郝立國(guó)

錦州萬得汽車電器電子科技有限公司 遼寧錦州 121007

隨著人們對(duì)汽車質(zhì)量與性價(jià)比要求的提升，人們也開始更加重視起動(dòng)機(jī)與不同功率發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配問題，尤其是重視解決起動(dòng)機(jī)最常見的觸片觸點(diǎn)燒蝕故障問題。電磁開關(guān)，顧名思義，指的就是用電磁鐵進(jìn)行設(shè)備的開關(guān)控制，是將電磁鐵與開關(guān)的完美結(jié)合，電磁開關(guān)在汽車起動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用極為廣泛的。在整個(gè)電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)中，起到關(guān)鍵性連接作用的部位就是觸片觸點(diǎn)，觸片觸點(diǎn)的順暢連接對(duì)整個(gè)起動(dòng)機(jī)工作的順利起到?jīng)Q定性的作用。

1 汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的工作原理

汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，分別是觸片觸點(diǎn)部分以及電磁鐵部分，可以將汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的工作原理概論如下：電磁開關(guān)的工作主要依靠的就是電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)，當(dāng)汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)上的吸引線圈與保持線圈部件在通電后產(chǎn)生的磁通方向是完全相同時(shí)，那么，吸引線圈的電磁吸力將會(huì)疊加保持線圈的電磁吸力，電磁吸力疊加吸引著電磁開關(guān)中的活動(dòng)鐵心部件逐漸向前移動(dòng)，直至移動(dòng)到推桿前的觸盤部件，幫助電磁開關(guān)的觸點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)的主電路相接通。當(dāng)汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)上的吸引線圈與保持線圈部件在通電后產(chǎn)生的磁通方向不一致時(shí)，吸引線圈與保持線圈的電磁吸力將會(huì)相互抵消，并通過復(fù)位彈簧部件的作用，起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)中各個(gè)可以移動(dòng)的部件將會(huì)全部復(fù)位，促使觸點(diǎn)斷開與觸盤之間的連接，電動(dòng)機(jī)的主電路隨之切斷。

電磁開關(guān)的質(zhì)量直接決定著汽車起動(dòng)機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間的正常工作，因此，電磁開關(guān)在整個(gè)起動(dòng)機(jī)組成部分中的地位是極為重要的，是起動(dòng)機(jī)設(shè)備必須維持完好的部分。觸片觸點(diǎn)是整個(gè)電磁開關(guān)中最為重要的部件，起到關(guān)鍵性的連接作用，觸片觸點(diǎn)的順暢連接影響著汽車起動(dòng)機(jī)設(shè)備能夠正常工作以及工作的流暢度與工作速度。想要高質(zhì)量的完成觸片觸點(diǎn)燒蝕問題在汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)中的相關(guān)原因分析，就必須要充分明確起動(dòng)機(jī)設(shè)備的工作原理，并在此基礎(chǔ)上研究創(chuàng)新。

2 觸片觸點(diǎn)燒蝕問題的常見原因分析

正因?yàn)橛|片觸點(diǎn)是電磁開關(guān)中最為重要的組成部分，一旦發(fā)生故障問題將會(huì)對(duì)整個(gè)汽車起動(dòng)機(jī)設(shè)備造成巨大的影響。同時(shí)，因觸片觸點(diǎn)在汽車中的使用較為頻繁，故障問題的出現(xiàn)將有可能導(dǎo)致汽車無法正常行駛，影響著汽車的正常使用。對(duì)所有經(jīng)常出現(xiàn)在汽車觸片觸點(diǎn)上的故障進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，燒蝕問題的發(fā)生概率是最高的，實(shí)踐研究表明，觸片觸點(diǎn)出現(xiàn)燒蝕問題的常見原因可以概括為以下幾個(gè)方面：

2.1 材料問題導(dǎo)致的觸片觸點(diǎn)燒蝕

對(duì)汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)中出現(xiàn)觸片觸點(diǎn)燒蝕問題的主要原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有很大一部分原因是因?yàn)橛|片觸點(diǎn)的材質(zhì)造成的，影響觸片觸點(diǎn)質(zhì)量的材料性能就是材質(zhì)的耐磨損性。在汽車起動(dòng)機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)過程中，絕大多數(shù)的起動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)電磁開關(guān)時(shí)，都會(huì)將電解銅作為觸片觸點(diǎn)的主要材質(zhì)，雖然電解銅具有較為優(yōu)秀的導(dǎo)電性能，但是電解銅的耐磨損性能較差。但是理想化的觸片觸點(diǎn)材質(zhì)不僅僅需要擁有良好的導(dǎo)電性能，同時(shí)因?yàn)橛|片觸點(diǎn)在未來的使用過程中會(huì)進(jìn)行極為頻繁的接觸，耐磨損性能也是必須要考慮的因素，而不是僅從單一的導(dǎo)電性能出發(fā)，盡量尋找到既具備導(dǎo)電性能，又具備較強(qiáng)耐磨損性能的觸片觸點(diǎn)材料。

2.2 電流過度集中，導(dǎo)致局部溫度上升

上文的汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)工作原理中提到過，在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，電磁開關(guān)上的觸片觸點(diǎn)將會(huì)接通，實(shí)現(xiàn)與直流電動(dòng)機(jī)的連接，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，隨后發(fā)動(dòng)機(jī)正式起動(dòng)。汽車起動(dòng)機(jī)在工作的過程中主要依靠的就是電能，因此也會(huì)產(chǎn)生較大的電流，觸片觸點(diǎn)接觸時(shí)受到電流的影響熱量巨大，整個(gè)過程的時(shí)間很多，瞬時(shí)的升溫容易導(dǎo)致觸片觸點(diǎn)局部溫度上升，提升了觸片觸點(diǎn)燒蝕問題發(fā)生的可能性。不僅如此，在觸片觸點(diǎn)的接觸過程中，一定會(huì)產(chǎn)生大量的電弧火花，而電弧火花只會(huì)加劇觸片觸點(diǎn)接觸部位的溫度升高情況。通過反復(fù)的實(shí)踐與觀察，得出結(jié)論，引起觸片觸點(diǎn)電弧火花問題的主要原因之一就是觸片觸點(diǎn)在接觸時(shí)出現(xiàn)的震顫現(xiàn)象。電磁開關(guān)的工作過程中，想要實(shí)現(xiàn)觸片觸點(diǎn)結(jié)合途徑的重要部件就是鐵芯，鐵芯同時(shí)受到保持線圈產(chǎn)生的磁力與吸引線圈產(chǎn)生的磁力作用，有效的將電磁開關(guān)中回位彈簧上具有的彈力抵消，導(dǎo)致回位彈簧不具備充足的彈力，促使觸片觸點(diǎn)發(fā)生震顫現(xiàn)象，并且一般情況下，震顫現(xiàn)象一旦發(fā)生就會(huì)擁有較高的震顫頻率，電弧火花大量產(chǎn)生，直至引發(fā)觸片觸點(diǎn)燒蝕問題。

2.3 觸片觸點(diǎn)的長(zhǎng)時(shí)間接觸

汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)主要由三個(gè)部分組成，分別是觸片、觸點(diǎn)、電磁吸鐵，起動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造較為緊密，各部件緊密連接，相互配合，且起動(dòng)機(jī)體積較小，因此留給觸點(diǎn)之間的空隙較小，同時(shí)觸片與觸點(diǎn)的分離主要依靠的就是觸點(diǎn)的反彈簧力作用。在起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的正常工作狀態(tài)下，吸引線圈上的局部位置發(fā)生短路現(xiàn)象的可能性較大，如果吸引線圈短路，將會(huì)導(dǎo)致線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度下降，進(jìn)而促使保持線圈周圍形成更強(qiáng)大的磁場(chǎng)，此時(shí)，汽車起動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主電路未及時(shí)進(jìn)行斷開操作，同時(shí)沒有受到理想的觸點(diǎn)彈簧力作用，觸片與觸點(diǎn)的接觸時(shí)間超過最長(zhǎng)限值，大量的電流在觸片與觸點(diǎn)的連接過程中持續(xù)通過，增大了觸片觸點(diǎn)熱量，進(jìn)而引發(fā)燒蝕問題。

3 有效解決觸片觸點(diǎn)燒蝕問題的措施

3.1 盡可能的選擇導(dǎo)電性與耐磨損性更好的材質(zhì)

觸片觸點(diǎn)的質(zhì)量決定著汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的使用壽命，電磁開關(guān)作為汽車起動(dòng)機(jī)上最容易出現(xiàn)故障的部件，如何避免觸片觸點(diǎn)燒蝕問題是必須要不斷研究的內(nèi)容，也是降低用戶經(jīng)濟(jì)損失的主要途徑。為了有針對(duì)性的解決啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的過高熱量容易引發(fā)燒蝕問題，就必須要盡可能的選擇導(dǎo)電性與耐磨性更好的材質(zhì)，從材質(zhì)入手，在根本上降低燒蝕問題發(fā)生的可能性。首先應(yīng)當(dāng)確保選擇的觸片觸點(diǎn)材料是具備良好導(dǎo)電性能的，隨著科技水平的進(jìn)步，我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出了一批新興的導(dǎo)電材質(zhì)，因此可以有效的利用這些我國(guó)新研發(fā)的高科技新興材料，對(duì)汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的觸片觸點(diǎn)材質(zhì)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與優(yōu)化。同時(shí)，對(duì)于觸片觸點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間接觸容易導(dǎo)致磨損進(jìn)而引發(fā)燒蝕問題這一情況，也可以通過對(duì)觸片觸點(diǎn)材質(zhì)的選擇進(jìn)行有針對(duì)性的避免，可以選擇具有更強(qiáng)耐磨性的材質(zhì)，包括選用含鎢合金片、含銀合金片以及含鎢銅合金片。經(jīng)過對(duì)觸片觸點(diǎn)燒蝕問題的長(zhǎng)實(shí)踐研究，發(fā)現(xiàn)如果在汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的觸片觸點(diǎn)接觸面增加適量得鎢銅合金片，在起動(dòng)機(jī)工作的過程中，在強(qiáng)電流的作用影響下，鎢銅合金片中含有的銅分子能夠與鎢分析發(fā)生結(jié)合作用，由此可見，選用鎢銅合金片作為觸片觸點(diǎn)的材質(zhì)能夠?qū)τ|片觸點(diǎn)的耐磨性能進(jìn)行大幅度的提升，同時(shí)還有利于改善觸片觸點(diǎn)的導(dǎo)電性能，最終起到降低觸片觸點(diǎn)燒蝕問題發(fā)生的概率。

3.2 對(duì)觸片觸點(diǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化

電磁開關(guān)是將汽車起動(dòng)機(jī)與電路電源相連接的重要部件，在接通開關(guān)的同時(shí)，單向離合器被推動(dòng)，隨后齒合發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪同汽車起動(dòng)機(jī)的齒輪一起帶動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪開始飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的順利運(yùn)行。在這個(gè)過程中，電磁開關(guān)的質(zhì)量與耐用性是后續(xù)一切工作開展的前提條件，重要性不言而喻。目前我國(guó)的汽車起動(dòng)機(jī)普遍存在的問題就是觸片觸點(diǎn)耐用性差，影響觸片觸點(diǎn)燒蝕問題發(fā)生的主要誘因，但同時(shí)，觸片觸點(diǎn)耐用性也是經(jīng)常被觸片觸點(diǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)人員所忽略的問題，導(dǎo)致無論是設(shè)計(jì)工藝，還是生產(chǎn)工藝，都長(zhǎng)時(shí)間的沒有任何提升與優(yōu)化。為了提升觸片觸點(diǎn)的使用壽命，防止發(fā)生燒蝕問題，提高汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)使用質(zhì)量，就必須要對(duì)觸片觸點(diǎn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的內(nèi)容包括提升觸片觸點(diǎn)的精度、確保電磁線圈、線柱等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科學(xué)且合理，想辦法降低觸片觸點(diǎn)的接觸時(shí)間與跳動(dòng)次數(shù)、保持觸片觸點(diǎn)的光潔度，避免在使用過程中因觸片觸點(diǎn)的接觸對(duì)兩者產(chǎn)生損耗等質(zhì)量問題，最終達(dá)到增加觸片觸點(diǎn)、電磁開關(guān)以及汽車起動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)間與使用壽命的根本目的。

3.3 科學(xué)改善汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的功能結(jié)構(gòu)

目前，我國(guó)有三種經(jīng)常應(yīng)用的電磁開關(guān)專利項(xiàng)目，分別如下：第一種是電裝專利，這個(gè)專利的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)在于能夠在高強(qiáng)度的彈片上安裝可移動(dòng)的接觸片，當(dāng)接觸片與觸點(diǎn)連接接通后，彈片會(huì)發(fā)生擴(kuò)張，進(jìn)而促使電磁開關(guān)中的鐵芯部件位置移動(dòng)，有利于為下一次接觸做準(zhǔn)備。對(duì)電裝專利的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)可以總結(jié)為幾個(gè)方面，分別是降低了電磁開關(guān)的功率、縮小了電磁開關(guān)的體積、控制了點(diǎn)流量以及熱量的產(chǎn)生，能夠有效的起到預(yù)防觸片觸點(diǎn)出現(xiàn)燒蝕問題的目的。第二種是法雷奧專利，該專利的主要工作原理就是對(duì)起動(dòng)機(jī)中電磁開關(guān)中的線圈，保持吸引線圈的限流電阻，利用吸引線圈與保持線圈之間產(chǎn)生的磁力，促進(jìn)觸片與觸點(diǎn)的連接與結(jié)合，帶動(dòng)起動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。這種電磁開關(guān)主要采用的是雙觸點(diǎn)的工作模式，具有很強(qiáng)的創(chuàng)新之處與創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，在頂齒狀態(tài)下，電磁開關(guān)中的小齒輪在運(yùn)行過程中發(fā)生的角度變化并不固定，這也在很大程度上確保了頂齒與小齒輪能夠隨時(shí)錯(cuò)開，進(jìn)而保證電磁開關(guān)中的觸片觸點(diǎn)以及齒輪都是處于可使用狀態(tài)下的。第三種是博世專利，博世專利研發(fā)出來的電磁開關(guān)與我國(guó)目前市面上經(jīng)常使用的強(qiáng)制齒合式起動(dòng)機(jī)上的電磁開關(guān)應(yīng)用原理基本一致，但兩者也存在本質(zhì)上的區(qū)別，其中最為顯著的就是博世專利下電磁開關(guān)觸片后安裝接觸元件，電磁開關(guān)觸片與接觸元件共同形成了常閉觸點(diǎn)，有利于幫助電磁開關(guān)有效的切除限流電阻，電源不需通過觸片觸點(diǎn)，而是可以直接與起動(dòng)機(jī)相連接。此時(shí)，電流在電磁開關(guān)內(nèi)部進(jìn)行直接流通，有效的避免在電流傳輸過程中發(fā)生的間斷現(xiàn)象，同時(shí)防止對(duì)觸片觸點(diǎn)的接觸產(chǎn)生損耗，有利于實(shí)現(xiàn)汽車起動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

無論是整體式的電磁開關(guān)還是分體式的電磁開關(guān)，都各自具有顯著的優(yōu)勢(shì)和不可忽略的缺點(diǎn)，但無論是哪種電磁開關(guān)，都共同存在的缺點(diǎn)就是觸片觸點(diǎn)的燒蝕問題，因此觸片觸點(diǎn)的燒蝕問題成為了汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)創(chuàng)新與發(fā)展的必要研究課題。目前研究出來的具有較好實(shí)踐應(yīng)用效果的電磁開關(guān)是通過鐵芯與頂桿的連接實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)借助線圈之間產(chǎn)生的磁力作用，促使鐵芯在彈簧的作用力下，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)觸點(diǎn)與靜態(tài)觸點(diǎn)的完全結(jié)合或完全脫離。需要結(jié)合傳統(tǒng)電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)改善汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的功能結(jié)構(gòu)，消除觸片觸點(diǎn)燒蝕問題發(fā)生的可能性，同時(shí)有利于增強(qiáng)觸片觸點(diǎn)的通電性能與斷電性能。

3.4 有效降低觸片觸點(diǎn)間的電弧火花

電弧火花是導(dǎo)致電流集中、造成局部溫度極速升高的主要原因，為了有效的降低觸片觸點(diǎn)間電弧火花的電量，可以在觸片觸點(diǎn)可能產(chǎn)生電弧火花的位置設(shè)置凹槽，形成一個(gè)通路，使觸片觸點(diǎn)相接觸瞬間可能產(chǎn)生的電弧火花全部在凹槽內(nèi)得到釋放，避免電弧火花引起觸片觸點(diǎn)的燒蝕問題。

4 結(jié)語(yǔ)

觸片觸點(diǎn)燒蝕問題是汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)中常見的故障之一，因觸片觸點(diǎn)可能會(huì)對(duì)汽車起動(dòng)機(jī)產(chǎn)生直接的影響，對(duì)汽車的使用群體帶來的不便是巨大的，因此必須引起各行各業(yè)的高度重視。從選擇擁有良好導(dǎo)電性與耐磨性的觸片觸點(diǎn)材料入手，進(jìn)一步深化改進(jìn)觸片觸點(diǎn)設(shè)計(jì)工藝，提升汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，提升觸片觸點(diǎn)的耐磨損性，進(jìn)而大幅度提升電磁開關(guān)的使用壽命，有利于保障汽車起動(dòng)機(jī)獲得更長(zhǎng)時(shí)間的正常工作，降低汽車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)出現(xiàn)觸片觸點(diǎn)燒蝕問題的概率，為我國(guó)汽車起動(dòng)機(jī)行業(yè)及觸片觸點(diǎn)生產(chǎn)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供重要參考。