免拆診斷起動機電磁開關故障2 例

余姚東江名車專修廠 葉正祥

重慶市忠縣東力汽車銷售服務有限公司 秦崇兵

案例1 2011款寶馬520Li車偶爾起動無反應

故障現象一輛2011款寶馬520Li車，搭載N52發動機，累計行駛里程約為16.2萬km。車主反映，按下起動按鈕時，起動機偶爾無反應，再次按下起動按鈕，發動機又可以正常起動著機。

故障診斷接車后反復試車，故障現象無法再現。用故障檢測儀進行全車故障掃描，分析讀得的故障代碼（圖1），懷疑故障代碼“930730 起動機輸出端電流過載”與車主反映的故障現象有關；對該故障代碼執行檢測計劃（圖2），提示先檢查便捷進入及起動系統控制單元（CAS）與起動機電磁開關之間的導線及導線連接器，接著測量CAS輸出端與搭鐵之間的電阻，然后檢查起動機，如果以上檢查都正常，則說明CAS內部的起動繼電器損壞，需要更換CAS。

查看該車起動機控制電路（圖3）可知，起動機電磁開關由CAS直接控制。連接pico示波器和電流鉗，測量起動發動機時的起動電壓和電流波形（圖4），可知蓄電池電壓約為12.2 V，起動機工作瞬間的最大起動電流約為582 A，蓄電池電壓最低降至7.6 V；放大起動機工作瞬間的波形，發現起動電壓和電流出現多次大幅度的異常波動，由此推斷起動機電磁開關工作不良，以致偶爾起動無反應。

圖1 讀得的故障代碼（截屏）

圖2 對故障代碼執行檢測計劃的結果（截屏）

拆下起動機（圖5），然后再從起動機上拆解下電磁開關。用萬用表測量起動機電磁開關上2個電源接線柱（分別接至蓄電池正極和起動機電動機線圈）之間的導通情況（圖6），發現只有用力將鐵心按壓到底（圖7）時2個電源接線柱才導通，稍微松開一點（圖8）就會斷路，由此推斷起動機電磁開關內部動觸盤與2個接線柱的觸點接觸不良。

如圖9所示，電磁開關內部主要由吸引線圈、保持線圈、鐵心、動觸盤、觸點、回位彈簧等部分組成。吸引線圈與直流電動機串聯，能產生較大的磁場力；保持線圈與直流電動機并聯，當吸引線圈被短路后提供磁場力，保持鐵心被吸住。正常情況下，起動發動機時，CAS向起動機控制端子（50端子）供電，吸引線圈和保持線圈通電，產生很強的磁場力，吸引鐵心克服回位彈簧彈力向右移，從而使動觸盤向2個觸點靠近，并通過撥叉帶動驅動齒輪移出與飛輪齒圈嚙合；與此同時，由于吸引線圈的電流通過直流電動機，直流電動機轉動，驅動齒輪在旋轉中移出，減小沖擊；當鐵心移動到使動觸盤與2個觸點接觸時，吸引線圈被短路，失去作用，保持線圈產生的磁場力足以保持鐵心處于當前位置。

圖4 故障車起動發動機時的起動電壓和電流波形（截屏）

圖5 拆下的起動機

圖6 測量的電源接線柱

如圖10所示，正常情況下，當動觸盤與2個觸點接觸以后，鐵心仍可以向右移動一段距離，從而壓縮動觸盤左側的回位彈簧，使動觸盤與2個觸點接觸得更緊，因此對于故障車的起動機電磁開關，只有用力將鐵心按壓到底時2個電源接線柱才導通是異常的。

拆解起動機電磁開關，發現動觸盤燒蝕嚴重（圖11），與2個觸點接觸的部位明顯變薄，以致鐵心的部分行程用于彌補這個變薄量。當動觸盤變薄到一定量時，即使鐵心移動到底，也無法使動觸盤與2個觸點充分接觸，以致起動機無法正常工作。

圖7 用力將鐵心按壓到底

圖8 稍微松開一點鐵心

圖9 起動機內部結構示意

圖10 起動機電磁開關的鐵心運動情況

圖11 寶馬車起動機電磁開關內部的動觸盤燒蝕嚴重

故障排除更換起動機電磁開關后裝復起動機，再次測量起動發動機時的起動電壓和電流波形（圖12），可知蓄電池電壓約為12.51 V，起動機工作瞬間的最大起動電流約為699 A，蓄電池電壓最低降至7.3 V；放大起動機工作瞬間的波形，發現起動電壓和電流只出現1次小幅度波動。交車1星期起后電話回訪，客戶反映之前的故障現象未再出現，故障排除。

故障總結通過本案例可知，判斷起動機電磁開關好壞，并不能簡單地以其內部觸點是否能夠接通為依據，還應綜合考慮鐵心移動行程與內部觸點接通的時機。在診斷該車故障時，并沒有再現故障現象，而是根據故障代碼將可疑故障點放在起動機的控制電路上，然后用pico示波器測量起動發動機時的起動電壓和電流波形，進而通過觀察波形細節判斷起動機電磁開關工作不良，可見pico示波器對于診斷偶發類故障和“亞健康”類故障十分高效。

另外值得思考的是，故障代碼“930730 起動機輸出端電流過載”指向的是起動機控制端（即CAS的起動機控制輸出端），而故障點為起動機電磁開關內部為直流電動機供電的觸點接觸不良，兩者之間有什么關聯呢？進一步分析可知，正常情況下，當動觸盤與2個觸點未接觸時，CAS同時為保持線圈、吸引線圈和直流電動機供電，線路中的電流負載較大；當動觸盤與2個觸點接觸時，吸引線圈被短路，CAS只為保持線圈供電，線路中的電流負載明顯變小，此時直流電動機直接由蓄電池供電。而一旦動觸盤與2個觸點接觸不良，吸引線圈就不會被短路，CAS會持續為保持線圈、吸引線圈和直流電動機供電，線路中的電流負載持續較大并波動，以致CAS存儲故障代碼“930730 起動機輸出端電流過載”。由此也可以看出，CAS設置該故障代碼的邏輯不單單是起動機控制線上的電流超出最大值，如起動機控制線對搭鐵短路，還有一種設置邏輯是，電流在該變小的時候沒有變小，如該車故障。

圖12 正常車起動發動機時的起動電壓和電流波形（截屏）

（葉正祥）

案例2 2008款大眾邁騰車發動機偶爾無法起動

故障現象一輛2008款大眾邁騰車，搭載2.0T發動機，累計行駛里程約為24萬km。車主反映，發動機偶爾無法起動，故障好幾天才會出現1次。

故障診斷接車后反復試車，發動機均能正常起動。用故障檢測儀檢測，無相關故障代碼存儲。用蓄電池檢測儀測試蓄電池，顯示正常。檢查蓄電池接線柱，無松動、接觸不良等現象。在接修該車之前沒幾天，正好在Tech Gear汽車診斷學院公開課上聽葉工（葉正祥）分享過案例1，考慮到故障現象相似，于是也用pico示波器測量了起動發動機時的起動電壓和電流波形（圖13），結果驚喜地發現，在起動機工作瞬間，起動電壓和電流也出現多次大幅度的異常波動。同時測量起動機電磁開關通往直流電動機的接線柱上的電壓波形（圖14），發現該電壓與起動電流同步異常波動，由此推斷該車故障也是由起動機電磁開關內部動觸盤嚴重燒蝕引起的。拆檢起動機電磁開關，發現內部動觸盤確實嚴重燒蝕（圖15）。

故障排除 更換起動機電磁開關后裝復起動機，再次測量起動發動機時的起動電壓和電流波形，波形恢復正常。交車1個星期起后電話回訪，客戶反映之前的故障現象未再出現，故障排除。

圖13 故障車（邁騰車）起動發動機時的起動電壓和電流波形（截屏）

圖14 測量起動機電磁開關上通往直流電動機的接線柱上的電壓波形（截屏）

圖15 邁騰車起動機電磁開關內部的動觸盤燒蝕嚴重

（秦崇兵）