王洪超，肖玉強(qiáng)，陳文靜，孫明瑞

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

北方冬季氣候條件惡劣，個別地區(qū)容易出現(xiàn)溫度過低、溫差過大、濕度過大等極限環(huán)境，車輛室外停車過夜后，容易造成早晨無法有效起動等問題，本文結(jié)合北方特有的冬季氣候條件以及起動機(jī)結(jié)構(gòu)特征，分析車輛起動失效原因，提出解決方案。

1 故障現(xiàn)象

冬季早晨冷車起動時，偶爾發(fā)生無法起動現(xiàn)象。

售后反饋故障車輛集中在東北三省，時間為12月至來年1月?，F(xiàn)場確認(rèn)故障，當(dāng)點火鑰匙打至ST擋時，冷車起動后聽見噠一聲，起動機(jī)不轉(zhuǎn)；經(jīng)多次起動或熱車后故障消失，當(dāng)天不再復(fù)現(xiàn)。

2 故障排查及原因分析

起動機(jī)電氣原理圖如圖1所示。通過測試起動機(jī)B、M、S端電壓，初步排查故障，起動機(jī)電壓測試結(jié)果如表1所示。

圖1 起動機(jī)電氣原理圖

由表1可以確認(rèn)，起動機(jī)無法起動的直接原因為電磁開關(guān)B/M觸點不導(dǎo)通，而熱車后故障基本消失，初步判斷為觸點結(jié)冰故障。

表1 起動機(jī)電壓測試表

拆解故障車輛起動機(jī)的電磁開關(guān)，進(jìn)一步確認(rèn)電磁開關(guān)觸點不導(dǎo)通的真因。故障車輛A和B電磁開關(guān)示意圖見圖2。

圖2 故障車輛電磁開關(guān)

從圖2可知，故障車輛電磁開關(guān)觸點存在不同程度的燒蝕現(xiàn)象。根據(jù)熱量公式Q=I2RT，分析可能導(dǎo)致觸點燒蝕的原因如下。

1）長時間大電流通電，過熱造成觸點燒蝕。

2）動靜觸點接觸電阻大，造成觸點局部發(fā)熱燒蝕：①觸點有異物，接觸電阻大；②觸點高度不一致，導(dǎo)致接觸不良；③觸點結(jié)冰；④開關(guān)粘連；⑤開關(guān)進(jìn)水銹蝕，產(chǎn)生氧化物類物質(zhì)。

綜合分析故障車輛所處環(huán)境為東北三省最寒冷的冬季，下雪天氣后，車輛經(jīng)過整晚停放，溫差變化較大，濕度較高，電磁開關(guān)內(nèi)的水汽排出不及時，容易在觸點上結(jié)冰。早晨首次起動車輛無法有效起動，待車輛起動后，溫度上升，冰層消融蒸發(fā)，故障消失無法復(fù)現(xiàn)。因此可以判定，觸點結(jié)冰是導(dǎo)致車輛無法有效起動的真因。

3 解決方法

起動機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。從圖3可以看出，要解決觸點結(jié)冰問題，可以從兩個角度出發(fā)：①增加透氣膜，避免水分子進(jìn)入到開關(guān)內(nèi)，進(jìn)而避免觸點形成冰層；②增強(qiáng)開關(guān)吸合工作時觸點間沖擊力，將結(jié)冰層去除。

基于以上兩點，提出以下2種解決方案。

圖3 起動機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3.1 方案一：增加透氣膜（圖4）

圖4 增加透氣膜方案

方案原理：從平衡電磁開關(guān)內(nèi)外溫差來解決該問題，使電磁開關(guān)內(nèi)腔與外界連通，降低電磁開關(guān)內(nèi)腔與外界的溫度差，則不易形成冰層。

行業(yè)應(yīng)用情況：法雷奧、雷米采用此方案。

適用性分析：增加透氣膜對起動機(jī)性能及可靠性無影響，而且透氣膜只透氣不透水，無進(jìn)水風(fēng)險。

3.2 方案二：動觸頭片增加凸點（圖5）

方案原理：減小觸點接觸面積，增大單位面積壓力，達(dá)到破冰效果。

行業(yè)應(yīng)用情況：電裝采用此方案。

適用性分析：增加凸點可以起到破冰效果，但觸點接觸狀態(tài)變化，需要進(jìn)行可靠性驗證。

圖5 動觸點片增加凸點方案

綜合以上2種方案，從項目開發(fā)進(jìn)度及可靠性驗證角度，確定采用方案一，即增加透氣膜來解決觸點結(jié)冰導(dǎo)致車輛無法有效起動故障。

4 測試驗證

起動機(jī)電磁開關(guān)破冰試驗驗證方法如下。

起動機(jī)按安裝位置固定，存放于80 ℃、90%濕度環(huán)境下16 h，開關(guān)不通電不接線。將連接線放入-40 ℃的低溫箱中保持16 h，將起動機(jī)用連接線接好后在-40 ℃低溫箱中存放4 h，通電并記錄觸點接通情況。共起動3次，每次間隔10 s，3次都導(dǎo)通則判定為合格。起動機(jī)電磁開關(guān)破冰試驗結(jié)果見表2。

表2 起動機(jī)電磁開關(guān)破冰試驗結(jié)果

從試驗結(jié)果得出結(jié)論：電磁開關(guān)增加透氣膜的方案，可以解決冬季寒冷地區(qū)極端環(huán)境下，觸點結(jié)冰導(dǎo)致起動機(jī)無法有效起動車輛的故障

5 總結(jié)

本文提出了一種可以有效解決冬季寒冷地區(qū)起動機(jī)無法有效起動車輛的設(shè)計方案，并通過實際車型加以驗證，為后續(xù)起動機(jī)開發(fā)積累經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 孫彥軍.起動機(jī)冷起動困難故障分析及解決方法［J］.汽車電器，2010（3）：28-29.

［2］ 張勝川，邊建華.汽車起動機(jī)電磁開關(guān)觸片觸點燒蝕原因探析［J］ .汽車電器， 2010（4）：28-29.

［3］ 李文奎.汽車起動機(jī)燒蝕分析［J］.汽車電器，2016（3）：60-62.

［4］ 胡明義.汽車起動機(jī)結(jié)構(gòu)、原理與檢修［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.