眾所周知,汽車電氣系統的特點是低電壓、DC和負極接地。低電壓意味著系統的電壓只有12或24伏。即使是電動車,動力系統的電壓也高達幾百伏,控制系統的電壓是12伏。直流電是指系統中所有的電氣元件都使用直流電。發電機雖然發交流電,但整流後也是DC,電池也是DC。負接是指電源的負極直接接在車身上,各種電氣設備的負極也直接接在車身上。由於車體由金屬制成,具有導電性,車體可以作為電氣系統的公負極,可以大大節省電氣系統中的導線數量。
這是壹個封閉、安全、可靠的電氣系統。發電機是主電源,蓄電池是輔助電源(也是用電設備),其他的燈、啟動器、音響、傳感器、執行器都屬於用電設備。各種電氣設備並聯,工作時互不幹擾。即使壹個部件損壞,也不會影響其他設備的工作,更不會對其他設備造成損壞。
那麽如果我們在這個電氣系統上增加壹個電氣系統呢?比如電焊。
先簡單說壹下電焊的工作原理。焊機可以簡單地看成壹個變壓器,它的輸出電壓為50~70伏,工作電壓為30伏左右。在工件上焊接時,先將焊機的負極與工件可靠連接,然後用焊鉗夾住工件。這時焊接部分會瞬間短路,形成巨大的電流使焊鉗和工件之間的空氣電離,形成導電電弧,並在焊接部分產生高溫,熔化金屬,然後冷卻焊接,使金屬結合在壹起。電焊機工作時的電壓在30伏左右,電流可高達幾百安培。
讓我們簡化這個電路。焊機可以看作電源,負極線和焊鉗線是導線,工件和電弧可以看作負載。簡化電路圖如下。
如果我們在車內焊接,就相當於把焊接的電氣系統連接到了汽車的電氣系統上。這時候車身就成了工件,焊接部分就是切入點。既然這樣,我們就來分析壹下電焊對汽車電氣系統的影響。
眾所周知,焊接時,焊工的負極不可能直接接在焊接點上,而必須有壹段距離。比如我們焊接車門,焊接點在車門上,焊機的負極可能接在車架上,這樣車身就成了電焊系統的電線的壹部分。但是汽車電氣系統的負極是接地的,車身也是電氣系統的負極,也可以看作是導體的壹部分。經過這樣的分析,妳會發現:在汽車上的焊接操作中,車身實際上成為了焊接系統和汽車電氣系統的公導體。電焊對汽車電氣系統的影響也出現在這裏。
如果電焊機負極接地良好,與車體的連接點牢固可靠,焊接點與電焊機負極接地點的距離短,車體導電良好,電阻可視為零。在這種情況下,電焊對汽車電氣系統沒有影響。因為汽車電氣系統的所有元件都有電阻,所以焊機系統的電阻可以視為零。眾所周知,所有電路的特點都是電流優先於無電阻電路,所以這個時候焊機系統的電流雖然大,但是直接回到焊機的負極,不經過汽車電氣系統。焊接系統和汽車電氣系統仍可視為兩個獨立的系統,只是用了壹段導線,但互不幹擾。
如果焊接點與電焊機負極接地點的距離較長,或者這個車身因腐蝕、分段導致電阻較大,會出現什麽情況?我們繼續分析。
如前所述,所有電路的特點是電流優先於無電阻電路。如果電路的某壹段電阻大,那麽電流就會“另辟蹊徑”,自動找壹個電阻更小的電路去,或者在電路的兩段上壹起流。在汽車內焊接時,如果焊接點與焊機負極接地點之間的電阻較大,那麽巨大的焊接電流也會尋找其他電阻較小的線路,這種情況下就會發生危險。
車上各種電器設備都很精密,尤其是壹些傳感器、執行器、電控單元等。它們的電阻很小,壹般只有幾歐姆甚至十分之幾歐姆,電池的內阻也只有0.1歐姆左右。它們能承受的電壓也比較小,有些元器件甚至承受不了系統自帶的12伏的電壓,需要降到5伏才能使用。此外,還有許多二極管、三極管、電阻、電容、芯片等。在這些極其精密的電子元件中。如果對它們施加過大的電流或電壓,它們會立即損壞。
假設由於腐蝕、距離過大等因素,在焊機的焊接點和負極接地點之間產生0.3歐姆的電阻,焊接電流為100A。然後在焊接操作過程中,焊接電流並不全部通過焊鉗與焊機負極接地點之間的車體,而是會自動尋找其他電路,與焊鉗與焊機負極接地點之間的車體形成並聯電路,電流同時通過這兩條線。
假設汽車電氣系統中某壹回路的電阻也是0.3歐姆,那麽將有50A的電流分流到這個回路。這種電流會進入汽車電氣系統,在系統中形成環流,對汽車電氣系統中的精密電子元件(如電控單元、電池等)構成極大的威脅。),甚至被它燒毀或擊穿,也就是我們所說的燒電腦,壞電池。也可以說,汽車本身封閉安全的電氣系統被“外敵入侵”,壹些脆弱的部件直接被“殺死”,系統癱瘓。這種情況特別容易發生在起弧和滅弧的瞬間。此時焊接系統中會產生浪湧電壓,對汽車電氣系統產生較大的影響。
如果我們這個時候斷開電池地線呢?當蓄電池接地線斷開時,汽車的電氣系統與車身斷開,即所有電氣設備的負極斷開,無法形成回路。這相當於關閉了城門,使其他外來入侵者無法進入,也不再受到任何外界系統的幹擾。此時,在汽車上進行焊接時,即使焊接點與電焊機負極接地點之間的體電阻較大,電流也沒有其他回路可走,只能從這裏通過,不會進入汽車的電氣系統。用壹個名人的話來說,我的腳離地了,病毒入侵的通道關閉了,智能智商又占領了高地。
因此,在汽車上焊接時,如果不能保證焊機負極焊點與接地點之間的體電阻為零,就必須斷開汽車電氣系統的電池負極,避免電焊系統對汽車電氣系統造成威脅。其實有經驗的維修師傅,在汽車上焊接的時候,基本都是把焊機的負極線接在焊接點所在的地方,壹般不會把焊接點和焊機的負極接地點接到不同的部位。
還有壹點需要註意的是,在汽車上焊接液壓缸時,焊接點和焊機的負極接地線必須分別連接到氣缸和活塞桿上。如果這樣連接,焊接時電流會通過氣缸和活塞桿的接觸部分,在這個位置會產生電火花,形成金屬焊接附著。液壓缸工作時,粘連點斷開,形成的疤痕會劃傷油封,導致液壓缸漏油。這是我們修復多節舉升油缸後得到的深刻教訓!