起动机冷起动困难故障分析及解决方法

3 分析故障可能原因 现 场 接 通 点 火 开 关 ， 车 辆 不 能 起 动 时 测 量 50
（电磁开关线圈） 接线端， 起动电流为40.9 A， 驱动 齿轮能够弹出与发动机飞轮啮合， 说明电磁开关的 线圈已得电工作， 且听见电磁开关工作的啪啪声； 测量起动机30接线端无电流； 起动机30端供电电压 12.3 V， 供电正常， 说明电磁开关的触点没有接通， 直流电动机不能得电旋转， 无法带动发动机点火， 所以车辆不能起动。 国外也发生了轿车冬季寒冷天 （-20 ℃以 下 ） 车 辆 运 行 后 库 外 停 放4 h以 上 ， 车 辆 难起动的故障。
目 生产厂家、 出厂年月）、 故障现象、 故障诊断分析、
故障排除过程写清楚， 都符合要求。 当然， 最好
征 配 有 简 明 的 原 理 图 ， 争 取 图 文 并 茂 ， 增 强 其 阅 读
性和可操作性， 达到具体故障具体分析的要求。
稿
来 稿 请 E－mail 至 qcdq＠qcdq．cn， 并 注 明 “ 故
件起动机与未更改 的3件起动机共同放
图3 电磁开关改进示意图
进高低温试验箱中，
进行高温 （90 ℃） 运行后转低温存放触点结冰的故
障再现试验。 经10个模拟试验循环， 改进件均起动
正常， 触点均无结冰现象。 而未改进件均出现因30
端触点结冰而不能起动。
该改进件电磁开关上的小孔， 保证了电磁开关
内部与外部的空气迅速流通， 使起动机在高温转低
障实例”。
（本 刊）
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《汽车电器》2010 年第 3 期 29
创新●改革
Innovation●Reform
起动机冷起动困难故障分析及解决方法
孙彦军 （一汽-大众汽车有限公司质保部， 吉林 长春 130011）
中图分类号： 464．142 文献标识码： B 文章编号： 1003－8639（2010）03－0028－02
1 故障现象 轿车在常温下或者温度不是太低的情况下， 起
实 的 “ 故 障 实 例 ” 栏 目 中 ， 为 了 加 强 “ 故 障 实 例 ”
栏目的建设， 现征集维修一线对汽车电器故障排
除的稿件。 原 “经验·建议” 栏目依然保留。
例
﹄ 只要您的稿件是 自 己 维 修 中 已 经 解 决 的 实 例 ，
栏 将 故 障 车 基 本 信 息 （ 包 括 故 障 车 型 、 行 驶 里 程 、
汽车维修中， 不同的故障现象有不同的解决
办法； 不同的维修技师有不同的维修方法和技巧。
﹃ 概 括 来 说 ， 维 修 的 方 法 有 多 种 ， 没 有 做 不 到 ， 只
故 有想不到。 本刊从2010年 第1期 开 始 对 一 些 栏 目 作
障 调 整 ， 将 所 有 关 于 故 障 排 除 实 例 的 文 章 放 在 新 增
5 解决方法 根据试验分析结果， 厂家立即进行了改进， 见
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图3， 在起动机 电 磁
开关两接线端子上
部 （静触点侧面）
打 一 Φ5 小 孔 ， 与 内
部相通， 并贴上透
气不透水的PTFE膜。
笔者将国内生
产厂家经过改进的3
图1 起动机结构图
图2 起动机电磁开关接线原理图 修改稿收稿日期： 2009－11－10
4 试验分析 国外试验室传来信息， 认为可能是因电磁开关
的材料干燥不够或因运输中造成含水量过多， 使起 动机电磁开关30端静触点低温结冰， 并将起动机的 零部件经烘干处理， 然后组装的件送来进行试验。
要想证实、 解决电磁开关触点冷热交换结冰的 问题， 首先要在试验室状态下模拟出起动机高温工 作后， 低温存放结冰的故障再现。 在试验室条件下 模拟自然条件下装在车辆上的起动机冷起动的故障 再现， 是很困难的。 由德国总部试验室、 国内生产 厂家及一汽-大众试验室同时在试验室模拟自然条 件下， 装在车辆上的起动机高温后， 低温存放数小
按以上模拟发动机舱高温90 ℃存放运行， 使温 度达到平衡后， 将在-20 ℃冻结的冰块分别放置在3 件起动机电磁开关30接线端子的螺栓上， 同时将箱 温 转 至-25 ℃， 存 放4 h后 ， 将3件 起 动 机 分 别 进 行 空 载 运 行 ， 工 作 电 压11 V时 ， 结 果3件 分 别 出 现 了 电磁开关的线圈工作正常、 驱动齿轮被弹出、 电动 机 不 转 的 现 象 。 测50端 工 作 电 流 为32～38 A， 30供 电端电流为0。 此时说明电磁开关已工作， 但因其 触点未导通， 电流不能通过触点供给电动机而使电 动机不转， 经10个模拟试验循环， 完美再现了起动 机在车辆运行的高温状态转入低温状态后起动难的 故障。
温时电磁开关内部与外部空气流通， 很快达到温度
平衡， 避免了触点因冷热交换产生冷凝水而结冰，
从而也克服了触点易被腐蚀的问题。 隔离水分子而
能 通 过 空 气 的PTFE膜 防 止 了 外 界 的 水 分 子 进 入 起 动
机电磁开关内部， 避免了对电磁开关的不利影响。
经笔者试验， 此改进件合格并出具了试验报告， 认
起动机在箱中高温运行数次达到温度平衡， -20 ℃冰 块 的 低 温 通 过30接 线 端 子 迅 速 传 递 到 电 磁 开关静触点， 模拟导线的热传导， 因触点与外界处 于密封状态， 不能与外界空气流通， 冷热交换， 在 触 点 上 形 成 冷 凝 水 ， 被 转 换 成-25 ℃的 低 温 冻 结 成 冰。 由笔者首先成功模拟自然条件下装在车辆上的 起动机高温状态停车后， 转低温冷起动难的故障再 现， 并由外国专家及国内生产厂家在一汽-大众汽车 有限公司召开了现场分析会， 确认模拟试nnovation●Reform
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时 冷 起 动 难 的 故 障 再 现 。 将 高 低 温 箱 设 置 在90 ℃， 90％湿 度 ， 将 起 动 机 国 产 件 和CKD （德 国 原 装 ） 件 及烘干处理后组装的各一件， 在箱内存放4 h并（将 电路搭接在箱内） 在箱内数次运行， 使温度达到平 衡 后 ， 将 箱 温 转 至-25 ℃， 存 放4 h后 ， 将3件 起 动 机 分 别 进 行 空 载 运 行 ， 工 作 电 压9.5 V时3件 均 运 行 正常， 证实电磁开关密封良好， 无不起动现象。 笔 者经10个试验循环， 均无因电磁开关部件含水量高 而使触点低温结冰不起动。
此试验说明： 零部件经烘干处理后组装的起动 机不能解决触点结冰的故障， 也就是说明不是因起 动机部件含水量高造成的触点结冰， 而是电磁开关 30 接 线 端 子 内 部 触 点 因 冷 热 交 换 形 成 冷 凝 水 低 温 结 冰， 造成车辆冷起动难。
模拟故障再现试验的成功， 也为解决冬季触点 结冰的问题起到了关键的作用。 如果能使电磁开关 内部与外界空气流通， 触点与外界温度迅速达到平 衡， 就不会在触点表面产生冷热交换而形成冷凝 水， 触点也就不会结冰了。 电磁开关的密封， 是为 防止外界湿气及水进入， 损坏线圈及触点等部件。 因此， 为保证电磁开关装车的正常运行， 须保证整 个电磁开关内部与外界的水分子隔离， 也就是说需 要内外空气流通， 而隔离水分子， 就有可能使电磁 开关触点不会产生结冰现象。
根据故障现象综合分析原因为： 车辆运行时， 发动机舱温度很高， 起动机电磁开关30端子位置贴 近发动机， 温度会更高； 冬季气温寒冷， 30端导线 很长， 停车后通过导线的热传导， 迅速将低温传递 到30端子内部电磁开关的静触点 。 电磁开关是密封 的， 因冷热交换， 在静触点上形成冷凝水而结冰。 虽然电磁开关已闭合， 但因动静触点间有冰层， 电 流不能导通至电动机而使起动机不能起动。 原将静 触点设计为破冰的纹状， 并为防腐及减小触点压降 而将接30端的静触点镀银， 曾有效防止了因触点结 冰 引 起 的 车 辆 冷 起 动 的 问 题 。 但 针 对-20 ℃以 下 低 温所结冰层较厚的情况， 电磁开关还是无法击破冰 层 而 使 触 点 导 通 。 造 成 低 温 （-20 ℃以 下 ） 停 车 后 起动困难。
为此改进能够彻底解决起动机因冷热交换， 电磁开
关30端静触点结冰的问题， 从而能够彻底解决车辆
运行后低温停放， 起动机电磁开关触点结冰引起车
辆低温起动难的问题。
参考文献：
［1］ 麻友良. 汽车电器与电子控制系统［M］. 北京： 机械工业 出版社， 2006. （编辑 易强山）
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动 机 都 起 动 正 常 。 车 辆 运 行 后 ， 在-20 ℃低 温 情 况 下夜间停放至早晨， 起动机起动困难或者不起动， 连续点火十几次才能起动。 观察起动机、 起动点火 开关： 车辆不能起动时， 驱动齿轮能够弹出， 但是 电动机不转， 无法起动发动机点火。
2 起动机结构及电气原理 笔者所进行试验分析的故障车辆为汽油车， 装
配的起动机为永磁式， 起动机结构见图1， 电磁开 关 接 线 原 理 见 图2。 当 起 动 车 辆 时 ， 30 （电 源 ） 供 电端经起动钥匙开关使电磁开关 （50端） 的吸引线 圈和保持线圈同时得电， 电磁力使移动铁心向下运 动， 拉动拨叉， 使起动机驱动齿轮轴向弹出与发动 机飞轮啮合； 同时向下顶电磁开关的动触点， 使其 与静触点闭合导通， 电磁开关闭合时将吸引线圈短 路， 只有保持线圈工作， 保持电磁开关触点的闭 合， 电流由30 （电源） 供电端通过电磁开关供给电 动机， 使其旋转带动发动机起动。