奔腾X80轿车起动机起动失效故障分析及改善

王洪超，肖玉强，陈文静，孙明瑞

（一汽轿车股份有限公司，吉林 长春 130000）

北方冬季气候条件恶劣，个别地区容易出现温度过低、温差过大、湿度过大等极限环境，车辆室外停车过夜后，容易造成早晨无法有效起动等问题，本文结合北方特有的冬季气候条件以及起动机结构特征，分析车辆起动失效原因，提出解决方案。

1 故障现象

冬季早晨冷车起动时，偶尔发生无法起动现象。

售后反馈故障车辆集中在东北三省，时间为12月至来年1月。现场确认故障，当点火钥匙打至ST挡时，冷车起动后听见哒一声，起动机不转；经多次起动或热车后故障消失，当天不再复现。

2 故障排查及原因分析

起动机电气原理图如图1所示。通过测试起动机B、M、S端电压，初步排查故障，起动机电压测试结果如表1所示。

图1 起动机电气原理图

由表1可以确认，起动机无法起动的直接原因为电磁开关B/M触点不导通，而热车后故障基本消失，初步判断为触点结冰故障。

表1 起动机电压测试表

拆解故障车辆起动机的电磁开关，进一步确认电磁开关触点不导通的真因。故障车辆A和B电磁开关示意图见图2。

图2 故障车辆电磁开关

从图2可知，故障车辆电磁开关触点存在不同程度的烧蚀现象。根据热量公式Q=I²RT，分析可能导致触点烧蚀的原因如下。

1）长时间大电流通电，过热造成触点烧蚀。

2）动静触点接触电阻大，造成触点局部发热烧蚀：①触点有异物，接触电阻大；②触点高度不一致，导致接触不良；③触点结冰；④开关粘连；⑤开关进水锈蚀，产生氧化物类物质。

综合分析故障车辆所处环境为东北三省最寒冷的冬季，下雪天气后，车辆经过整晚停放，温差变化较大，湿度较高，电磁开关内的水汽排出不及时，容易在触点上结冰。早晨首次起动车辆无法有效起动，待车辆起动后，温度上升，冰层消融蒸发，故障消失无法复现。因此可以判定，触点结冰是导致车辆无法有效起动的真因。

3 解决方法

起动机结构图如图3所示。从图3可以看出，要解决触点结冰问题，可以从两个角度出发：①增加透气膜，避免水分子进入到开关内，进而避免触点形成冰层；②增强开关吸合工作时触点间冲击力，将结冰层去除。

基于以上两点，提出以下2种解决方案。

图3 起动机结构图

3.1 方案一：增加透气膜（图4）

图4 增加透气膜方案

方案原理：从平衡电磁开关内外温差来解决该问题，使电磁开关内腔与外界连通，降低电磁开关内腔与外界的温度差，则不易形成冰层。

行业应用情况：法雷奥、雷米采用此方案。

适用性分析：增加透气膜对起动机性能及可靠性无影响，而且透气膜只透气不透水，无进水风险。

3.2 方案二：动触头片增加凸点（图5）

方案原理：减小触点接触面积，增大单位面积压力，达到破冰效果。

行业应用情况：电装采用此方案。

适用性分析：增加凸点可以起到破冰效果，但触点接触状态变化，需要进行可靠性验证。

图5 动触点片增加凸点方案

综合以上2种方案，从项目开发进度及可靠性验证角度，确定采用方案一，即增加透气膜来解决触点结冰导致车辆无法有效起动故障。

4 测试验证

起动机电磁开关破冰试验验证方法如下。

起动机按安装位置固定，存放于80 ℃、90%湿度环境下16 h，开关不通电不接线。将连接线放入-40 ℃的低温箱中保持16 h，将起动机用连接线接好后在-40 ℃低温箱中存放4 h，通电并记录触点接通情况。共起动3次，每次间隔10 s，3次都导通则判定为合格。起动机电磁开关破冰试验结果见表2。

表2 起动机电磁开关破冰试验结果

从试验结果得出结论：电磁开关增加透气膜的方案，可以解决冬季寒冷地区极端环境下，触点结冰导致起动机无法有效起动车辆的故障

5 总结

本文提出了一种可以有效解决冬季寒冷地区起动机无法有效起动车辆的设计方案，并通过实际车型加以验证，为后续起动机开发积累经验。

参考文献：

［1］ 孙彦军.起动机冷起动困难故障分析及解决方法［J］.汽车电器，2010（3）：28-29.

［2］ 张胜川，边建华.汽车起动机电磁开关触片触点烧蚀原因探析［J］ .汽车电器， 2010（4）：28-29.

［3］ 李文奎.汽车起动机烧蚀分析［J］.汽车电器，2016（3）：60-62.

［4］ 胡明义.汽车起动机结构、原理与检修［M］.北京：机械工业出版社，2007.