正常搭铁检测器就可找到与线束不正常搭铁非常接近的部位，从而避免为了接近线束而拆掉所有壁板。
图2-16 不正常搭铁的检测
1—蓄电池；2—循环断电器或熔断器；3—警示灯；4—控制开关
因为安装了一个循环断电器，当断电器闭合时，电流第一次通过电路时会在电线周围产生磁场。如果不正常搭铁使断路开关打开，该磁场就会消失。如果断电器自我重置，这种循环就会持续重复。将罗盘或量表放在电线上方，在磁场的作用下指针会快速摆动，直至静止在不正常搭铁的位置。在不正常搭铁点后面因没有电流通过，所以指针不会摆动。采用这种方法即使电线被车体覆盖也很有效。
（2）用电设备至搭铁线路不正常搭铁
如果不正常搭铁出现在负载之后、控制开关之前［图2-16（b）］，那么电路一直仍有负载，这种类型的不正常搭铁不会将熔断器烧坏，但会使电路电池亏电。
在用电设备之后的线路中出现不正常搭铁时，其故障的诊断与检修比较麻烦。因为很多用电器都在搭铁端用开关控制，如果不正常搭铁点是在手动开关或其他控制开关之前，甚至是开关本身不正常搭铁，驾驶人将不能断开用电器。
用电器不能断开时，一般应从用电器开始进行诊断。先断开用电器的搭铁线路，如果线路断路（如灯泡熄灭或电机停转），说明问题出在线路的搭铁端。然后可对照电路图沿着电路一次检查一个连接点，直到找到不正常搭铁处为止。可以用电阻表或电池检测灯等检查其是否为不正常搭铁，如果开关在断开位置电路仍然是导通的，则说明开关不正常搭铁，应予以更换。
在实际维修中，为了节约时间，特殊情况下可采用跨接布线法，即在可以确定哪根导线出了故障时，将这根导线两端断开，在两个相应端头间接一根新导线，将其敷设在配线的外面。但要注意，敷设的线路必须是在无保护的条件下能够避免损坏，这样做只是绕过了故障部位，而不是维修了这个部位。例如，车身螺钉穿透了配线，而且仍然在原来的位置上，很有可能其他线路也被损坏，不久就可能引起故障，所以必须根据情况决定是否进行更彻底的修理。
线路间不正常搭铁故障包括用电设备至电源端线路不正常搭铁（电压搭铁）和用电设备至搭铁线路不正常搭铁两种。
搭铁线虽然是汽车电气系统中一种不起眼的零件，但是它在电系中所起的作用却非同一般。就是这根小小的搭铁线，常常引发意想不到的故障，甚至导致汽车重大损坏事故。
凡是有用电设备的地方都有搭铁线。如果没有搭铁线，或者搭铁不良（电阻过大），将使电路断开，电器设备就无法工作。如果汽车出现以下现象：线束烧毁，同时不能启动；看到不正常火花；充电电流过小，起动机运转无力等故障时，应该首先对相关的搭铁线进行检查，这样往往能收到事半功倍的效果。
搭铁线接触不良是汽车电气起火的重要成因之一。导线接触不良的实质，是线芯与接头之间、接头与电器之间接触面上存在杂质或氧化膜，致使接触电阻过大，当电流通过时局部温度升高，而高温又促使氧化膜增厚，如此互为因果引起的热量聚积，足以熔化导线及其绝缘层，从而引起电气起火。如果接触处不严密而存在空隙，则电流通过时会伴随产生火花甚至电弧，局部温度相当高，引起电气起火的危险性更大。
汽车电路搭铁不良轻则使电路断开，电器设备无法工作，重则会导致电气火灾。
①起动机运转以后，若蓄电池的搭铁线温度过高，搭铁处甚至有用手触摸发烫的现象，说明蓄电池的搭铁线接触不良。
②对于已经使用多年的老旧汽车，其搭铁部位都不同程度地存在氧化或者腐蚀。即使新车，由于在制造厂或经销商的露天停车场存放了很长时间，因此也容易发生搭铁不良的现象。可以在不带电的情况下测量搭铁点的电阻值，即用万用表的一根表笔可靠地连接搭铁线，另一根表笔与车身金属部分相连接，测量其间的电阻，若存在电阻，说明搭铁不良。
③采用模拟振动法检查。对于有怀疑的部位，可以在垂直方向和水平方向轻轻摆动搭铁线，模拟汽车行驶时的振动状态，同时观察相关部件的反应，检查搭铁线是否有虚焊、松动、接触不良或者导线断裂等现象。如果挪动某一搭铁线时故障再现或者故障消失，说明搭铁不良的地方就在此处。
④测量电压降。在电路处于通电状态下，采用万用表测量搭铁点的电压降，其读数应当尽可能低（接近0）。具体方法是：启动发动机，使用万用表的直流电压挡，将红表笔接触发电机的输出端（图2-17），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，黑表笔接触车架的金属部分，再测出一个电压值。正常情况下，这两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，说明存在0.5V以上的电压降，它是由发动机机体与车架之间搭铁不良引起的。
图2-17 搭铁点电压降的测量
注意
检测某点的搭铁情况时，应该测量该点对电源正极的电压，尽量不要测量该点对电源负极的电阻，这是因为万用表本身具有一定的内阻，测量出的电阻值误差较大。
⑤采用试灯检查。在使用万用表检测电路尤其是电源线和搭铁线之后，最好用有负荷的试灯加以验证，这样可以避免“有电压无电流”的电气陷阱。
排查汽车电路搭铁不良故障的方法有触摸温度的变化、测量接触电阻、模拟振动环境使故障重现、测量搭铁点的电压降、采用试灯检查是否存在“有电压无电流”的电气陷阱。
