魏渊

摘 要：文章通过对商用汽车车架搭铁可靠性影响因素的分析研究，提出可靠有效的搭铁点连接结构以及工艺控制方法。

关键词：车架搭铁;搭铁可靠性

中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：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

為了节约电线材料和方便安装，汽车电路一般都是采用单线制，即从电源到用电设备只用一根导线连接，而用汽车车身骨架、底盘、发动机等金属导体作为公共通道构成回路的另一导线，这种方式便称为“搭铁”。蓄电池的负极接车架称为“负极搭铁”;蓄电池的正极接车架称为“正极搭铁”^[1-2]。根据我国QC/T 413—2002《汽车电气设备基本技术条件》的规定，汽车采用单线制时，应采用负极搭铁，可以减轻对车架的电化学腐蚀，减小无线电干扰^[3]。

1 搭铁类型及方式

1.1 汽车搭铁类型

汽车搭铁类型主要分为电源搭铁、信号搭铁，防静电搭铁，搭铁主要方式有串联单点搭铁、并联单点搭铁以及多点搭铁。

重型商用汽车车架搭铁为车辆起动电器回路的电源搭铁，由于起动机功率很大，因此电线越长截面积较大，需要控制好长度和走向，减小电压降，增加安全性。

1.2 商用汽车搭铁方式

传统商用车起动回路负极搭铁大多采用发动机变速箱本体与蓄电池负极连接（如图1所示），但是随着商用车个性化车型不断增加，蓄电池位置、变速箱种类变化多，导致负极搭铁线束长度变化而引起的零部件变化状态较多，不便于状态统一，且负极电缆越长需要导线横截面积越大，不利于线束布置。

为进一步提高蓄电池负极搭铁电缆的装配便利性和统一性，当前大多商用车蓄电池负极搭铁回路为：①用电缆将蓄电池负极与蓄电池箱体附近的车架孔连接，实现车架与蓄电池负极导通（如图2（a）所示）;②用电缆将发动机变速器飞轮壳与变速器附近的车架孔连接，实现发动机变速箱壳体通过车架与蓄电池负极导通（如图2（b）所示）。从而让车架承担引起电缆变化部分的导体，使车辆负极搭铁线束状态不受蓄电池箱体位置变化以及变速箱变化的影响，减少线束种类以及长度，状态固化统一且降低成本。

采用车架搭铁，虽然提升了装配工艺性，降低了成本，但是车辆负极连接回路断点增多，尤其是负极电缆与车架之间连接的可靠性成为车辆电器功能保障的关键。

2 搭铁失效的影响

整车电器各功能系统负极基本全部通过车架搭铁与蓄电池负极导通，若车架搭铁螺栓接触阻抗过大将影响车辆电器功能正常工作，甚至造成车辆自燃风险。

2.1 起动电流串入其它线路

车辆起动时，起动机的额定电流将达到200A，峰值电流甚至达到500至1000A，若起动回路的负极电缆与车架接触不良，电流将会串入其它回路较细的线束回到蓄电池负极，导致其它线束过载受热而烧毁，若附近有油管将存在引起车辆着火的风险。

2.2 电阻传感器信号值失准

搭铁点接触不良将会导致接触电阻增大，搭铁点产生较大的电压降，导致水温等电阻型信号失真。

2.3 控制器逻辑判断错误

车辆控制器在对电器件进行控制时，大多通过电位的变化来控制继电器，若存在搭铁不良将会影响控制器的逻辑判断，影响车辆电控系统正常工作。

2.4 电器件损坏或无法工作

搭铁点接触不良容易造成电压不稳定或断路，可能损坏用电器或者导致用电器无法正常工作。

3 车架搭铁结构设计

商用车起动回路为车辆最大用电设备，一般要求起动回路负极、正极导体阻抗之和小于2mΩ，因此，按照负极回路导体阻抗小于1mΩ为目标进行设计。

电流通过导体接触面完成传递，接触面积越大，接触电阻越小，导电性能越好。搭铁阻抗变大的主要表现形式为接触不良导致接触面积变小，即电缆连接片与搭铁螺栓之间、搭铁螺栓与车架之间接触面连接不充分。

对此，为了充分保证车架搭铁螺栓与车架的可靠接触面积，采用螺栓圆柱面（图1中D面，螺栓面进行滚花处理）与车架孔过盈配合实现导通，并对车架搭铁连接孔位进行处理，严格控制精度，保证可靠配合;针对单层梁车架，由于受螺栓倒角影响，导致过盈配合面积变小，采用异型螺母进行紧固，避让倒角使螺栓滚画面与车架孔完全接触;为了充分保证搭铁接触面积，降低滚花面接触失效风险，将螺栓、螺母与车架接触面作为辅助导电接触面（图1中C面、E面），进一步保证导电可靠性。

如图3所示，电流通过导线连接端子A面、B面与搭铁螺栓、螺母接触到搭铁螺栓、异型螺母;再由搭铁螺栓、异型螺母通过C面、D面、E面到车架;再由车架沿着上述相反方向通过搭铁螺栓到导线，实现电流的可靠导通。

4 工艺过程

车架搭铁孔位与搭铁螺栓接触面的电泳漆及后期接触面周边露底车架的锈蚀问题严重影响搭铁可靠性。对此，在工艺上，车架电泳过程对搭铁孔位采用螺栓进行防护，电泳结束后拆除，规避车架搭铁螺栓接触面被電泳漆覆盖;在搭铁螺栓装配后，在纵梁内侧、外侧搭铁螺栓接触面周边Φ30mm区域用毛刷均匀涂抹少许水性底盘防腐蜡，防止后期锈蚀影响导电效果。

搭铁螺栓及线束装配完成后，用毫欧表对起动负极搭铁回路阻抗进行检测，若不合格标准要求则对搭铁连接点进行排查返修，防止装配过程配合不当导致接触不良影响搭铁效果。

为了验证搭铁效果，选取具有代表性的5款车型各抽取10辆车，分别对蓄电池负极接线端子到动力总成搭铁接线端子之间阻抗进行检测，全部满足设计目标要求，且同车型测量的阻抗值相对稳定，结果如表1所示。

5 结论

为了充分保证商用车车架搭铁的可靠性，在搭铁结构设

计上通过搭铁螺栓与车架多面接触增大了有效搭铁接触面积;在工艺中规避油漆以及锈蚀对搭铁接触面的影响，并通过阻抗检测使装配过程可控，系统性规避了车架搭铁点接触不良对整车电器系统功能以及车辆安全性的影响。

参考文献

[1] 蹇小平，麻有良.汽车电器与电子技术[M].北京：人民交通出版社， 2006.

[2] 边焕鹤.汽车电器与电子设备[M].北京：人民交通出版社，1997.

[3] QC/T 41 3-2002，汽车电气设备基本技术条件，2002.