李桂強
(北海職業學院,廣西 北海 536000)
改革開放40多年,國民的生活水平越來越好,汽車也成了很多家庭的出行工具,但汽車出行常常會遇到一些故障,啟動不了就是其中最常見的問題,啟動系統功用是通過啟動機將蓄電池的電能轉換成機械能,啟動發動機運轉[1],所以它的重要性不言而喻,如何降低啟動系統的故障率、提高使用壽命,是值得汽車工作者深入研究相關控制工作技術。本文針對汽車啟動系統常見故障進行分析,探討啟動系統故障檢查與排除方法,以期為各位維修人員故障排除提供一個借鑒。
汽車的啟動系統主要作用是讓發動機由靜止狀態過渡到工作狀態,一般而言,常見的啟動系統主要由以下幾個部分組成:啟動系統蓄電池、點火開關、啟動繼電器、啟動機和啟動線束組成。如圖1所示。圖1中把點火開關打到ST(啟動檔),啟動機通過起動繼電器獲得啟動信號,由電磁開關控制啟動機運轉來啟動發動機。
圖1 啟動系統的組成
整個汽車的啟動過程包括三個工作過程:嚙合、帶動和脫離。
(1)嚙合過程。發動機嚙合主要是起到連接啟動機和發動機的作用,如圖2所示,當把點火開關打到ST(啟動檔)電流從蓄電池經點火開關到啟動機保險,再到啟動繼電器的電磁線圈導通,形成一個回路,啟動繼電器內的觸點臂被吸下來,使另一個回路導通,磁力開關內的吸引線圈與保持線圈也通電,產生磁場,活動鐵芯左移,活動鐵芯上的接觸盤又把電瓶柱與電機柱接通,使另一個電路(深灰色電路)又導通,這時候給啟動機的電樞供電,使其工作(當電磁開關工作的時候,活動鐵芯左移的時候,會同時帯動撥叉,讓撥叉推出啟動機齒輪與飛輪嚙合)。
圖2 嚙合過程
(2)帶動過程。帶動過程主要是起到讓發動機由靜止向正常工作狀態的轉變,起止分別是嚙合后到發動機正常運轉。起動機齒輪與飛輪嚙合后,起動機帶動發動機曲軸活塞運轉,電控單元控制進氣和燃油系統工作,在發動機內燃燒,推動活塞上下運轉,起動機工作到發動機能在自身動力作用繼續運轉為止,這一過程是起動機帶動過程。
(3)脫離過程。脫離過程如圖3所示,脫離過程主要是起到分離驅動齒輪與飛輪齒圈。發動機能在自身動力作用繼續運轉后,防止電動機被發動機帯動,超速旋轉而破壞。勵磁線圈斷電,保持線圈停止工作,在復位彈簧的作用下,帶動撥叉將驅動齒輪與飛輪脫離。
圖3 脫離過程
啟動系統常見故障現象有:不能啟動或啟動無力;有強烈的齒碰撞聲、高速空轉、啟動裝置內有撞擊聲。下面就不能啟動或啟動無力、啟動后有強烈的齒碰撞聲、高速空轉、啟動裝置內有撞擊聲故障現象進行分析及總結排除方法。
起動機不能啟動或啟動無力主要是原因是起動機沒有電到、電量不足或者起動機故障,整個過程表現的形式主要有啟動系統嚙合過程無反應或嚙合后帶動過程起動機無力。當發生起動機不能啟動或啟動無力狀況后,我們可以從點火開關、保險絲、繼電器、蓄電池、啟動機進行檢查。
(1)點火開關斷路、短路、虛接
點火開關是啟動系統的啟動信號,它的好壞決定了駕駛員的需求是否發出。常見的故障有斷路、短路、虛接,點火開關具有ON、LG、ACC、START等擋位,每一檔位功能不一樣,出現故障不好檢查,通常通過檢查該檔位功能是否正常來判斷點火開關是否存在故障,或者通過線路電壓檢查判斷點火開關是否正常。
(2)保險絲斷路、虛接
保險絲是保護啟動系統電路(線路)及用電設備,決定了啟動系統的供電是否正常。故障是斷路、虛接,通過目視檢查或儀器電阻檢測可以判斷是否正常。
(3)繼電器線圈燒斷、匝間短路(絕緣老化)、觸點燒蝕、熱衰變
啟動系統繼電器的作用是通過啟動信號控制啟動系統的電源,它的好壞決定供電是否正常。啟動系統的繼電器通常采用四端口的繼電器,正常工作與否直接影響啟動系統。常見的故障有線圈燒斷、匝間短路(絕緣老化)、觸點燒蝕、熱衰變等。檢查方法:
①接通點火開關,然后用耳朵或聽診器傾聽控制繼電器內有無吸合聲,或者用手感受一下繼電器有沒有振動感,如有,說明繼電器工作基本正常,用電器不工作是由其他原因引起的;否則,說明該繼電器工作失常[2];
②對調檢查:對調一個正常的燈光繼電器,啟動檢查啟動機是否運轉,運轉說明繼電器損壞,否則需檢查其他部件。
③短接:短接2與4腳開關底座觸點,正常工作,說明繼電器損壞,需更換繼電器。
④繼電器線圏及觸點的檢查方法:1與3腳是線圈、2與4腳開關觸點,使用電阻擋,正常1與3腳電阻約為70~100Ω,2與4腳無窮大,若否則更換新繼電器。如圖4、圖5所示。
圖4 結構示意圖
圖5 檢測示意圖
⑤繼電器工作性能的檢査方法:繼電器1和3腳間加上12V蓄電池電壓,風鳴檔檢測其2號腳4號腳間應導通。如圖6所示。
圖6 工作性能檢測示意圖
(4)蓄電池沒電或虧電
汽車蓄電池是一種將化學能轉變成電能的裝置,屬于直流電源,啟動發動機時,給啟動機提供強大的起動電流,一般高達200~600A[3]。假如蓄電池沒電或虧電將會導致起動機不能起動或起動無力。具體檢查方法如下:蓄電池電壓測量:使用萬用表直流電壓檔,正常電壓12V以上,電壓低于10 V需充電后再檢測。充滿電檢測仍不合格的需更換。多次存在電壓不足的需檢測蓄電池的漏電。使用時間超過2年以上或規定年限、反復充電,仍不能恢復正常使用、存在嚴重自放電現象、殼體破裂、滲漏現象、免維護蓄電池指示燈顯示為需更換狀態等需更換。
(5)啟動機無法工作或運轉無力
啟動機是啟動系統的執行部件,工作是否正常直接關系發動機的啟動。無法工作或運轉無力導致的原因有吸引線圈(主拉線圈)開路、保持線圈(保位線圈)開路、接觸片或觸點燒蝕、接觸片與觸點燒連、直流電機轉子線圈搭鐵、單向離合器卡死或打滑。檢查方法如下:
①吸引線圈(主拉線圈)開路。將萬用表打到“二級管檔”,一表筆與起動S柱相連,另一表筆與電機柱相連。若檢測數據小于0.5Ω,則吸引線圏正常,若數據無窮大,則吸引線圈開路,需更換起動機總成。
②保持線圈(保位線圈)開路。將萬用表打到“二級管檔”,一表筆與起動S柱相連,另一表筆與磁力開關外殼相連,若數據無窮大,則為保持線圈開路,需更換起動機總成。
③接觸片或觸點燒蝕 。輕微燒蝕:當兩接頭在接觸時,產生自感電壓(火花),會使接觸面產生金屬氧化物,使經過的電流不能滿足用電器的正常使用,用電器工作不良,可對氧化物表面進行打磨處理。 嚴重燒蝕:建立在輕微燒的基礎上,氧化程度更嚴重,經過的電流甚至不能帶動用電器工作,甚至幾乎沒有電流經過,相當于開路,可對其進行打磨處理或直接更換。(注:可用一螺絲刀直接短接電瓶柱與電機柱;若起動機工作正常 ,則為燒蝕;若依然轉動無力,則為電瓶虧電或直流電機故障。)
④接觸片與觸點燒連。在高電流的作用下,使兩接觸面產生高溫,從而熔為一體,不再受某元件或某開關的控制,需更換總成。
⑤直流電機轉子線圈搭鐵 。現象:起動機不轉 檢測方法:將萬用表打到“二級管檔”,一表筆與換向器相接,另一表筆與轉子軸相接,正常時應不通,若通則為轉子線圈搭鐵,需更換起動機總成。
⑥單向離合器卡死或打滑。現象:a.卡死:起動機空轉或起動機帶動發動機著車后,起動機不能退出工作,由發動機帶動常轉。 b.打滑:起動機齒輪與飛輪嚙合后,起動機空轉飛輪不動[4]。 檢查:首先固定住單向器后方的某個元件(轉子或某個齒輪),再轉動最前方的齒輪(嚙合飛輪的驅動齒輪),正常應只能朝一個方向空轉,若兩個方向都能空轉,則為單向器打滑,若兩個方向都不能轉動,則為單向器卡死,卡死可清潔或更換。
(6)起動線束斷路、短路或虛接
啟動線束斷路、短路或虛接會導致啟動機沒電,啟動機無法工作,檢查方法有直觀檢查法、儀器儀表檢查法、工具檢查法、導線跨接檢查方法,存在故障需修復或更換。
有強烈的齒碰撞聲故障原因:飛輪齒圈、起動機小齒輪嚴重磨損或者起動開關調整不當。起動機高速空轉故障原因是:起動機單向離合器打滑。啟動裝置內有撞擊聲故障原因:起動機軸彎曲或磨損嚴重,起動極松動、電樞線圈脫落[5]。遇到這三種故障需檢查起動機和飛輪,如存在故障,需更換。
本文主要針對啟動系統常見故障進行檢查,通過這些檢查可以總結出故障點較多的是嚙合過程,重視啟動系統的日常檢查與維護,可以降低啟動系統的故障率,這樣可以在車輛使用中更加舒心,更加放心,減少很多不必要的麻煩。遇到故障也可以根據故障的檢查方法進行排故。