接地问题
当你看一张电气配线图时你经常不看的部分也许就是你最容易误解的部分。人们花费了大量的时间一遍又一遍地仔细研究动力性能如何、油料如何达到各个零部件以及各部件之间如何相互作用。而关于构成电气电路的另一半的“接地”的信息却经常被忽视了。
接地点并非是一成不变的。一台机械的接地点和另一台机械的接地点未必相同。如果电气电路中缺少接地，则可能会造成虚假或混乱的信号，甚至更糟的还会使机械装置停止工作。本文将讲述接地这个术语的真正含义，电路中接地不良会导致的后果，如何判定及处理由于接地不良而引起的常见问题。
作为一个电工学术语，接地最早来源于早期的无线电收音机。那时人们为了获得较好的收听效果，在农场的树木之间扯上电线来构成一部分的天线，并将一根铁棒或铁管插入地下来形成另一部分的天线。但这样做的结果往往并不能如人所愿。例如当接收效果不太好的时候农民们往往向插入地下的铁杆泼一桶水来提高它与地连接的质量。
在汽车的电子及电气系统中，接地点意味着一个共用的参考点。如果我们说一辆汽车有一个12V的电气系统时，我们省略的意思就是相对于一个共同的接地点有12V的正极。
目前大多数的汽车的接地系统都不是很理想。其中的一个原因就是钢的导电性不能和铜相比。电气系统工作时电流必须经过汽车车身的点焊的焊点，这些点焊处将汽车车身上的钢板并从一个接地点传到下一个接地点。问题是钢和焊点处都有电阻，这就意味着汽车车身上不同部位的导电能力相对于其它部分而言都会有所差别。
在汽车中使用接地系统还有另一个目的。它不但给汽车的电气系统提供了一个共同的参考点，同时它本身也承担了电流回路的作用。通过使用金属的车身或悬架作为接地线，汽车的电路线只需由电源线和传递传感器到车载计算机之间的信息线所组成。
另一个影响因素是接地电缆的布置。汽车上电池的负极一般都是通过电缆直接与发动机组相联，以便为需要大电流的启动电机提供连接回路。但这些电缆也往往具有电阻。这再次说明和电池的负极相比，汽车车身的电压并不是很绝对地在0。
对于像点火线圈、风扇电机这样大功率负载的零部件，接地处的电压不是绝对的0也无关紧要，至少在大多数情况下如此。这些装置一般是看系统电压与真正接地点的电压差值而不是看总的系统电压值，当发生电压损失这样的问题时系统仍然能够正常地工作。然而当电缆及电池的连接处的电阻过大时，就会发生一些问题。连接处由于接触不良而引起的电压降会使启动电机得不到足够的电流而不能正常工作，从而不能带动曲轴旋转。
信号线的情况则不同，所谓信号线也就是将信号从传感器传递到车载计算机的通路。数字化的信息是一系列的值为1和0的脉冲，这些脉冲值分别由5V和0的电压来表示。关于选用电压有两点是需要注意：一是两个电压的差值必须与系统电压和接地点的电压差很接近，从而使每1V的电压偏差都具有更重大的意义。其二是正值是典型的5V。从理论上讲，可以让1V等于a1，让0等于a0。之所以选择5V电压是为了保证抗噪声信号的干扰性能。在IC逻辑中嵌入设计的比较器电路能够监测信号的波形并将接收的信号电压与内部的参考电压相比较。比较器经过了精心的设置，从而使接收到的电压小于0.8V的信号认为是a0，而将超过3.5V电压的接收信号认为是a1。这样就使得一个带有噪声的信号能够继续传递信息。
模拟信号传感器则容易受到接地电压偏差和电气系统噪声的影响。这些传感器的输出值一般较低（例如氧传感器），而且由于接触不良引起的电压损失都会导致传递到计算机的信息产生误差。
要保证获得可靠的接地性能，还存在着许多内在的问题。首先，机械连接本身就存在着问题，以典型的涂锡的青铜环的接线柱为例，接线端子在电线的接地端被折起来并通过金属板材用自攻螺钉将其紧固到汽车的车身上。设想一下选用这样的连接将会出现的问题：电线的卷折部分会变松、受到腐蚀或在碰撞时受到机械性损坏。接线端子和车身上的连接部位可能会由于受到盐分、水以及其它的诸如电池酸液之类的腐蚀性液体的腐蚀而损坏。
很多装置通过使用螺栓或螺钉将电气电路直接连到车架、车身或动力传动系统来提高接地性。像前面所述的接线端子一样，显然这些接地的可靠程度依赖于机械连接的质量。
查找与电路接地不良相关的故障并不是很容易的，有一些情况可以直接判定是出了故障，而另有一些则并非如此。很多看起来似乎毫无关联的问题其实都是由于接地不良而引起的。传感器的输出值高于量程范围或一直为常数值可能是接地问题出现的征兆。启动系统、点火线圈和风扇电机等大功率负载性能不良等也很有可能是由于接地不好而引起的。
要查出不良的接地点也是很不容易的。前面所述的螺钉经常会被隐藏在普通日光下看不见的地方。那些看起来岌岌可危的连接部位没准儿一点儿问题都没有。有时候仅仅查找一处接地位置就可能耗去一天的时间。不过，值得庆幸的是现在很多的汽车维修服务资料中都包含了接地位置的信息。
一旦你找到了连接点的位置，就可以采取各种措施来检查接地的可靠性。一种方法是将DVOM的一个探笔与电池的负极相连接，将另一个探笔与接线片、接线柱或接地组件的金属车身相连接。当你操纵车辆的时候，连接处的电压降应该少于1V，100mV则更好，对于低压的计算机电路尤其应该如此。如果该电路没有加电的话你也可以使用一个欧姆计来完成这项工作。你应努力追求的是让接地的连接处尽可能地接近零电阻状态。只需很简单地把螺钉或安装螺栓拧松，然后再将它重新上紧，这样就可以很好地改变不良的接地现象。
当接地点的可靠性仍然不能确定的时候，你也可以采取其它的方法来解决问题。比如采用诊断技术或永久性的解决措施——去掉多余的接地点。将电线的一端与汽车车身或电池负极这样已知的良好的接地点相连接，然后将电线的另一端与不确定接地部位或与之相连的接线柱连接。如果问题真是与接地有关，则用电线的方法可以确定诊断的结果，而且一旦你处置妥当，你也就永久性地解决了问题。
判别和确定接地相关问题的关键是要记住电路接地系统的作用。它为动力和信息发送提供了回路并形成了与电压测量有关的参考点。如果你的诊断结果显示这两件事情都没有发生，那么你就该去查一下那个连接不良的接地点了。
