起動機燒蝕問題分析

姜意馳， 王洪超， 宋喜崗， 張寶國

（一汽奔騰轎車有限公司， 吉林 長春130012）

1 背景

在總裝車間進行某項目試裝車過程中，生產線工人發現有煙從車輛機艙內冒出，并伴有燒焦氣味，車輛被緊急隔離并做滅火處理，初步檢查燒蝕部位為起動機總成。

2 起動系統

為起動汽車發動機，需要一個起動系統。它由起動機、蓄電池、起動開關、線纜等組成。其中起動機必須以驅動發動機達到汽油機能自行運轉所需的點火轉速［1］。

2.1 起動機總成機械結構與功能

起動機由電機、嚙合機構和離合器機構及電磁開關等組成。在起動時，由起動機電磁開關配合嚙合機構將驅動齒輪嚙合進發動機飛輪齒圈。起動機通過減速機構降低電樞轉速，提高驅動扭矩，將發動機拖動至點火轉速。發動機經過幾次點火后加速到超過起動機驅動齒輪轉速，飛輪帶動小齒輪做超越轉動，此時給起動繼電器斷電，在電磁開關分離彈簧作用下，小齒輪沿著驅動軸花鍵從飛輪齒圈中退出。

圖1 起動系統功能電路圖

2.2 起動機電磁開關及系統功能電路圖

為保證小齒輪通過吸合電磁鐵在嚙合行程中移動，需要30A左右的吸合電流以產生必要的磁力。如果吸合電磁鐵銜鐵被吸引到底（氣隙極小），所需繞組的勵磁就很小。為保持吸合電磁銜鐵在末端位置，只需8A左右的吸合電流。起動系統功能電路如圖1所示。

3 失效原因分析

分別從起動機、線路及車輛3個方面分析，失效鏈見圖2。

圖2 起動系統失效鏈

3.1 原因排查

3.1.1 起動機

1） 點火操作電磁開關吸合釋放工作正常，排除開關機械故障。

2） 電表測試30端與M端開路正常，排除開關觸點粘連故障。

3） 起動機小齒輪齒面有明顯嚙合痕跡，證明起動過。

3.1.2 電氣回路

1） 未按啟動開關，50端為低電平，排除繼電器常閉或對30端短路。

2） 啟動開關觸發，50端為高電平，正常。

3.1.3 車輛

1） 該車未加注制動油，且離合器踏板在低位，離合器處于結合狀態，異常。

2） 離合器踏板在低位，N擋起動車輛，需更換起動機驗證發動機是否卡滯。

3） 離合器踏板在低位，帶擋駐車起動，需更換起動機驗證起動機是否過載。

起動機電磁開關及電氣回路正常，需更換起動機驗證車輛問題。

3.2 整車點火邏輯

整車上PEPS向EMS發送起動請求的條件：①防盜認證通過；②鑰匙認證通過；③啟動開關有效；④離合器開關信號有效。以上全具備則EMS控制起動機繼電器吸合。此時如⑤離合器信號開關有效或⑥N擋開關有效，則起動機被供電起動發動機。

故障車輛在生產線上具備①～⑤，具備起動條件。但檢查該車未加注制動油，導致離合器未分離，即發動機與變速器始終處于結合狀態。此時如帶擋（非N擋） 起動發動機，起動機會因過載熔斷，絕緣套管因過熱而發煙。

4 故障復現測試

采用同一臺故障車輛，更換起動機新樣品。復現測試結果：N擋可以起動成功，無異常，排除發動機本體卡滯可能。掛三擋起動發動機，5s后車輛前機艙冒煙，故障復現。證明帶擋駐車起動燒壞起動機。

進一步排查裝配過程，發現由于樣件原因，導致裝配過程做了調整，未加注制動油，油門踏板在下位的狀態，常規的上下電動作等效成了上電點火，如在N擋，則直接點火成功；如在其他檔位則等效成帶變速器負載進行點火。操作人員的常規上電下電操作在觸發條件發生變化時，由于工藝和車輛狀態的變化，引發預期之外的結果。車輛電子駐車（EPB） 在電池連接后即工作，此時帶擋點火會使起動機直接堵轉，如無識別且無再次下電操作，則幾秒鐘的時間即可燒毀起動機。工藝和樣件更新后，風險排除，再無同類故障出現。

5 結論

本文通過對一例起動機燒蝕案例分析，從起動機本體、起動回路電路及整車點火邏輯及裝配過程等可能導致失效的原因多方面進行分析、排除、復現、驗證，還原整個故障發生及解決的全貌。對發生同類問題提供系統分析解決思路，做了很好的經驗積累。從設計角度可以優化控制策略，邏輯上去規避，同時加強生產管控，對任何工藝變更，需要多維度做好風險分析，排除操作風險。