汽车电磁干扰对行驶记录仪工作的影响

随着人们安全意识的不断提高，人们对交通工具的安全性能的要求也越来越高。对交通工具运行过程中的有关数据的记录和监控对交通工具的安全运行具有重要的意义。经过国内多家单位的共同努力，已成功研制出汽车行驶记录仪，并广泛运用在车上。现在许多省市都要求9座以上客车必须安装行车记录仪。经过一段时间的运行表明，改善了车辆的运行状况，对减少安全事故的发生效果明显。

国家于2003年制定了《汽车行驶记录仪》（GB/T19056-2003）国家标准。汽车行驶记录仪作为确保汽车安全行驶的有效管理手段，可迅速取得行车数据，提供有效的监测手段与管理手段，改善运营状况，势必成为安全行驶不可缺少的设备。

1 行驶记录仪的主要功能及在安装中出现的问题

1.1 汽车行驶记录仪的主要功能

从国内主要的几个厂家的产品来看，汽车行驶记录仪主要有以下几方面的功能：

（1）超速报警功能。当车速超过报警门限值时发出警报，并且开始记录；

（2）车辆行驶管理功能。可记录车辆行驶时间、距离等，便于车辆营运数据的统计和管理；

（3）交通事故分析功能。可记录在事故发生前的一些主要数据并且可靠保存。

1.2 行驶记录仪在一些车辆安装中存在的问题

某汽车运输公司客运车队安装了某厂家的一批某型号的行驶记录仪。分别安装在柴油车和汽油车上。汽油车为20世纪90年代初期的车型，该车型电路设计在抗电磁干扰设计方面存在不足。该产品在柴油车上工作正常，但在汽油车上不能正常工作。当汽油车正常运行时出现车速显示工作不稳定、错乱、甚至出现死机现象。厂家和车队进行了深入的分析比较，认为是汽车电气设备运行中产生的电磁干扰影响记录仪的正常工作。尤其是汽油机点火系统所产生的电磁干扰严重影响其正常的工作。经过一定的技术处理后该记录仪基本能正常工作。现就电磁干扰对记录仪工作的影响原因及改善作一些探讨。

2 汽车电磁干扰的产生及对记录仪的影响

2.1 汽车电磁干扰的产生

汽车电气设备中有许多导线、线圈和元件，它们有不同的电容和电感。而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡回路，当汽车上的电气设备工作产生火花时就会产生高频振荡，以电磁波的形式发射到空气中，其中点火系产生的电磁波频率高、强度大影响尤为严重。火花塞的中心电极对其壳体有一定的电容，中心电极本身又有一定电感。这样，火花塞的电容和电感就形成了一个振荡回路。如图1所示。在火花塞放电时就会产生高频振荡。连接火花塞的导线起着天线的作用，将振荡以电波形式向空间发射。

实际上，在汽车上类似这样的电路还有很多。象发电机的电刷、喇叭、调节器触点等。这些电器工作时会产生电磁干扰，而且由于回路中的电容、电感的大小不同产生的振荡频率也不相同，其频率范围很宽，对其他电器的干扰就很大。有资料表明，汽车上的电磁干扰频率范围在0.15～1000MHz。譬如有汽车路过时对收音机、电视机的接收有明显的影响。汽车行驶记录仪是集机械、电子微电脑于一体的精密产品，汽车电磁波对其工作有干扰是很正常的。

2.2 汽车行车记录仪的组成及在车上的安装接线

行车记录仪的硬件组成一般由记录器、显示器、车辆数据卡、电缆、传感器、读卡器等组成。连接记录仪的电缆由电源线、速度信号线、左右转弯灯、刹车灯、喇叭灯等信号线组成。具体连接如图2所示。

在记录仪的组成中，记录器是核心，由单片机、电子元件、接口电路等组成。外壳是高强度铝合金材料，有较好的屏蔽功能。速度传感器是记录仪的重要组成部分，它传感车速的变化。它安装在汽车变速器输出轴末端（原来的里程表软轴接口处），直接传感传动轴的转速变化，以获得车速信号。它是一个磁阻式转速传感器，其组成和原理如图3所示。

变速器输出轴经蜗轮蜗杆机构驱动导磁材料盘转动。当运动着的导磁材料接近或远离感应线圈时，导磁材料改变磁路的磁阻而引起磁力线的增强或减弱,从而使线圈产生感应电动势而测出转速，经电路处理计算出车速。车速传感器的工作正常状态将直接影响记录仪的正常显示。从行车角度来说，速度参数是最为重要的参数,对保证行车安全起着重要的作用。

2.3 电磁干扰对行车记录仪影响原因的分析

同一型号的记录仪分别安装在柴油车和汽油车会出现不同的工作状态，这表明记录仪的安装环境影响着记录仪的正常工作。柴油车和汽油车的最大不同就是汽油车有点火系统而柴油车没有。从汽车电器设备工作中电磁干扰的产生来看，点火系统是电磁波最大、最强的产生源，对整个汽车来说，点火系统的电磁干扰最为严重。而且这一点在实践中已得到充分的检验与证实。可见，在行驶记录仪使用时必须重视点火系统电磁波对记录仪的影响。从记录仪在工作中出现的现象来看，最主要的特征是对车速的显示问题。因此，受点火系统的电磁干扰最显著的是速度传感器。可以从以下几方面来分析。首先，从速度传感器的类型及工作原理来看，它易受电磁波的影响而产生错乱的信号，将错乱的信号传输给记录器而产生错误的结果。其次，传感器电气元件对点火系电磁波频率敏感。传感器安装距离火花塞较近，且安装位置也容易受电磁波的影响。第三，传感器缺少屏蔽保护。另外，点火系的电磁波对记录仪中的电子元气件的工作有一定程度的影响。由于车中各元件的参数不尽相同，即使是同型号的火花塞在使用中的间隙也不尽相同，因此，产生的频率也有差别。

3 几点改善措施

3.1 在记录仪的设计制造方面

（1）针对点火系统产生的电磁波的频率在记录仪的传感器信号输入前进行滤波处理。将高频信号过滤掉，将传感器产生的信号输入记录仪，以保证记录仪的正常工作。

（2）针对电磁干扰较强的车型改变传感器的类型，减少或避免电磁干扰对其工作的影响。例如运用光电传感器等。

（3）作为生产记录仪的厂家，应对现有的一些电磁干扰强的车型的点火系统产生的频率范围进行测量和分析。选择参数更合适的记录仪，以减小对其工作的影响。

由于汽车上的许多电气设备都会产生电磁干扰，因此，要加强屏蔽保护。

3.2 对现有车辆的改善方面

由于多方面的原因，前些年生产的汽车总体上在电磁干扰方面要求不是很严格。在抑制电磁干扰方面亟待进一步完善。汽车所产生的电磁干扰按其传播方式可分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰是通过导线直接传播，而辐射传播则是通过空间传播。根据情况从这些方面来改善电磁干扰，具有现实意义。

（1）加阻尼电阻和高压阻尼线。在点火装置的高压电路中串入阻尼电阻。可有效减弱高频振荡。有实验证明，阻尼电阻的阻值越大，抑制效果越好。但阻值过大，则会影响火花塞电极的火花能量而影响点火，一般不超过20kΩ。阻尼电阻常用碳质制成，可装在点火线圈的高压导线引出端或火花塞上。也可采用高压阻尼线，目前，多采用这种方法。

（2）用电容器吸收火花。在产生火花处并接一个电容器，可以吸收火花，从而削减高频电磁波的发射。如图4所示。

（3）用屏蔽遮掩。将汽车上容易产生火花的电器用金属罩、导线金属网或金属遮盖，并搭铁，这样使干扰的电磁波在金属罩内产生涡流，使电磁波不能辐射出去，但这种措施的成本高，难以普遍采用。

4 结束语

由于汽车上产生电磁干扰的电气设备较多，而且产生的频率范围较宽，因此受干扰的电器较多。前些年车载电气设备较少，电磁干扰由于对车载电气设备的影响不明显，没有引起人们的重视。随着对车辆的安全性、舒适性、绿色环保等要求的提高，车载电气设备越来越多，电磁干扰对电器设备的影响也突现出来。国家在这方面也出台了一些法规，让人们在车辆的设计制造、使用、维修等方面关注电磁干扰对车辆运行的影响。