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一、汽車啟動系統的組成
汽車發動機在啟動前,需要藉助外力才能旋轉。使汽車發動機由靜止過渡到怠速工作狀態,必須由外力轉動發動機曲軸飛輪組,使可燃混合氣在發動機氣缸內燃燒並膨脹,發動機工作循環才能順利進行。發動機曲軸飛輪組在外力作用下由靜止到怠速運轉的全過程,稱為汽車發動機的啟動。各部件組在一起使汽車啟動的系統稱為汽車啟動系統。
汽車發動機啟動系統一般由蓄電池、啟動開關、啟動繼電器、啟動保險、啟動機、啟動電纜、搭鐵電纜和其它線路等組成。
二、汽車啟動系統部件的功用
汽車蓄電池在汽車啟動過程中給啟動機提供電能。汽車啟動時,啟動電流比較大,汽油機一般為200~600A,柴油機一般為800~950A,啟動機每次啟動時間不應超過6s,再次啟動間隔應達到20s以上,以使蓄電池電壓得以恢復,否則蓄電池過度放電,會造成極板硫化。如果連續啟動3次,發動機都無法啟動,應在檢查與排除故障的基礎上,間隔2min后才能進行啟動。當汽車發動機啟動后,必須馬上切斷啟動機控制電路,使啟動機停止運轉,否則會損壞啟動機的小齒輪,讓啟動機無法工作。
啟動開關通過啟動繼電器(或者啟動機電磁線圈)控制啟動機是否工作。
啟動繼電器是受到啟動開關的控制,用小電流控制大電流,控制啟動機電磁線圈的導通和切斷狀態。
啟動保險在啟動電路中起到保護作用,如果通過的啟動電流過大,則啟動保險自動熔斷,保護啟動電路中其它重要部件不被損壞。
啟動電纜連接蓄電池正極和啟動機主接線柱。
搭鐵電纜是蓄電池負極和車身車架等金屬部件的連接部分。
啟動機是汽車啟動系統的最重要的核心部件,由直流電動機、傳動機和控制裝置3大部件構成。直流電動機作用是將蓄電池的電能轉換成機械能,也就是產生電磁轉矩作用;傳動機構作用是在汽車發動機啟動時,使啟動機的驅動小齒輪和發動機飛輪外齒圈嚙合,將啟動機的轉矩傳給發動機曲軸,從而帶動活塞連桿組做上下往複運動。當發動機啟動后,使驅動齒輪自動打滑,與飛輪外齒圈自動脫離,切斷動力傳遞,以防止電動機被發動機帶動超速旋轉而損壞啟動機;控制裝置就是電磁開關,其作用是控制驅動齒輪與飛輪齒圈的有效嚙合和分離,及控制電動機電路的接通和斷開。
三、啟動系統常見故障的診斷與排除
汽車啟動系統常見的故障主要有啟動機不工作、啟動機運轉無力、啟動機空轉、啟動機啟動打齒、啟動機不能解除啟動等故障。在這些故障中最常見的故障是啟動機不工作和啟動機運轉無力。
(一)啟動機不工作故障的診斷與排除
1.系統電路分析
以圖1汽車啟動系統組成電路為例,帶汽車啟動繼電器、啟動保險和擋位控制開關的汽車啟動系統,啟動機的30號端子為汽車蓄電池的主接線柱(接蓄電池火線30),啟動機的50號端子為汽車蓄電池的啟動接線柱(接火線50),啟動機端子C接啟動機內部的勵磁繞組。當啟動開關(即點火開關)轉到啟動擋時,汽車啟動系統的工作電路為:蓄電池正極→點火開關→7.5A保險絲→變速器空擋啟動開關→啟動繼電器電感線圈端→搭鐵→蓄電池負極。該電路接通的目的是使啟動繼電器的觸點吸合,啟動機的吸拉、啟動機啟動接線柱(端子50)給保持線圈供電,產生吸力,使啟動機小齒輪和飛輪大齒圈嚙合,這樣,啟動系統主電路導通。主電路為:蓄電池正級→啟動機主接線柱(端子30) →接觸片→啟動機接線柱(端子C)一啟動機電樞→搭鐵→蓄電池負極,汽車啟動機開始工作。
2.故障分析
汽車啟動機不工作是指啟動開關在啟動擋位時,汽車啟動機不運轉。該故障原因是多方面的,原因之一是蓄電池供電系統有問題:如蓄電池電量不足、汽車主電源保險或者繼電器損壞、啟動機電纜和蓄電池接線柱鬆動或者是接線柱氧化。原因之二是啟動繼電器故障:如啟動繼電器電感線圈短路、啟動繼電器電感線圈斷路或者搭鐵、啟動繼電器動觸點或者靜觸點燒蝕、啟動繼電器鐵芯與觸點臂間隙過大等。原因之三是啟動機故障:如啟動機直流電動機故障、傳動機構故障、控制裝置故障等。原因之四是啟動開關故障,汽車啟動擋失靈。
3.故障診斷方法
(1)檢查蓄電池:當出現喇叭不響、儀錶燈暗淡、電動車窗升降慢、汽車前大燈昏暗、防啟動指示燈閃爍(有些車型)等狀況時,檢查蓄電池接線柱是否氧化或連接不良、蓄電池接地不良、測量啟動機的啟動電壓應該是大於9.6V。
(2)檢查啟動機:將啟動機上接電纜線的主接線桿與啟動接線柱短接,若啟動機不能工作,說明啟動機的電磁開關等有故障,需拆下啟動機進行檢修。
(3)檢查點火開關和點火開關有關線路。
(4)檢查汽車啟動繼電器和啟動保險,以此判斷故障部位。
(二)啟動機運轉無力故障的診斷與排除
1.啟動機運轉無力故障現象
汽車啟動機運轉無力是指汽車啟動機能帶動汽車發動機轉動,但是轉速太低(汽車發動機正常怠速轉速是800r/min ),嚴重時啟動機停轉,啟動機功率明顯不足。
2.啟動機運轉無力故障原因分析
造成汽車啟動機運轉無力的原因很多,原因之一是蓄電池虧電,不足以啟動啟動機、蓄電池啟動電纜接觸不良等。原因之二是啟動機故障,比如啟動機老化、啟動機內部短路、啟動機內部搭鐵等。原因之三是線路問題,比如蓄電池啟動電纜有漏電情況、啟動繼電器到啟動機線路有老化漏電情況發生等。
3.故障診斷與排除
(1)檢查汽車蓄電池導線連接情況,如蓄電池端子和啟動電纜有發熱情況,應該取下汽車蓄電池啟動電纜,用砂紙清理蓄電池極樁和啟動電纜。清理完畢重新用標準力矩緊固啟動電纜。
(2)檢查汽車啟動電壓是否在標準範圍,一般汽車啟動電壓是大於9.6V。方法是選用汽車萬用表直流電壓20V擋位,將萬用表的紅表筆接蓄電池正級,黑表筆接蓄電池負極,在汽車啟動的一瞬間,觀察萬用表顯示的啟動電壓大小。汽車啟動電壓低於8V,啟動機就沒有任何反應;汽車啟動電壓在8V~9.6V之間,啟動機啟動無力;汽車啟動電壓大於9.6V,啟動電壓無任何問題,啟動機能夠啟動。該方法是判斷汽車蓄電池啟動電壓問題和啟動機問題的重要診斷依據之一。
(3)檢查汽車啟動線路是否有老化或者漏電情況的發生,方法是用萬用表直流電壓擋依次檢測各接觸點的電壓情況,依次判斷是否是線路老化或者是搭鐵問題,導致啟動機運轉無力。
(4)前面的3個診斷步驟沒有任何問題,就需要維修啟動機,排除故障,讓啟動機恢復性能,不能維修時則需要更換啟動機。
四、總結
本文主要對現代汽車發動機啟動系統的組成,電路圖及啟動系統故障診斷進行了詳細分析。現代汽車發動機啟動系統組成基本類似,掌握了汽車啟動系統的相關知識和故障診斷流程,對汽車維修技術人員具有重要意義。