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钳式万用表在汽车电器维修中的应用

有 254 人浏览 日期:2019-05-09   来源:互联网 进入发布者【商铺 放大字体  缩小字体

文章摘要:一、用钳式万用表测量启动系统故障以前,当我们遇到启动系统故障时,比如启动机转动无力时,只是使用普通万用表测量启动瞬间的蓄

一、用钳式万用表测量启动系统故障
以前,当我们遇到启动系统故障时,比如启动机转动无力时,只是使用普通万用表测量启动瞬间的蓄电池电压,不能测量到启动机实际消耗的电流与功率,因为直流电流表应用不太普及,所以有时会产生误判。
用钳式万用表测量电流,再将测量到的电流与蓄电池电压相乘就会得出功率,而功率可以直接反映蓄电池输出的能量,从而可以排除导线的原因、蓄电池容量以及充电状态。
简单的一句话,如果蓄电池输出的功率达到或超过了启动机的额定功率,而启动机带动发动机转速不够,则说明启动机由电能转换为机械能的能力变差,或者是发动机由于某种原因转动起来过于沉重,造成启动转速不够。
通俗的话说就是“吃饱了不干活”,所以可以快速的判定启动机是否有故障。以往因为设备的限制,测量启动时100A 左右的直流电流并不是一件简单的事,而现在随着直流钳式电流表价格的下降,使我们花三四百元,就能买到一块好用的钳形万用表,测量启动系统故障就是利用功率平衡法,即蓄电池的输出功率与启动机的消耗功率是一对平衡,而启动机的额定功率与启动瞬间的功率比较,如果小于实际功率,说明蓄电池电压低或是线路电阻大,再或是启动机内部电阻增加引起,则从另一个方面分析问题。
钳式直流电流表使用起来也很简单,不用断开蓄电池线直接将电流钳夹住蓄电池线,同时启动发动机,瞬间就能测量到电流,要注意的是,有时启动机可以快速启动着发动机,如果我们想测量启动时的电流,往往测量不准,可以拔下油泵继电器或是点火线圈插头,来延长启动时间,以便我们有更多的时间读取测量数据。
故障实例:一辆马自达323出现启动时发动机转速偏慢故障,我们用钳式万用表测量启动瞬间的电流为130A,当时的蓄电池电压为10V,由此可以计算出启动机消耗的功率P=130A×10V=1300W=1.3kW,而启动机的额定功率为1.1kW,所以蓄电池为启动机提供了足够的功率,再直接转动发动机曲轴螺丝,发动机的转动阻力正常,确认为启动机的电功率转换为机械的功率能力变差,可能存在内部“扫膛”的故障,确认该车故障是因为启动机原因引起。更换一新启动机后,发动机启动瞬间转速足够,故障顺利排除。
二、用钳式万用表测量全车漏电故障
当关闭点火开关后,如果全车存在漏电故障,将会使蓄电池的电消耗完毕,造成启动困难故障。问题是现在的汽车都装有电子控制系统,这些电子控制系统需要记忆一些数据,必然会有一定的静态电流(即关闭点火开关后电子控制系统仍旧不能完全断电所产生的小电流,也叫“暗电流”)。正常情况下,一般车辆要求,全部电子控制系统总的暗电流不允许超过40mA,超过40mA 属于故障。需要注意的是,一些车辆在关掉点火开关进入休眠状态的时间要长达15 ~ 20min,不会马上进入小电流状态。
也正因为这些电子控制系统不能断电,所以我们在维修时,如果采用以前的断开电源线串入电流表的办法就有些麻烦,所以使用钳式电流表的好处就体现出来了。可以不用断电的情况下进行测量,一般我们选用精度为10mA 的钳式电流表就可以满足我们的测量要求。
如果怀疑一辆车存在漏电故障,可以将全车电器关闭,然后从蓄电池正极线或负极线上夹上钳式万用表,测量漏电电流,如果发现漏电电流超过40mA,在关闭点火开关20min 以上仍旧不能下降,则确诊为车辆存在漏电故障,可以进一步检查。
可以再次检查确认,是否所有的开关都处于关闭状态,如果是的话,我们可以再检查是否加装了什么用电设备,先从加装的设备入手,进行排查。总的来说就是,如果怀疑是哪一个系统出现故障,则可以将它的电源线找出来,在不断电的情况下进行电流测量,最后找出是哪一个系统的原因。
我们还可以接上解码器,在所有系统都关闭的情况下,与我们怀疑漏电的设备进行通信,如果仍旧能通信,也说明该设备没有进入休眠状态。
故障实例:一辆东南菱悦V30,车主反映,车辆停驶一周时,就会出现蓄电池没有电的故障,蓄电池是新换不久的,我们用蓄电池容量检测仪检测,发现蓄电池容量正常,用钳式万用表检测暗电流为300mA,说明此车存在漏电故障。
打开发动机室保险丝盒,将保险丝盒上的保险丝逐个拔下,没有发现电流下降,怀疑是车辆线路存在故障。怀疑是发电机的火线或激磁线产生漏电,将发电机火线拆下,并且拔下发电机的插头,再次进行测试,发现仍然存在300mA 的漏电。确认不是发电机的原因引起。
从驾驶室内,拆下驾驶员脚上面的护板,检查线路,没有发现问题。再扩大检查范围,当检查后备箱时,发现后备箱内的照明灯常亮。
进一步检查,发现此车后备箱的锁块上有一个微动开关,实际情况如图1 所示。


 
图1 后备箱锁
此微动开关偶尔会出现在关闭后备箱后,仍旧处于接通状态,导致后备箱灯常见,从而消耗一定电流,更换一新的后备箱锁块后,再次检测,电流仅为0.04A,故障排除。
三、用钳式万用表检测保险片烧断的故障
在我们用车过程中,偶尔会遇到保险片烧断的问题,保险片烧断不是换一个新的保险片就能解决问题,因为保险片烧断一定是有原因的,只有找到烧断的原因,并加以排除,才能让保险片不再烧断,如果没有排除,没有找到故障原因,则保险片还会烧断,如果是在行驶中烧断了,反而更麻烦。有时换上去的保险片不会马上烧断,这就需要检测一下实际流过保险片的电流是多少。
故障实例
车型:桑塔纳3000,该车装备自动空调。
故障现象:空调不工作。
故障诊断:首先,发动着车,打开空调面板,空调指示灯正常点亮。说明控制电路的供电基本正常。接上压力表,检测系统压力为700kPa,没有问题。
再接上解码器进入数据流功能,输入组号50,第三区显示高电位输入,第四区显示ON,说明发动机控制单元收到了空调请求信号,并且输出了空调允许信号。故障可能出现在发动机控制单元的输出以后的部分。检查发动机室左侧喷油壶旁边的风扇继电器,发现上面的30A 的保险片烧断。更换一新保险片后,空调工作恢复正常。
但我们没有就此交车,用钳式电流对流过保险片的电流进行检测,检测结果为12.5A,3.5A( 左侧风扇)+6A(右侧风扇)+3A(电磁离合器)=12.5A。很明显右侧风扇损坏,造成电流偏大,更换右侧风扇电机后,电流恢复正常。如果不做此测量,仅在更换保险片后就交车,那么保险会再次烧坏,造成车辆隐患。
四、钳形万用表在使用中需要注意的事项
(1)在使用钳形万用表时要注意,选择合适的挡位,一般钳式表万用表测量12V 汽车启动系统时,可以选择“400A”直流(DC)挡或是200A 直流挡。
(2)为了提高测量精度,还需要进行调零,然后再进行测量。
(3)测量时要先测启动机的火线,将钳口张开后将导线夹入,松手后让钳口闭合就行,仅测量这一根导线的电流就可以,不要多夹住别的导线,以免产生测量误差。
(4)测量启动瞬间蓄电池电压,利用公式:P=UI,计算出功率,与启动机的实际功率进行比较,同时估算转速,当功率足够而启动机转速不够的情况下,只有两种可能,启动机本身问题,发动机机械原因。
(5)如果周围存在磁场,则会影响到电流的精度。
(6)尽量让钳口平面与导线保持垂直,减小因为磁场分布引起的测量误差。
(7)每次测量通过电流钳的导线只能是一根,以避免两根以上导线中电流方向不同造成的磁场相互抵消所产生的测量误差。
(8)如果电流显示为负数,说明与钳口标明的电流方向相反。
(9)测量保险片上流过的电流时,可以自制一根带保险片的专用导线,来接到保险片座上进行测量,这样更方便,还能起到保护作用。
五、钳式直流电流表的使用优势
与其他测量方法相比,使用钳式万用表测量启动机的工作电流,在实际应用中有以下几个优点:
(1)测量速度快且准确。
(2)方便:现代汽车的电子设备越来越多,如果给蓄电池断电会引起很多麻烦,而用钳式万用表测量启动时的电流,则不用断电就可进行测量。
(3)测量时不用断开原车线路的插头,直接介入测量而不影响原车用电设备的工作。
六、钳式表直流电流表测量原理
直流钳式万用表测量原理是电磁感应定律,在通电导体周围存在磁场,磁场方向遵循安培右手定则。磁场强度与电流度成正比,用霍尔元件测量磁场的强度,就能计算出导线中电流的大小。
钳式直流万用表除了用于测量启动系统故障方便、准确、快速外,还可以应用到以下几个方面:充电系统、全车线路漏电电流以及任何需要测量电流的地方。图2 是关于钳式万用表应用的思维导图。


 
图2 钳式万用表应用思维导图
七、知识链接
(1)蓄电池容量
一般蓄电池容量的单位是安时,即安培小时,通常常见的轿车蓄电池容量在60Ah 左右。它的意义是:如果一个新蓄电池,充足电时,可以以1A 的电流,放电60h,放出所存储的全部电量,如果以6A 的电流放电,则在蓄电池电压不低于10V 的情况下,可以放电10h,即电流与小时的乘积是一个电能量的单位。
而在汽车上,蓄电池的寿命在2 ~3 年,新蓄电池从开始使用,到老化损坏,容量会逐步下降,按以上的数据进行推算,使用时间为1 年的蓄电池,其容量已经下降到40Ah 左右,而使用两年的蓄电池,其容量已经下降到20Ah 左右。
假设某车的漏电电流——暗电流为40mA, 每天会消耗的电能为0.04A×24h=0.96Ah,而一个星期大约消耗7Ah。
还有就是温度对于蓄电池容量也是有一定影响的,以25℃为标准温度,气温每下降一度,蓄电池容量下降0.8%,如果目前的蓄电池容量为40Ah,因为温度为0,实际容量只有36Ah,再加上因为暗电流消耗的7Ah,则只剩下29Ah 了。
照此计算,如果车辆存在300mA的漏电,一个星期所消耗的电量是0.3A×24h×7d=50.4Ah,尽管是一个新蓄电池,也使用半年以上了,所以足以把所有的容量都消耗完,肯定启动不着。
那么车辆停驶多长时间,还能启动着车算是正常呢?这个数据我们通常认可的是一周左右,车辆停驶一周,还可以打着车的话,从技术上就认为是合格的。
(2)常用的汽车保险片的容量可以分为以下几个级别:10A、15A、20A 和25A、30A,不同的用电设备,因为消耗的电流大小不一样,需要使用不同电流容量的保险片来进行保护,以防止线路烧坏。为了使用方便,保险片的容量与它使用塑料的颜色相对应,除了以上常用容量的保险片以外,还收集了更全的关于保险片容量与颜色资料,实际情况如表1 所示。
(3)保险片的额定电流容量与实际流过电流之间关系:一般情况下,10A 的保险片所流过的电流应该在5A 以下,30A 的保险片实际流过的电流在15A 以下,即实际电流比保险片的容量小一半以下。
而保险片烧断时也是有规律的,它遵循以下规律,如表2 所示。
表1 保险片电流与外壳颜色表


 
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