北方奔馳ND4250B30J發(fā)動機(jī)誤起動保護(hù)原理與故障分析

王輝軍， 王海軍

（河南省安陽鋼鐵集團(tuán)汽車運(yùn)輸公司修理廠， 455004）

1 工作原理

北方奔馳ND4250B30J發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)采用了較為先進(jìn)的誤起動保護(hù)控制電路， 其工作原理如圖1所示。 點(diǎn)火鎖轉(zhuǎn)動到START檔時(shí)， 起動閉鎖繼電器導(dǎo)通， 起動機(jī)電磁開關(guān)吸合， 起動機(jī)工作。 當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 且發(fā)電機(jī)工作正常， 此時(shí)發(fā)電機(jī)D+極柱輸出+28 V的端電壓。 此端電壓有3個(gè)作用：①對勵(lì)磁繞組實(shí)施自勵(lì)磁； ②作用于充電指示燈L一端， 使充電指示燈L熄滅； ③作用于起動閉鎖繼電器， 使其磁力線圈開路， 實(shí)施起動閉鎖功能。

在圖1中， 起動閉鎖繼電器的作用主要有2點(diǎn)：一是發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)誤起動保護(hù)功能； 二是連續(xù)起動延時(shí)功能。 起動閉鎖繼電器電路圖如圖2所示。

1） 發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)誤起動保護(hù)功能

當(dāng)點(diǎn)火鎖接通起動檔START時(shí)， 蓄電池的端電壓U0通過R3、 R2、 D2、 R1構(gòu)成分壓閉合回路， U1大于T1的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓Ube1， 則T1導(dǎo)通， 繼電器線圈L導(dǎo)通， 其觸點(diǎn)K閉合， U0經(jīng)K流向起動機(jī)電磁開關(guān)， 起動機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 一旦發(fā)動機(jī)順利起動后， 則發(fā)電機(jī)極柱D+端輸出+28 V電壓， 該電壓通過電阻R8、 二極管D4、 T2的發(fā)射結(jié)、 搭鐵， 則T2發(fā)射結(jié)正向偏置， T2處于導(dǎo)通狀態(tài)。 此時(shí)即使因誤操作——點(diǎn)火鎖再次轉(zhuǎn)動到START， 因U0經(jīng)R3、 R2、T2搭鐵， 即U0通過導(dǎo)通狀態(tài)的T2構(gòu)成回路， 致使a點(diǎn)的電位Ua下降到0.01 V， b點(diǎn)電位Ub

2） 連續(xù)起動延時(shí)保護(hù)功能

當(dāng)?shù)?次起動未成功時(shí) （這種情況一般發(fā)生在燃油管路不暢或氣溫過低等）， 因在此起動過程中，U0經(jīng)閉合的K、 D3、 R9、 C3搭鐵， 即電容器C3處于儲存電荷狀態(tài)， 其兩端電壓快速達(dá)到24 V。 當(dāng)點(diǎn)火鎖關(guān)閉起動檔時(shí)， 因電容C3正電荷端經(jīng)由R10、 D3、R4、 R5搭鐵構(gòu)成一回路， 同時(shí)通過R10、 T3基極搭鐵構(gòu)成另一回路。 在第1回路中， 因分壓作用， C點(diǎn)電位Uc>Ube2， T2導(dǎo)通， 此時(shí)若再次將點(diǎn)火鎖快速轉(zhuǎn)到起動檔， 則U0經(jīng)R3、 R2、 T2搭鐵， 繼電器線圈電路處于開路狀態(tài)， 起動機(jī)不會轉(zhuǎn)動。 當(dāng)C3的電量經(jīng)過以上2個(gè)回路放電， 大約5 s后， 放電完畢， 則Uc為0， T2再次處于截止?fàn)顟B(tài)， 此時(shí)再次起動， 電路中的繼電器才會吸合， 起動機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)， 從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)起動間的延時(shí)保護(hù)功能。

2 故障分析

2.1 故障1

故障現(xiàn)象一輛2007 年出廠的北方奔馳ND4250B30J牽引車， 行駛了近40萬公里， 當(dāng)點(diǎn)火鎖處于START檔時(shí)， 起動機(jī)只是發(fā)出 “嗝噔、 嗝噔” 的響聲， 但并沒有轉(zhuǎn)動起來。 短接起動機(jī)電磁開關(guān)， 起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

故障分析 經(jīng)檢查， 起動閉鎖繼電器二極管D5擊穿， 當(dāng)轉(zhuǎn)動點(diǎn)火鎖于START檔時(shí)， 繼電器線圈L產(chǎn)生磁力， 開關(guān)K閉合， U0經(jīng)開關(guān)K、 D3、 D5（反向擊穿）、 R8、 D4、 T2發(fā)射結(jié)搭鐵， T2導(dǎo)通， 則繼電器線圈L電路瞬時(shí)斷開， 開關(guān)K隨即斷開， 起動機(jī)電磁開關(guān)只吸合很短時(shí)間便斷開。 一旦K斷開后， T2再次處于斷開， 此時(shí)因點(diǎn)火鎖仍處于START檔， 則線圈L電路再次導(dǎo)通， K再次閉合， 如此反復(fù)， 便出現(xiàn)了 “嗝噔、 嗝噔” 的響聲。

故障排除 更換相應(yīng)規(guī)格的二極管， 即IN4007/WV， 故障排除。

2.2 故障2

故障現(xiàn)象一輛2007 年出廠的北方奔馳ND4250B30J牽引車， 行駛了38萬公里， 當(dāng)點(diǎn)火鎖處于START檔時(shí)， 起動機(jī)沒有任何反應(yīng)， 短接起動機(jī)電磁開關(guān)， 起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

故障分析 經(jīng)檢查， 發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)中一個(gè)正二極管被擊穿。 見圖1， 當(dāng)接通點(diǎn)火鎖， 則蓄電池端電壓通過點(diǎn)火鎖、 被擊穿的二極管、 勵(lì)磁二極管作用在D+端， 即D+端的電壓UD+近似等于24 V。 在圖2中，UD+通過R8、 D4、 T2發(fā)射結(jié)搭鐵， 此時(shí)T2處于導(dǎo)通狀態(tài)， T1截止， 閉鎖繼電器線圈L開路， 所以出現(xiàn)以上的故障現(xiàn)象。

故障排除 更換被擊穿的二極管ZQ35， 故障排除。