幾週前,我寫了一篇關於修理一輛復古歐洲車款的VDO擋風玻璃清洗泵的文章。當時我快速地進行了系統故障排除,確認問題確實出在泵浦而非線路上。但能夠進行電路故障排除是復古車維修中非常重要的技能,因此我想回過頭來更詳細地談談這個主題。
要排除並修復電路問題,你需要對電路的基本概念有一定了解。對某些人來說,提到「電路」這個詞就讓人頭昏眼花,但其實並不複雜。以下我會用一些簡單的手繪圖示來說明,別擔心,我會像個親切的教授一樣,給你輕鬆的B等,課後還能一起喝啤酒。讓我穿上帶有皮革肘部補丁的哈里斯推特外套,歡迎你來到……
在汽車中,電源是電池(嚴格說來,電源是由電池、發電機、電壓調節器和電纜組成的充電系統,但那是另一堂課的內容)。使用電力的負載裝置就是你正在排除故障的設備——例如不亮的煞車燈、不轉動的風扇馬達等。線路就是線路。正極電池端子有時稱為「熱端」。從裝置到負極電池端子的線路稱為「接地路徑」。因此,你可能會認為汽車電路看起來像這樣:
然而,在汽車中這是不正確的,因為幾乎所有汽車都使用車身金屬作為接地路徑,負極電池端子和每個裝置的負極端都接到車身。因此,沒有每個電路都直接連到電池負極端子的線路。基本的汽車電路應該是這樣的:
不過這仍然不完全正確,因為大多數汽車電路至少還有兩個元件——一個用來開關電路的開關,以及一個用來保護電路的保險絲。這兩者幾乎總是位於電路的正極側,雖然也有例外(例如喇叭的開關通常在接地側)。
還不錯吧?還跟得上嗎?還沒想放棄?很好。
既然我們已經釐清了汽車電路的基本概念,接下來談談電路常見的故障類型。
開路。記住,電路要運作,電流必須能完整流通(這也是「電路」這個詞的由來)。我們稱這種狀態為電路「閉合」。如果電路「開路」,電流就無法流通。如下圖所示,當開關處於關閉狀態時,會故意形成開路。我們不認為這是「故障」,因為開關是由操作人員控制的。保險絲燒斷也會造成開路。你可以更換保險絲,但如果它立刻又燒斷,通常是因為某處短路接地(稍後會說明)。
但要注意的是,任何線路連接到裝置、電池、開關或保險絲的地方,都有可能形成開路。線路可能從接頭斷裂,或接頭從端子鬆脫。隨著熱度和老化,線路會變脆,塑膠接頭也會變得脆弱,這些都是開路非常常見的原因。當然,線束中間因為彎折而斷線(例如行李箱蓋或後車門處)也是可能的,但相對較少見。
接地短路。要理解的是,連接負載裝置到電池和接地的線路電阻非常低,但負載裝置本身電阻很高。正是這個電阻將流過的電流轉換成有用的能量——燈泡發光、風扇轉動、後窗除霧器加熱等。如果沒有負載裝置來阻擋電流,線路中會流過遠超過應有的電流,導致絕緣層熔化,甚至引發電氣火災。
因此,當人們說「短路」時,幾乎總是指接地短路。這表示正極電池與負載裝置之間的線路觸碰到接地(通常是車身)。如下圖所示,如果短路發生在保險絲之後,保險絲會燒斷,防止火災發生。但如果短路發生在保險絲之前,電路就沒有保護,會有大量電流流過線路。最少絕緣層會熔化,你希望線路本身也會熔斷,這樣電路才會中斷。但如果線路仍然連接,持續導電,將造成嚴重損害。我曾目睹一輛車從輕微的電氣煙霧迅速演變成全面燃燒,過程不到一分鐘,非常驚悚。
電源短路。雖然不如接地短路常見,但電源短路會造成一些經典的怪異現象,例如老英國車踩煞車時雨刷器卻啟動(我那台Triumph GT6+就曾發生過)。這種情況發生在兩條帶電線路絕緣層磨損,彼此接觸,導致電流從一條線路流入另一條線路。如下圖所示,兩個燈泡由不同開關控制。燈泡1的開關閉合,燈泡點亮;燈泡2的開關開啟,理應不亮。但如果兩條電源線短路,燈泡2即使開關是開啟狀態,也會亮起。
裝置故障。電路不工作也可能是因為負載裝置本身故障。裝置可能「開路故障」或「短路故障」。燈泡因燈絲燒斷而不亮是典型的開路故障例子。幾週前我提到的擋風玻璃清洗泵卡死則是短路故障的例子。短路故障的電動馬達可能很危險,因為它們依靠旋轉來冷卻。你希望它們不會一直運轉,或者你能及時發現故障,或者保險絲會燒斷。至少我是這麼想的。
電力供應故障。負載裝置和連接線路看似正常,保險絲也沒燒斷,但電路仍不工作,可能是因為電力供應不足。我故意用比較模糊的「電力」一詞,因為這是入門課程,不想用歐姆定律的電壓、電流與電阻方程式嚇跑讀者。簡單來說,電壓推動電流通過電阻,電阻越大,電流越小。
實務上,任何接頭處可能有腐蝕,會增加電流流通的阻力,阻力越大,流到裝置的電流越少。幾週前我寫過一篇文章,說我的日常代步車因為電池正極端子腐蝕而無法啟動,最後只靠扭動並重新固定電池夾就解決了問題。
恭喜你,已經完成電路101的入門課程。歡迎帶蘋果或啤酒來謝謝你的老師。
(下週主題:如何選擇萬用電表並用它來排除故障。)




