汽車電磁干擾對(duì)行駛記錄儀工作的影響

隨著人們安全意識(shí)的不斷提高，人們對(duì)交通工具的安全性能的要求也越來越高。對(duì)交通工具運(yùn)行過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)的記錄和監(jiān)控對(duì)交通工具的安全運(yùn)行具有重要的意義。經(jīng)過國內(nèi)多家單位的共同努力，已成功研制出汽車行駛記錄儀，并廣泛運(yùn)用在車上?，F(xiàn)在許多省市都要求9座以上客車必須安裝行車記錄儀。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行表明，改善了車輛的運(yùn)行狀況，對(duì)減少安全事故的發(fā)生效果明顯。

國家于2003年制定了《汽車行駛記錄儀》（GB/T19056-2003）國家標(biāo)準(zhǔn)。汽車行駛記錄儀作為確保汽車安全行駛的有效管理手段，可迅速取得行車數(shù)據(jù)，提供有效的監(jiān)測手段與管理手段，改善運(yùn)營狀況，勢必成為安全行駛不可缺少的設(shè)備。

1 行駛記錄儀的主要功能及在安裝中出現(xiàn)的問題

1.1 汽車行駛記錄儀的主要功能

從國內(nèi)主要的幾個(gè)廠家的產(chǎn)品來看，汽車行駛記錄儀主要有以下幾方面的功能：

（1）超速報(bào)警功能。當(dāng)車速超過報(bào)警門限值時(shí)發(fā)出警報(bào)，并且開始記錄；

（2）車輛行駛管理功能。可記錄車輛行駛時(shí)間、距離等，便于車輛營運(yùn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和管理；

（3）交通事故分析功能?？捎涗浽谑鹿拾l(fā)生前的一些主要數(shù)據(jù)并且可靠保存。

1.2 行駛記錄儀在一些車輛安裝中存在的問題

某汽車運(yùn)輸公司客運(yùn)車隊(duì)安裝了某廠家的一批某型號(hào)的行駛記錄儀。分別安裝在柴油車和汽油車上。汽油車為20世紀(jì)90年代初期的車型，該車型電路設(shè)計(jì)在抗電磁干擾設(shè)計(jì)方面存在不足。該產(chǎn)品在柴油車上工作正常，但在汽油車上不能正常工作。當(dāng)汽油車正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)車速顯示工作不穩(wěn)定、錯(cuò)亂、甚至出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。廠家和車隊(duì)進(jìn)行了深入的分析比較，認(rèn)為是汽車電氣設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的電磁干擾影響記錄儀的正常工作。尤其是汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)所產(chǎn)生的電磁干擾嚴(yán)重影響其正常的工作。經(jīng)過一定的技術(shù)處理后該記錄儀基本能正常工作。現(xiàn)就電磁干擾對(duì)記錄儀工作的影響原因及改善作一些探討。

2 汽車電磁干擾的產(chǎn)生及對(duì)記錄儀的影響

2.1 汽車電磁干擾的產(chǎn)生

汽車電氣設(shè)備中有許多導(dǎo)線、線圈和元件，它們有不同的電容和電感。而任何一個(gè)具有電感和電容的閉合回路都會(huì)形成振蕩回路，當(dāng)汽車上的電氣設(shè)備工作產(chǎn)生火花時(shí)就會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩，以電磁波的形式發(fā)射到空氣中，其中點(diǎn)火系產(chǎn)生的電磁波頻率高、強(qiáng)度大影響尤為嚴(yán)重?；鸹ㄈ闹行碾姌O對(duì)其殼體有一定的電容，中心電極本身又有一定電感。這樣，火花塞的電容和電感就形成了一個(gè)振蕩回路。如圖1所示。在火花塞放電時(shí)就會(huì)產(chǎn)生高頻振蕩。連接火花塞的導(dǎo)線起著天線的作用，將振蕩以電波形式向空間發(fā)射。

實(shí)際上，在汽車上類似這樣的電路還有很多。象發(fā)電機(jī)的電刷、喇叭、調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)等。這些電器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，而且由于回路中的電容、電感的大小不同產(chǎn)生的振蕩頻率也不相同，其頻率范圍很寬，對(duì)其他電器的干擾就很大。有資料表明，汽車上的電磁干擾頻率范圍在0.15～1000MHz。譬如有汽車路過時(shí)對(duì)收音機(jī)、電視機(jī)的接收有明顯的影響。汽車行駛記錄儀是集機(jī)械、電子微電腦于一體的精密產(chǎn)品，汽車電磁波對(duì)其工作有干擾是很正常的。

2.2 汽車行車記錄儀的組成及在車上的安裝接線

行車記錄儀的硬件組成一般由記錄器、顯示器、車輛數(shù)據(jù)卡、電纜、傳感器、讀卡器等組成。連接記錄儀的電纜由電源線、速度信號(hào)線、左右轉(zhuǎn)彎燈、剎車燈、喇叭燈等信號(hào)線組成。具體連接如圖2所示。

在記錄儀的組成中，記錄器是核心，由單片機(jī)、電子元件、接口電路等組成。外殼是高強(qiáng)度鋁合金材料，有較好的屏蔽功能。速度傳感器是記錄儀的重要組成部分，它傳感車速的變化。它安裝在汽車變速器輸出軸末端（原來的里程表軟軸接口處），直接傳感傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速變化，以獲得車速信號(hào)。它是一個(gè)磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器，其組成和原理如圖3所示。

變速器輸出軸經(jīng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)磁材料盤轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的導(dǎo)磁材料接近或遠(yuǎn)離感應(yīng)線圈時(shí)，導(dǎo)磁材料改變磁路的磁阻而引起磁力線的增強(qiáng)或減弱,從而使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢而測出轉(zhuǎn)速，經(jīng)電路處理計(jì)算出車速。車速傳感器的工作正常狀態(tài)將直接影響記錄儀的正常顯示。從行車角度來說，速度參數(shù)是最為重要的參數(shù),對(duì)保證行車安全起著重要的作用。

2.3 電磁干擾對(duì)行車記錄儀影響原因的分析

同一型號(hào)的記錄儀分別安裝在柴油車和汽油車會(huì)出現(xiàn)不同的工作狀態(tài)，這表明記錄儀的安裝環(huán)境影響著記錄儀的正常工作。柴油車和汽油車的最大不同就是汽油車有點(diǎn)火系統(tǒng)而柴油車沒有。從汽車電器設(shè)備工作中電磁干擾的產(chǎn)生來看，點(diǎn)火系統(tǒng)是電磁波最大、最強(qiáng)的產(chǎn)生源，對(duì)整個(gè)汽車來說，點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁干擾最為嚴(yán)重。而且這一點(diǎn)在實(shí)踐中已得到充分的檢驗(yàn)與證實(shí)?？梢姡谛旭傆涗泝x使用時(shí)必須重視點(diǎn)火系統(tǒng)電磁波對(duì)記錄儀的影響。從記錄儀在工作中出現(xiàn)的現(xiàn)象來看，最主要的特征是對(duì)車速的顯示問題。因此，受點(diǎn)火系統(tǒng)的電磁干擾最顯著的是速度傳感器?？梢詮囊韵聨追矫鎭矸治?。首先，從速度傳感器的類型及工作原理來看，它易受電磁波的影響而產(chǎn)生錯(cuò)亂的信號(hào)，將錯(cuò)亂的信號(hào)傳輸給記錄器而產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。其次，傳感器電氣元件對(duì)點(diǎn)火系電磁波頻率敏感。傳感器安裝距離火花塞較近，且安裝位置也容易受電磁波的影響。第三，傳感器缺少屏蔽保護(hù)。另外，點(diǎn)火系的電磁波對(duì)記錄儀中的電子元?dú)饧墓ぷ饔幸欢ǔ潭鹊挠绊?。由于車中各元件的參?shù)不盡相同，即使是同型號(hào)的火花塞在使用中的間隙也不盡相同，因此，產(chǎn)生的頻率也有差別。

3 幾點(diǎn)改善措施

3.1 在記錄儀的設(shè)計(jì)制造方面

（1）針對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁波的頻率在記錄儀的傳感器信號(hào)輸入前進(jìn)行濾波處理。將高頻信號(hào)過濾掉，將傳感器產(chǎn)生的信號(hào)輸入記錄儀，以保證記錄儀的正常工作。

（2）針對(duì)電磁干擾較強(qiáng)的車型改變傳感器的類型，減少或避免電磁干擾對(duì)其工作的影響。例如運(yùn)用光電傳感器等。

（3）作為生產(chǎn)記錄儀的廠家，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有的一些電磁干擾強(qiáng)的車型的點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的頻率范圍進(jìn)行測量和分析。選擇參數(shù)更合適的記錄儀，以減小對(duì)其工作的影響。

由于汽車上的許多電氣設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，因此，要加強(qiáng)屏蔽保護(hù)。

3.2 對(duì)現(xiàn)有車輛的改善方面

由于多方面的原因，前些年生產(chǎn)的汽車總體上在電磁干擾方面要求不是很嚴(yán)格。在抑制電磁干擾方面亟待進(jìn)一步完善。汽車所產(chǎn)生的電磁干擾按其傳播方式可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是通過導(dǎo)線直接傳播，而輻射傳播則是通過空間傳播。根據(jù)情況從這些方面來改善電磁干擾，具有現(xiàn)實(shí)意義。

（1）加阻尼電阻和高壓阻尼線。在點(diǎn)火裝置的高壓電路中串入阻尼電阻。可有效減弱高頻振蕩。有實(shí)驗(yàn)證明，阻尼電阻的阻值越大，抑制效果越好。但阻值過大，則會(huì)影響火花塞電極的火花能量而影響點(diǎn)火，一般不超過20kΩ。阻尼電阻常用碳質(zhì)制成，可裝在點(diǎn)火線圈的高壓導(dǎo)線引出端或火花塞上。也可采用高壓阻尼線，目前，多采用這種方法。

（2）用電容器吸收火花。在產(chǎn)生火花處并接一個(gè)電容器，可以吸收火花，從而削減高頻電磁波的發(fā)射。如圖4所示。

（3）用屏蔽遮掩。將汽車上容易產(chǎn)生火花的電器用金屬罩、導(dǎo)線金屬網(wǎng)或金屬遮蓋，并搭鐵，這樣使干擾的電磁波在金屬罩內(nèi)產(chǎn)生渦流，使電磁波不能輻射出去，但這種措施的成本高，難以普遍采用。

4 結(jié)束語

由于汽車上產(chǎn)生電磁干擾的電氣設(shè)備較多，而且產(chǎn)生的頻率范圍較寬，因此受干擾的電器較多。前些年車載電氣設(shè)備較少，電磁干擾由于對(duì)車載電氣設(shè)備的影響不明顯，沒有引起人們的重視。隨著對(duì)車輛的安全性、舒適性、綠色環(huán)保等要求的提高，車載電氣設(shè)備越來越多，電磁干擾對(duì)電器設(shè)備的影響也突現(xiàn)出來。國家在這方面也出臺(tái)了一些法規(guī)，讓人們?cè)谲囕v的設(shè)計(jì)制造、使用、維修等方面關(guān)注電磁干擾對(duì)車輛運(yùn)行的影響。