奔騰X80轎車起動機起動失效故障分析及改善

王洪超，肖玉強，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，個別地區容易出現溫度過低、溫差過大、濕度過大等極限環境，車輛室外停車過夜后，容易造成早晨無法有效起動等問題，本文結合北方特有的冬季氣候條件以及起動機結構特征，分析車輛起動失效原因，提出解決方案。

1 故障現象

冬季早晨冷車起動時，偶爾發生無法起動現象。

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。現場確認故障，當點火鑰匙打至ST擋時，冷車起動后聽見噠一聲，起動機不轉；經多次起動或熱車后故障消失，當天不再復現。

2 故障排查及原因分析

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

圖1 起動機電氣原理圖

由表1可以確認，起動機無法起動的直接原因為電磁開關B/M觸點不導通，而熱車后故障基本消失，初步判斷為觸點結冰故障。

表1 起動機電壓測試表

拆解故障車輛起動機的電磁開關，進一步確認電磁開關觸點不導通的真因。故障車輛A和B電磁開關示意圖見圖2。

圖2 故障車輛電磁開關

從圖2可知，故障車輛電磁開關觸點存在不同程度的燒蝕現象。根據熱量公式Q=I2RT，分析可能導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，造成觸點局部發熱燒蝕：①觸點有異物，接觸電阻大；②觸點高度不一致，導致接觸不良；③觸點結冰；④開關粘連；⑤開關進水銹蝕，產生氧化物類物質。

綜合分析故障車輛所處環境為東北三省最寒冷的冬季，下雪天氣后，車輛經過整晚停放，溫差變化較大，濕度較高，電磁開關內的水汽排出不及時，容易在觸點上結冰。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，故障消失無法復現。因此可以判定，觸點結冰是導致車輛無法有效起動的真因。

3 解決方法

起動機結構圖如圖3所示。從圖3可以看出，要解決觸點結冰問題，可以從兩個角度出發：①增加透氣膜，避免水分子進入到開關內，進而避免觸點形成冰層；②增強開關吸合工作時觸點間沖擊力，將結冰層去除。

基于以上兩點，提出以下2種解決方案。

圖3 起動機結構圖

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：從平衡電磁開關內外溫差來解決該問題，使電磁開關內腔與外界連通，降低電磁開關內腔與外界的溫度差，則不易形成冰層。

行業應用情況：法雷奧、雷米采用此方案。

適用性分析：增加透氣膜對起動機性能及可靠性無影響，而且透氣膜只透氣不透水，無進水風險。

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，達到破冰效果。

行業應用情況：電裝采用此方案。

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

圖5 動觸點片增加凸點方案

綜合以上2種方案，從項目開發進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冰導致車輛無法有效起動故障。

4 測試驗證

起動機電磁開關破冰試驗驗證方法如下。

起動機按安裝位置固定，存放于80 ℃、90%濕度環境下16 h，開關不通電不接線。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次都導通則判定為合格。起動機電磁開關破冰試驗結果見表2。

表2 起動機電磁開關破冰試驗結果

從試驗結果得出結論：電磁開關增加透氣膜的方案，可以解決冬季寒冷地區極端環境下，觸點結冰導致起動機無法有效起動車輛的故障

5 總結

本文提出了一種可以有效解決冬季寒冷地區起動機無法有效起動車輛的設計方案，并通過實際車型加以驗證，為后續起動機開發積累經驗。

參考文獻：

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