免拆诊断起动机电磁开关故障2 例

2020-04-12余姚东江名车专修厂叶正祥

汽车维护与修理 2020年19期

余姚东江名车专修厂叶正祥

重庆市忠县东力汽车销售服务有限公司秦崇兵

案例1 2011款宝马520Li车偶尔起动无反应

故障现象一辆2011款宝马520Li车，搭载N52发动机，累计行驶里程约为16.2万km。车主反映，按下起动按钮时，起动机偶尔无反应，再次按下起动按钮，发动机又可以正常起动着机。

故障诊断接车后反复试车，故障现象无法再现。用故障检测仪进行全车故障扫描，分析读得的故障代码（图1），怀疑故障代码“930730 起动机输出端电流过载”与车主反映的故障现象有关；对该故障代码执行检测计划（图2），提示先检查便捷进入及起动系统控制单元（CAS）与起动机电磁开关之间的导线及导线连接器，接着测量CAS输出端与搭铁之间的电阻，然后检查起动机，如果以上检查都正常，则说明CAS内部的起动继电器损坏，需要更换CAS。

查看该车起动机控制电路（图3）可知，起动机电磁开关由CAS直接控制。连接pico示波器和电流钳，测量起动发动机时的起动电压和电流波形（图4），可知蓄电池电压约为12.2 V，起动机工作瞬间的最大起动电流约为582 A，蓄电池电压最低降至7.6 V；放大起动机工作瞬间的波形，发现起动电压和电流出现多次大幅度的异常波动，由此推断起动机电磁开关工作不良，以致偶尔起动无反应。

图1 读得的故障代码（截屏）

图2 对故障代码执行检测计划的结果（截屏）

拆下起动机（图5），然后再从起动机上拆解下电磁开关。用万用表测量起动机电磁开关上2个电源接线柱（分别接至蓄电池正极和起动机电动机线圈）之间的导通情况（图6），发现只有用力将铁心按压到底（图7）时2个电源接线柱才导通，稍微松开一点（图8）就会断路，由此推断起动机电磁开关内部动触盘与2个接线柱的触点接触不良。

如图9所示，电磁开关内部主要由吸引线圈、保持线圈、铁心、动触盘、触点、回位弹簧等部分组成。吸引线圈与直流电动机串联，能产生较大的磁场力；保持线圈与直流电动机并联，当吸引线圈被短路后提供磁场力，保持铁心被吸住。正常情况下，起动发动机时，CAS向起动机控制端子（50端子）供电，吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁场力，吸引铁心克服回位弹簧弹力向右移，从而使动触盘向2个触点靠近，并通过拨叉带动驱动齿轮移出与飞轮齿圈啮合；与此同时，由于吸引线圈的电流通过直流电动机，直流电动机转动，驱动齿轮在旋转中移出，减小冲击；当铁心移动到使动触盘与2个触点接触时，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈产生的磁场力足以保持铁心处于当前位置。

图4 故障车起动发动机时的起动电压和电流波形（截屏）

图5 拆下的起动机

图6 测量的电源接线柱

如图10所示，正常情况下，当动触盘与2个触点接触以后，铁心仍可以向右移动一段距离，从而压缩动触盘左侧的回位弹簧，使动触盘与2个触点接触得更紧，因此对于故障车的起动机电磁开关，只有用力将铁心按压到底时2个电源接线柱才导通是异常的。

拆解起动机电磁开关，发现动触盘烧蚀严重（图11），与2个触点接触的部位明显变薄，以致铁心的部分行程用于弥补这个变薄量。当动触盘变薄到一定量时，即使铁心移动到底，也无法使动触盘与2个触点充分接触，以致起动机无法正常工作。

图7 用力将铁心按压到底

图8 稍微松开一点铁心

图9 起动机内部结构示意

图10 起动机电磁开关的铁心运动情况

图11 宝马车起动机电磁开关内部的动触盘烧蚀严重

故障排除更换起动机电磁开关后装复起动机，再次测量起动发动机时的起动电压和电流波形（图12），可知蓄电池电压约为12.51 V，起动机工作瞬间的最大起动电流约为699 A，蓄电池电压最低降至7.3 V；放大起动机工作瞬间的波形，发现起动电压和电流只出现1次小幅度波动。交车1星期起后电话回访，客户反映之前的故障现象未再出现，故障排除。

故障总结通过本案例可知，判断起动机电磁开关好坏，并不能简单地以其内部触点是否能够接通为依据，还应综合考虑铁心移动行程与内部触点接通的时机。在诊断该车故障时，并没有再现故障现象，而是根据故障代码将可疑故障点放在起动机的控制电路上，然后用pico示波器测量起动发动机时的起动电压和电流波形，进而通过观察波形细节判断起动机电磁开关工作不良，可见pico示波器对于诊断偶发类故障和“亚健康”类故障十分高效。

另外值得思考的是，故障代码“930730 起动机输出端电流过载”指向的是起动机控制端（即CAS的起动机控制输出端），而故障点为起动机电磁开关内部为直流电动机供电的触点接触不良，两者之间有什么关联呢？进一步分析可知，正常情况下，当动触盘与2个触点未接触时，CAS同时为保持线圈、吸引线圈和直流电动机供电，线路中的电流负载较大；当动触盘与2个触点接触时，吸引线圈被短路，CAS只为保持线圈供电，线路中的电流负载明显变小，此时直流电动机直接由蓄电池供电。而一旦动触盘与2个触点接触不良，吸引线圈就不会被短路，CAS会持续为保持线圈、吸引线圈和直流电动机供电，线路中的电流负载持续较大并波动，以致CAS存储故障代码“930730 起动机输出端电流过载”。由此也可以看出，CAS设置该故障代码的逻辑不单单是起动机控制线上的电流超出最大值，如起动机控制线对搭铁短路，还有一种设置逻辑是，电流在该变小的时候没有变小，如该车故障。

图12 正常车起动发动机时的起动电压和电流波形（截屏）

（叶正祥）

案例2 2008款大众迈腾车发动机偶尔无法起动

故障现象一辆2008款大众迈腾车，搭载2.0T发动机，累计行驶里程约为24万km。车主反映，发动机偶尔无法起动，故障好几天才会出现1次。

故障诊断接车后反复试车，发动机均能正常起动。用故障检测仪检测，无相关故障代码存储。用蓄电池检测仪测试蓄电池，显示正常。检查蓄电池接线柱，无松动、接触不良等现象。在接修该车之前没几天，正好在Tech Gear汽车诊断学院公开课上听叶工（叶正祥）分享过案例1，考虑到故障现象相似，于是也用pico示波器测量了起动发动机时的起动电压和电流波形（图13），结果惊喜地发现，在起动机工作瞬间，起动电压和电流也出现多次大幅度的异常波动。同时测量起动机电磁开关通往直流电动机的接线柱上的电压波形（图14），发现该电压与起动电流同步异常波动，由此推断该车故障也是由起动机电磁开关内部动触盘严重烧蚀引起的。拆检起动机电磁开关，发现内部动触盘确实严重烧蚀（图15）。

故障排除更换起动机电磁开关后装复起动机，再次测量起动发动机时的起动电压和电流波形，波形恢复正常。交车1个星期起后电话回访，客户反映之前的故障现象未再出现，故障排除。