汽车电磁波干扰故障处理与预防措施探讨

摘 要：目前，汽车已经成为了人们生活当中必备的日常出行工具。汽车在使用过程当中经常会受到电磁波的干扰而产生一系列的故障问题，对整个汽车的运行工作安全产生了不良影响。本文主要围绕汽车电磁波干扰故障處理以及预防措施进行分析，以供参考。

关键词：汽车电磁波;干扰故障;预防措施

一、汽车电磁波常见干扰来源分析

（一）汽车发电机装置产生的电磁波

汽车的发电机装置可细分为两种类型，一种为整流子发电机装置，一种为硅整流发电机装置。整流子发电机装置中的碳刷在过渡过程中，系统中的接触电阻会发生急剧变化，此时电流也会发生突变，导致火花出现，这种过程是循环往复的，在整个周期内会大范围产生电磁干扰。硅整流发电机装置在旋转运行期间，电刷与滑环装置的接触状态随时变化，因此会产生电火花，此时电磁波会随之出现，并从电动机的引出线进行传导。汽车中的蓄电池与电动机装置联合运行时，蓄电池的内阻值处于较低状态，具备吸收过电压脉冲能量的能力。在蓄电池完好无损的情况下，会实施负荷转换，此时脉冲电压最大不会超过30V，但是当蓄电池运行断开之后，最大负荷被卸下，此时系统瞬变过电压会增大，最高能达到180V左右，在这种情况下，会释放出大量能量，此时汽车电子系统中的其他产品会受到强烈的电能冲击，如果点火开关关闭，此时点火系统停止运行，发动机装置熄火，蓄电池装置会与激磁绕组断开链接，但是此时蓄电池与其他负载还存在电联，会在激磁绕组上出现自感电动势，此时电动势的脉冲方向为负向。如果点火开关与初级点火电路同时切断，过电压会瞬间升高，此时磁场衰减，发生瞬变的过电压会对汽车中的仪表类电子产品造成严重不良影响。

（二）汽车起动机装置产生的电磁波

当汽车发动机装置启动时，起动机装置以及继电器装置的触电会瞬间连接，与此同时整流子发电机装置中的电刷会转换方向，此时蓄电池装置中的电压值会出现较大波动，这种波动会导致继电器装置的触电位置、起动机装置的开关位置以及电刷与整流子装置之间同时产生电火花。这种电火花本质上属于一种非连续性脉冲放电电流，因此必然会引起电磁波辐射，与此同时还会加剧汽车电子系统的电流和电压的波动，此时系统内部电磁感应产生的影响更加强烈，瞬间过电压会增大。

（三）汽车点火系统产生的电磁波

在汽车电子系统内部结构中电磁干扰噪声最大的部分就是高压点火导线、点火线圈的分电器装置以及火花塞装置。汽车发电机装置运行期间，火花塞装置会释放电火花，产生强大的冲击电流，此时其他附属电路会产生震荡，震荡过程中，电磁波形成的辐射噪声会在电路中传导，噪声流经电源线之后，通过电源也会增强噪声的辐射影响力。这种辐射电磁波具有超高频率。对于汽车内部的电视广播系统会造成严重干扰。汽车点火系统中的初级电路放电类型可以细分成两种，一种为电感放电模式，一种为电容放电模式。电感放电模式是指汽车次级线圈中，电能逐渐降低，放电过程处于衰减状态，此时放电的电压会随之降低，放电过程持续的时间长，电流值降低。电容放电模式是指，汽车点火线圈装置的高压点火线以及级间电容中的电能从火花塞装置中释放，放电周期较短，释放的电流值较大。火花塞装置开启电容放电模式之后，电极之间的放电电流会瞬间增大，此时汽车点火系统中的各个零部件会传递电磁波的辐射，传递形式为电镀噪声。

（四）其他因素产生的电磁波

汽车的电子系统中，存在很多接触开关装置和电感元件，系统运行期间，如果继电器装置的触电、开关装置触电或者电刷存在接触不良的情况，很容易出现瞬间过电压。在这种情况下，过电压的脉冲最大设置与系统的电感量、电流值等参数成正比，如果此时电流值增大，系统电源的电压值会出现波动，电路的连接位置或者电路接触面处极易出现电火花，电火花与瞬间过电压会相互影响循环往复，这样一来，汽车系统中的电器设备会受到强烈冲击，同时还会对周边环境造成严重电磁干扰。此外，汽车运行期间其轮胎与地面以及漆层都会产生摩擦和静电，这也是造成电磁波干扰的原因之一。

二、汽车电磁波干扰故障原理分析

汽车的电子控制系统当中，其传感器装置产生的弱点信号对于电磁干扰的抵御能力较差，一旦受到干扰，会形成错误信号，因此往往在传感器装置中会加设屏蔽线装置。如果屏蔽装置运行期间受损，系统就被干扰信号影响而出现失控的情况，此时诊断系统会发出自动预警。另外，如果汽车系统中使用了不带有防辐射装置的火花塞装置或者高压线，那么在系统运行期间，系统传感器装置将丧失抵御电磁辐射的能力，受到严重干扰，接收到错误信号。例如，如果汽车凸轮轴的传感器装置遭受电磁波干扰，计算机系统由于遭受错误信号，发动机装置的正常启动会受到影响，此外，如果汽车起动机受到电磁干扰，转速传感器的正常功能会受到影响，这些都是阻碍发动机装置正常启动的原因。

三、汽车电磁波干扰故障处理措施

（一）设计阶段抗干扰优化处理

当前，为了有效控制汽车电磁波干扰，系统设计人员在系统设计阶段对于电磁兼容参数已经进行了合理设置，这种设计方式具有一定的抗干扰效果。技术人员在汽车电器系统中加设电磁兼容指标设计之后，需要将系统置于电磁波干扰较强的环境中进行性能测试，测试期间需要重点控制以下几方面的内容：第一，汽车在正式行驶期间，电磁测试必须要进行程度限定，干扰程度不得超出预设值，这样一来才能充分保证测试的安全等级。其次，完成抗干扰测试之后，技术人员在保证其抗电磁波干扰能力的前提之下还要注重提升其对于电磁波的灵敏度，在明确汽车系统内部电磁波产生规律的基础上，结合电磁兼容指标的变化来实现汽车设计阶段的抗干扰优化处理。

（二）设置阻尼系统以及滤波器装置

想要有效规避电磁波干扰，技术人员可以选择设置滤波器的方式，对系统内的电磁波实施有效过滤。此外，通过安装阻尼系统也能最大程度降低电磁波对于汽车电器产生的不良影响。如果汽车电子系统处于高压运行环境中，那么系统中的电器设备极易受到外界环境的干扰，此时技术人员应该在系统内部划分屏蔽区域，区域应设定在高压线装置的外表层周围，这样一来，会显著消除外围磁场对于电子系统造成的干扰。此外，技术人员可以通过阻尼系统的安装或者加设滤波器装置的方式实现对于电子设备金属外壳的磁场控制，最大程度降低外围辐射。例如，技术人员可以将阻尼系统安装在汽车的点火装置中，这种方式可以有效规避汽车点火装置点火时产生的电磁震荡。与此同时，技术人员还需要注意控制阻尼系统的实际控制范围，对系统内部的阻尼参数进行合理设置，如果参数设置过小，则难以起到抵御电磁干扰的作用，如果参数设置过大，则会削弱系统中的电级能量。阻尼系统与滤波器装置之间可以相互辅助，因此在实施参数设置时技术人员需综合考量。

四、汽车电磁波干扰故障预防措施

（一）优化系统内部滤波处理模式

滤波处理模式是当前汽车电子系统抗干扰预防措施中的常用方法之一。这种方式的工作原理是借助系统内部的发电机装置以及电源线装置傳递干扰信号的能力，有效规避汽车系统中逆变器装置中产生的不良信号。一般来说，滤波器装置大多被用于高频率电磁波的衰减处理当中，其具备电磁波分量功能，在系统逆变器装置运行期间，输出端口的滤波器装置主要负责信号的输出，利用这种方式输出的信号能够有效抵御干扰。与此同时，汽车系统中的逆变器装置的信号输出端口也可设置相同性质的滤波器装置，最大程度优化电网系统中的信号传输过程。此外，技术人员可在汽车电子设备系统中设置相应的隔离保护，对于其中干扰源高发位置和系统节点实施强制隔离优化，例如在系统的电源装置以及放电电路的中间位置，技术人员可以加设隔离变压器装置，这可以起到显著预防作用。

（二）强化干扰源屏蔽力度

在汽车电磁波干扰故障的预防措施当中，还有一种比较常见的预防方式，就是强化干扰源的屏蔽力度。在汽车内部的信息系统当中，其中一些电源转换电路基本上都被设置在金属当中来进行电磁波的屏蔽，输出线路从钢管当中直接进行排布，通过这种屏蔽干扰源的方式可以最大限度上降低电磁信号所产生的不良影响，同时在系统内部的导线相互之间尽可能不要进行耦合或者是相互交叉，尤其是针对系统内部的一些重要的电源线和信号线，必须要进行充分的隔离，同时还需要和周围一些敏感的电子设备线路来进行配合防护，有效保证整个线路接地的安全性，以此达到电磁波信号的有效屏蔽。

五、结语

综上所述，近年来车辆局域网正在迅速扩展，面对新的形势，汽车电磁干扰成为了亟待解决的问题。然而截至目前，针对汽车电器的干扰防护技术仍缺乏完善性，有待长期的提高和改进。未来的实践中，相关人员还需要不断摸索经验，在此基础上服务于电磁干扰防护技术的全面进步。

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作者简介：王惠（1988-），女，汉族，江苏无锡人，本科，研究方向为汽车维修技术。