汽車起動系統不運轉故障診斷方法與檢修方案探析

一、起動系統工作原理

起動系統的組成主要由蓄電池、起動機、點火開關、起動繼電器和相關線路，所有這些部件均通過電線連接。當點火開關位于起動位置時，起動繼電器吸合，供電給起動電機的磁力開關，起動電機運轉[1]。

然而汽車起動過程中的關鍵部件是起動機，其主要功能是給發動機曲軸提供旋轉力矩，并幫其達到起動所需的轉速，進而使其能夠自行運轉。發動機一旦進入穩定運行狀態，起動機便完成使命并停止運作。該設備主要由直流串勵電動機、傳動系統以及控制單元構成。詳細來看，起動機由三大部分組成：電機、傳動機構以及控制開關[2]。電機部分是一個直流串勵電動機，負責產生旋轉力矩，由磁極、換向器、電樞和電刷等組件構成。磁極在起動機內產生磁場，它由繞組和鐵芯組成，通常具有四個磁極以增強轉矩。電樞則負責生成電磁轉矩，由鐵芯、繞組和換向器組成，而換向器則負責將蓄電池的直流電轉換為電樞繞組中不斷變換方向的交流電。電刷用于將蓄電池的電流引入電樞繞組，它由銅和石墨混合制成以提高導電性和耐磨性。在發動機起動時，傳動機構起著至關重要的作用，它將起動機的小齒輪與發動機的飛輪齒環相結合，從而傳遞轉矩給發動機曲軸。一旦發動機起動，傳動機構則會使小齒輪與飛輪齒環分離，以防止電機因超速旋轉而損壞。這一機構主要由單向離合器和小齒輪組成，其中單向離合器有多種形式，如滾柱式、摩擦片式和彈籠式等。總的來說，起動機是一個高度集成的系統，其各個部分協同工作以確保汽車發動機的順利起動。

當點火開關處于“ST”起動位置時，電源一端通過機艙保險絲至點火開關線束連接器的端子，電源另一端通過機艙保險絲至起動繼電器端子，這樣蓄電池電源就通過點火開關線束連接器端子輸出至起動繼電器端子。起動繼電器其中一個端子接地，在發動機防盜鎖止系統及車身防盜警報系統未激活的情況下，繼電器線圈通電后工作，使繼電器吸合。起動繼電器吸合后通過其端子輸出電源至起動電機線束連接器。起動電機的電磁開關通電后閉合，提供蓄電池與起動電機之間的閉合回路，起動電機通過發動機缸體接地，當滿足電源和接地這兩個條件后，起動電機運轉并且發動機起動[3]。

起動電機為直流減速電機，定子為永久磁鐵，轉子為線圈繞組分布在電樞上，通過繞組磁場線圈勵磁。然而電磁開關鐵芯位于驅動端蓋內，保護它們不接觸灰塵、濺水和結冰。當開關閉合時，通電后電磁開關線圈就產生磁力，吸附鐵芯和撥叉移動，導致發動機飛輪齒圈與驅動齒輪嚙合。電磁開關主觸點一旦閉合，就接通蓄電池至起動電機的回路，電樞旋轉后通過減速機構增加扭矩以帶動發動機一起轉動，起動電機轉動，由于驅動齒輪與發動機飛輪齒圈嚙合，所以發動機一起轉動。當發動機起動時，驅動齒輪超速運轉起到防止電樞速度過高的作用，直到開關斷開，此時回位彈簧使驅動齒輪產生分離。為防止速度過高而損壞起動機，應在發動機起動后立即松開點火開關。

二、起動系統不運轉故障現象和主要原因分析

汽車發動機不能起動的原因很多，其中比較常見的原因就是起動系統不運轉，此外還有就是發動機點火系統故障，燃料供給系統故障等原因。點火系統和燃料供給系統故障導致的汽車發動機不起動，在起動車輛時發動機會發出振動和聲音；而起動系統不運轉導致的汽車發動機不起動，在起動車輛時發動機沒有任何振動和聲音，或只有很弱的振動和聲音，這是它的顯著特有故障現象。

起動系統不運轉的主要原因如下：車輛供電系統的電壓不足；起動機自身損壞；起動機中電機的正負極電源供電線老化甚至斷裂，導致電阻過大；從起動鑰匙點火開關到起動機的電氣控制線路存在故障。

起動機是起動發動機的關鍵部件，它通過齒輪與發動機飛輪的齒圈嚙合，帶動飛輪轉動，從而起動發動機。如果起動機出現故障，發動機將無法起動。但是，起動機的故障率相對較低，因為其每次工作時間很短，全年累計工作時間也僅有幾個小時。相比之下，電瓶的壽命較短，通常只能使用3到4年，因此需要定期更換，特別是當車上用電設備較多時，電瓶的壽命可能會更短。

關于汽車起動機的保養，建議前往專業的汽車維修店或4S店進行，以避免因不專業的維修而引發其他問題。在汽車起動過程中，為了防止蓄電池過流或損壞，起動時間應控制在5秒以內。如果需要多次起動，應留有間隔，避免連續打火[4]。

什么原因會導致汽車起動機無法轉動？首先，如果汽車起動電磁開關線圈發生斷路，造成電路問題，那么起動機就無法正常工作。其次，起動機內部零件故障也是一個重要原因，比如整流器受到污染或彈簧過軟導致接觸不良等，都可能引起起動機停轉。再次，起動防盜系統的故障也可能導致這一問題。如果馬達損壞，起動機同樣無法工作，這時就需要更換新的起動機。最后，電瓶問題也會影響起動機的工作，如果電瓶電量耗盡或性能不佳，無法提供起動機所需的大電流，那么起動機也無法正常運轉。因此，保持電瓶的良好狀態對起動機的正常工作至關重要。

三、起動系統不運轉故障診斷方法

熟悉系統功能和操作內容以后再開始系統診斷，這樣在出現故障時有助于確定正確的故障診斷步驟，更重要的是這樣還有助于確定客戶描述的狀況是否屬于正常操作。

起動機不轉的原因主要包括以下幾方面：

一是蓄電池虧電，或連接導線斷路、接頭松脫，解決辦法是檢查蓄電池連接情況，更換新的導線或者接頭，重新連接。

二是起動繼電器觸點嚴重燒蝕或其線圈斷路了，解決方法是立即送到維修店進行繼電器檢修。

三是起動機電磁開關的觸點嚴重燒蝕或其吸拉線圈斷路，需要更換起動機電磁開關。

四是直流電動機問題，起動機直流電動機內部繞組斷路或短路，解決方法是立即送到維修店檢查電動機內部的問題并修理。

五是起動機電樞軸彎曲，軸與軸承間隙過緊，應盡快更換新軸，電機軸的更換和維修需要專業的設備進行，可以返廠維修，普通的維修工藝很難達到使用要求。

六是換向器問題，如換向器嚴重燒蝕，電刷磨損過多，電刷在刷架內卡住或壓刷彈簧過軟，解決方法是立即送到維修店更換新的換向器[5]。

（一）周邊設施檢查

a.檢查是否有售后加裝裝置，以免會影響起動、充電或點火系統操作。

b.檢查是否有明顯損壞或存在可能導致故障的情況，查明易于接觸或能夠看到的系統部件。

c.檢查是否正確安裝蓄電池。

d.蓄電池電壓不得小于11V，測試蓄電池的狀態。

e.檢查起動機電機、起動機電磁開關、點火開關、蓄電池和所有相關接地點的連接是否可靠，檢查相關導線是否存在損壞。

f.如果蓄電池、導線、開關和發動機功能均正常，拆卸并測試起動機電機。

g.當充電系統正常工作時，將點火開關擰到“ON”位置，充電指示燈就會啟亮，發動機起動后指示燈熄滅。

（二）故障檢修方案

在執行本測試程序之前，對起動系統所有保險絲的檢查是非常必要的，這樣有助于快速排除故障。

步驟1確認故障現像。轉動車輛起動鑰匙，使點火開關處于“ST”起動位置，檢測發動機發出的振動和聲音情況。

步驟2檢查起動電機供電情況。

檢查以下內容：

（a）蓄電池充電情況是否正常，起動電壓是否低小于10.5V，否則對蓄電池重新充電。

（b）檢查蓄電池接線柱連接情況，是否存在松脫、腐蝕。

以上都正常嗎？

否處理故障部位。

是步驟3

步驟3起動電機電磁開關動作嗎？

否轉至步驟8

是步驟4

步驟4檢查皮帶傳動和系統發動機是否出現機械卡滯（發動機卡滯、發電機卡滯）？

是修理卡滯部位。

否步驟5步驟5檢查起動機電磁開關和蓄電池之間的電纜是否電阻過高？

標準電阻值：小于 0.3Ω ，確認電阻值是否符合標準值。

否檢查修理電纜，必要時更換。

是步驟6

步驟6檢查蓄電池和起動電機之間的接地電路是否電阻過高。

標準電阻值：小于1Q，確認電阻值是否符合標準值。

否檢查修理電纜，必要時更換。

是步驟7步驟7檢查起動機電磁開關線束連接是否正常。

否檢查修理電纜，必要時更換。

是步驟8

步驟8更換起動電機，確認系統正常，完成檢修。

結論

汽車發動機起動系統是車輛的重要組成部分，由于起動系統故障導致車輛無法使用，給人們的工作生活帶來了很大的困擾。本文通過對起動系統組成、工作原理、故障現象、主要故障原因等的分析，總結出一套汽車發動機起動系統故障診斷的標準流程，為車輛維修工作提供了參考，擁有重要的工程價值。

參考文獻：

[1]唐曉丹.汽車發動機電控系統構造與檢修[M].北京：人民交通出版社，2020.

[2]陳玉剛.汽車故障診斷技術[M].北京理工大學出版社，2018.

[3]吉爾著.汽車發動機診斷與大修[M].機械工業出版社，2009.

[4]李全利.汽車維修[M].北京大學出版社，2017.

[5]翟庭杰，陳銳榮.汽車電控發動機原理與故障診斷[M].機械工業出版社，2013.基金：湘潭市科技計劃項目；課題名稱：大型礦用自卸車輪邊減速器齒輪動態載荷分析和齒輪修形參數優化方法；課題編號：ZP-ZDJH2022025。