免拆診斷起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)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(wù)有限公司 秦崇兵

案例1 2011款寶馬520Li車偶爾起動(dòng)無(wú)反應(yīng)

故障現(xiàn)象一輛2011款寶馬520Li車，搭載N52發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為16.2萬(wàn)km。車主反映，按下起動(dòng)按鈕時(shí)，起動(dòng)機(jī)偶爾無(wú)反應(yīng)，再次按下起動(dòng)按鈕，發(fā)動(dòng)機(jī)又可以正常起動(dòng)著機(jī)。

故障診斷接車后反復(fù)試車，故障現(xiàn)象無(wú)法再現(xiàn)。用故障檢測(cè)儀進(jìn)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(dòng)機(jī)輸出端電流過(guò)載”與車主反映的故障現(xiàn)象有關(guān)；對(duì)該故障代碼執(zhí)行檢測(cè)計(jì)劃（圖2），提示先檢查便捷進(jìn)入及起動(dòng)系統(tǒng)控制單元（CAS）與起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)之間的導(dǎo)線及導(dǎo)線連接器，接著測(cè)量CAS輸出端與搭鐵之間的電阻，然后檢查起動(dòng)機(jī)，如果以上檢查都正常，則說(shuō)明CAS內(nèi)部的起動(dòng)繼電器損壞，需要更換CAS。

查看該車起動(dòng)機(jī)控制電路（圖3）可知，起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)由CAS直接控制。連接pico示波器和電流鉗，測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（圖4），可知蓄電池電壓約為12.2 V，起動(dòng)機(jī)工作瞬間的最大起動(dòng)電流約為582 A，蓄電池電壓最低降至7.6 V；放大起動(dòng)機(jī)工作瞬間的波形，發(fā)現(xiàn)起動(dòng)電壓和電流出現(xiàn)多次大幅度的異常波動(dòng)，由此推斷起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)工作不良，以致偶爾起動(dòng)無(wú)反應(yīng)。

圖1 讀得的故障代碼（截屏）

圖2 對(duì)故障代碼執(zhí)行檢測(cè)計(jì)劃的結(jié)果（截屏）

拆下起動(dòng)機(jī)（圖5），然后再?gòu)钠饎?dòng)機(jī)上拆解下電磁開關(guān)。用萬(wàn)用表測(cè)量起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)上2個(gè)電源接線柱（分別接至蓄電池正極和起動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈）之間的導(dǎo)通情況（圖6），發(fā)現(xiàn)只有用力將鐵心按壓到底（圖7）時(shí)2個(gè)電源接線柱才導(dǎo)通，稍微松開一點(diǎn)（圖8）就會(huì)斷路，由此推斷起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)內(nèi)部動(dòng)觸盤與2個(gè)接線柱的觸點(diǎn)接觸不良。

如圖9所示，電磁開關(guān)內(nèi)部主要由吸引線圈、保持線圈、鐵心、動(dòng)觸盤、觸點(diǎn)、回位彈簧等部分組成。吸引線圈與直流電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，能產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)力；保持線圈與直流電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，當(dāng)吸引線圈被短路后提供磁場(chǎng)力，保持鐵心被吸住。正常情況下，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，CAS向起動(dòng)機(jī)控制端子（50端子）供電，吸引線圈和保持線圈通電，產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)力，吸引鐵心克服回位彈簧彈力向右移，從而使動(dòng)觸盤向2個(gè)觸點(diǎn)靠近，并通過(guò)撥叉帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪移出與飛輪齒圈嚙合；與此同時(shí)，由于吸引線圈的電流通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪在旋轉(zhuǎn)中移出，減小沖擊；當(dāng)鐵心移動(dòng)到使動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)接觸時(shí)，吸引線圈被短路，失去作用，保持線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)力足以保持鐵心處于當(dāng)前位置。

圖4 故障車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（截屏）

圖5 拆下的起動(dòng)機(jī)

圖6 測(cè)量的電源接線柱

如圖10所示，正常情況下，當(dāng)動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)接觸以后，鐵心仍可以向右移動(dòng)一段距離，從而壓縮動(dòng)觸盤左側(cè)的回位彈簧，使動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)接觸得更緊，因此對(duì)于故障車的起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)，只有用力將鐵心按壓到底時(shí)2個(gè)電源接線柱才導(dǎo)通是異常的。

拆解起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)觸盤燒蝕嚴(yán)重（圖11），與2個(gè)觸點(diǎn)接觸的部位明顯變薄，以致鐵心的部分行程用于彌補(bǔ)這個(gè)變薄量。當(dāng)動(dòng)觸盤變薄到一定量時(shí)，即使鐵心移動(dòng)到底，也無(wú)法使動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)充分接觸，以致起動(dòng)機(jī)無(wú)法正常工作。

圖7 用力將鐵心按壓到底

圖8 稍微松開一點(diǎn)鐵心

圖9 起動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意

圖10 起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)的鐵心運(yùn)動(dòng)情況

圖11 寶馬車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)內(nèi)部的動(dòng)觸盤燒蝕嚴(yán)重

故障排除更換起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)后裝復(fù)起動(dòng)機(jī)，再次測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（圖12），可知蓄電池電壓約為12.51 V，起動(dòng)機(jī)工作瞬間的最大起動(dòng)電流約為699 A，蓄電池電壓最低降至7.3 V；放大起動(dòng)機(jī)工作瞬間的波形，發(fā)現(xiàn)起動(dòng)電壓和電流只出現(xiàn)1次小幅度波動(dòng)。交車1星期起后電話回訪，客戶反映之前的故障現(xiàn)象未再出現(xiàn)，故障排除。

故障總結(jié)通過(guò)本案例可知，判斷起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)好壞，并不能簡(jiǎn)單地以其內(nèi)部觸點(diǎn)是否能夠接通為依據(jù)，還應(yīng)綜合考慮鐵心移動(dòng)行程與內(nèi)部觸點(diǎn)接通的時(shí)機(jī)。在診斷該車故障時(shí)，并沒(méi)有再現(xiàn)故障現(xiàn)象，而是根據(jù)故障代碼將可疑故障點(diǎn)放在起動(dòng)機(jī)的控制電路上，然后用pico示波器測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形，進(jìn)而通過(guò)觀察波形細(xì)節(jié)判斷起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)工作不良，可見pico示波器對(duì)于診斷偶發(fā)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(dòng)機(jī)輸出端電流過(guò)載”指向的是起動(dòng)機(jī)控制端（即CAS的起動(dòng)機(jī)控制輸出端），而故障點(diǎn)為起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)內(nèi)部為直流電動(dòng)機(jī)供電的觸點(diǎn)接觸不良，兩者之間有什么關(guān)聯(lián)呢？進(jìn)一步分析可知，正常情況下，當(dāng)動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)未接觸時(shí)，CAS同時(shí)為保持線圈、吸引線圈和直流電動(dòng)機(jī)供電，線路中的電流負(fù)載較大；當(dāng)動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)接觸時(shí)，吸引線圈被短路，CAS只為保持線圈供電，線路中的電流負(fù)載明顯變小，此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)直接由蓄電池供電。而一旦動(dòng)觸盤與2個(gè)觸點(diǎn)接觸不良，吸引線圈就不會(huì)被短路，CAS會(huì)持續(xù)為保持線圈、吸引線圈和直流電動(dòng)機(jī)供電，線路中的電流負(fù)載持續(xù)較大并波動(dòng)，以致CAS存儲(chǔ)故障代碼“930730 起動(dòng)機(jī)輸出端電流過(guò)載”。由此也可以看出，CAS設(shè)置該故障代碼的邏輯不單單是起動(dòng)機(jī)控制線上的電流超出最大值，如起動(dòng)機(jī)控制線對(duì)搭鐵短路，還有一種設(shè)置邏輯是，電流在該變小的時(shí)候沒(méi)有變小，如該車故障。

圖12 正常車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（截屏）

（葉正祥）

案例2 2008款大眾邁騰車發(fā)動(dòng)機(jī)偶爾無(wú)法起動(dòng)

故障現(xiàn)象一輛2008款大眾邁騰車，搭載2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)，累計(jì)行駛里程約為24萬(wàn)km。車主反映，發(fā)動(dòng)機(jī)偶爾無(wú)法起動(dòng)，故障好幾天才會(huì)出現(xiàn)1次。

故障診斷接車后反復(fù)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)均能正常起動(dòng)。用故障檢測(cè)儀檢測(cè)，無(wú)相關(guān)故障代碼存儲(chǔ)。用蓄電池檢測(cè)儀測(cè)試蓄電池，顯示正常。檢查蓄電池接線柱，無(wú)松動(dòng)、接觸不良等現(xiàn)象。在接修該車之前沒(méi)幾天，正好在Tech Gear汽車診斷學(xué)院公開課上聽葉工（葉正祥）分享過(guò)案例1，考慮到故障現(xiàn)象相似，于是也用pico示波器測(cè)量了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（圖13），結(jié)果驚喜地發(fā)現(xiàn)，在起動(dòng)機(jī)工作瞬間，起動(dòng)電壓和電流也出現(xiàn)多次大幅度的異常波動(dòng)。同時(shí)測(cè)量起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)通往直流電動(dòng)機(jī)的接線柱上的電壓波形（圖14），發(fā)現(xiàn)該電壓與起動(dòng)電流同步異常波動(dòng)，由此推斷該車故障也是由起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)內(nèi)部動(dòng)觸盤嚴(yán)重?zé)g引起的。拆檢起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部動(dòng)觸盤確實(shí)嚴(yán)重?zé)g（圖15）。

故障排除 更換起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)后裝復(fù)起動(dòng)機(jī)，再次測(cè)量起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形，波形恢復(fù)正常。交車1個(gè)星期起后電話回訪，客戶反映之前的故障現(xiàn)象未再出現(xiàn)，故障排除。

圖13 故障車（邁騰車）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)電壓和電流波形（截屏）

圖14 測(cè)量起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)上通往直流電動(dòng)機(jī)的接線柱上的電壓波形（截屏）

圖15 邁騰車起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)內(nèi)部的動(dòng)觸盤燒蝕嚴(yán)重

（秦崇兵）