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隨著人們對乘用車舒適性、安全性及娛樂性的要求越來越高更多的電氣設(shè)備及安全系統(tǒng)被使用。這些電氣系統(tǒng)都有接地的要求，即將一個設(shè)備電路或電氣系統(tǒng)與等電位點或面連接，一般為車身骨架與蓄電池負(fù)極形成回路。乘用車接地不良的現(xiàn)象很容易發(fā)生，例如發(fā)動機(jī)搭鐵線緊固螺栓松動、鐵表面氧化使電阻增大或者搭鐵線接頭腐蝕使電阻增大，這些都會造成接觸不良迫使電流試圖通過另外的回路引起電壓下降或工作失效。文章介紹了在乘用車設(shè)計及試驗過程中，對接地螺栓的性能要求及如何對各類性能要求進(jìn)行有效的驗證從而規(guī)避電氣系統(tǒng)接地失效問題。

1.乘用車接地要求

乘用車接地是指將一個電路、設(shè)備、分系統(tǒng)與參考地連接，目的是提供一個等電位點或面，實現(xiàn)如下功能提供一個電流回路；為模擬傳感器和數(shù)字邏輯電路提供參考電壓；為汽車收音機(jī)的天線提供地網(wǎng)；用于屏蔽射頻旁路電流靜電保護(hù)。

乘用車的接地一般通過電線束的搭鐵端子，與接地螺栓的凸緣面接觸，通過螺栓的螺紋與車身焊接螺母緊密接觸實現(xiàn)線路的導(dǎo)通。常用的接地緊固件有2種，如圖1所示，一種是蓋形螺母和焊接螺柱組合的接地緊固件其在安裝搭鐵線束前是組裝在一起的，這種接地緊固件安裝相對復(fù)雜表面處理成本高；另一種是將刮屑螺栓螺紋局部更改的緊固件，使用螺栓刮屑端去除車身焊接螺母螺紋的油漆，通過螺栓壓平部分螺紋與螺母螺紋接觸實現(xiàn)導(dǎo)通。此種接地螺栓成本低、安裝方便且接地效果可靠文章介紹的是這種接地螺栓的性能要求及試驗方法。

2.接地螺栓的結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點

接地螺栓的結(jié)構(gòu)為在普通凸緣螺栓的結(jié)構(gòu)上增加螺紋的壓平部分及4個刮屑槽如圖1b所示。乘用車的接地點主要分布在白車身上，電氣零件或系統(tǒng)安裝附近位置主要布置在前發(fā)動機(jī)艙內(nèi)、車身前地板、座椅橫梁及后包裹架等位置。由于白車身必須經(jīng)過電泳漆，與接地螺栓配合的焊接螺母螺紋會覆蓋電泳漆因此需要焊接螺栓有刮屑槽去除電泳漆，保證螺栓能順利擰緊。同時需要螺栓有壓平的結(jié)構(gòu)，使接地螺栓和焊接螺母二者螺紋部分產(chǎn)生過盈配合，保證電路導(dǎo)通。裝配后的螺紋配合結(jié)構(gòu)剖面局部放大圖如圖2所示。

在接地螺栓的設(shè)計過程中，有4點需要注意：1）刮屑槽的設(shè)計要保證刮屑和刮漆性能2）螺紋壓平部分過大、深度過深會影響接地螺栓的裝配甚至嚴(yán)重?fù)p壞螺母螺紋，規(guī)格為M6的接地螺栓的壓平深度一般為0.12~0.18mm3）接地螺栓長度的設(shè)計要保證螺栓裝配完成時壓平部分與焊接螺母螺紋緊密接觸）焊接螺母的布置位置應(yīng)保證螺母軸線與水平線垂直，電泳漆不在螺紋牙底堆積螺母螺紋部分應(yīng)盡量避免噴面漆。

3.接地螺栓的接地性能試驗

接地螺栓除必須滿足螺栓本身的性能要求，如抗拉強(qiáng)度、表面及芯部硬度、螺紋精度、表面精度及表面處理等還必須滿足電壓降試驗及力矩試驗要求。

3.1電壓降測量

用接地螺栓將接線端固定在試驗樣板上。試驗樣板應(yīng)提前焊接好焊接螺母，并進(jìn)行電泳漆及面漆處理。

電泳漆厚度為（20±2）um，面漆厚度為（70±2）um。

接地螺栓的安裝力矩如表1所示試驗樣板如圖3所示試驗接線如圖4所示在電源線A端加載電流在電源線B端測量電流，電流大小為（100±5）mA或（1±0.05）A使用電壓降測試儀測量電壓降要求電壓降≤3mV/A。

試驗過程應(yīng)注意問題：1）測試使用鋼板，保證螺栓的壓平部分與焊接螺母的端面距離在1.3~1.8mm2）螺栓擰緊過程中接線端不應(yīng)隨螺栓旋轉(zhuǎn)，接線端平面要滿足螺栓的安裝要求3）使用絕緣膠帶纏繞螺栓光桿部分，使測試用鋼板與螺栓之間絕緣4）接線端、金屬板與測試用鋼板之間要用絕緣紙進(jìn)行絕緣。

3.2重復(fù)擰緊試驗

按表1中緊固力矩上限值將接地螺栓擰緊，然后松開，重復(fù)4次后按3.1節(jié)測量電壓降，要求電壓降≤3mV/A；然后用表1中的緊固力矩下限值擰緊，然后松開重復(fù)4次后按3.1節(jié)測量電壓降要求電壓降≤3mV/A。

3.3鹽霧試驗

把安裝好的試驗裝置放到35℃的試驗箱中噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaCl溶液23h后在試驗箱中靜置1h。上述步驟為1個循環(huán)，做4個循環(huán)后把試驗裝置從試驗箱中取出靜置直至裝置干燥然后按3.1節(jié)測量電壓降要求電壓降≤10mV/A。

3.4交變環(huán)境及振動試驗

1）交變環(huán)境試驗：把安裝好的試驗裝置放在（-35±3）℃的環(huán)境中1h然后放在（85±3）C環(huán)境中1h以上為1個循環(huán)重復(fù)100個循環(huán)。

2）振動試驗：完成交變環(huán)境試驗后將試驗裝置安裝在振動試驗臺上按要求（如表2所示）進(jìn)行振動試驗。然后按3.1節(jié)測量電壓降要求電壓降≤10mV/A。

3.5接地螺栓擰緊試驗

接地螺栓的擰緊試驗是為了保證螺栓能順利裝配。試驗使用六角焊接螺母，試驗螺母應(yīng)不經(jīng)過表面處理及潤滑。試驗樣板如圖3所示，使用擰緊機(jī)進(jìn)行試驗擰緊速度為3r/min。得出試驗數(shù)據(jù)曲線，如圖5所示。測量曲線擰緊過程的峰值及谷值二者差值應(yīng)小于3N·m.

4.結(jié)論

乘用車接地設(shè)計是各類電氣系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，文章介紹的僅是對接地螺栓的性能要求及試驗方法。新設(shè)計的接地螺栓一定要進(jìn)行接地性能試驗保證接地螺栓質(zhì)量，同時在整車及電氣系統(tǒng)試制過程中要對系統(tǒng)的接地性能進(jìn)行確認(rèn)，保證接地系統(tǒng)的可靠性。