汽车起动系统控制过程及常见故障分析

顾丽英

摘要： 起动系统是汽车电气设备构造与维修课程中的重要章节，也是发动机五大系统之一。起动系统是唯一的一个不需要交流发电机供电的电气设备。本文主要阐述了汽车起动系统的作用、组成、控制过程和常见故障。

关键词：起动系统概述;控制过程;常见故障

中图分类号：F407.471                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）15-0142-02

1  起动系统概述

①作用：主要是把起动机产生的转矩传给曲轴，然后使曲轴能够慢慢的运转起来，最终发动机能自行运转。

②组成：由蓄电池、起动机和起动控制电路等组成。

起动机由直流电动机、传动机构和控制机构三大部分组成。

直流电动机由磁极、电枢和电刷等组成。传动机构主要是带有单向离合器的驱动齿轮和拨叉组成，减速型起动机还包括减速装置。起动机控制机构主要是电磁开关。电磁开关由吸拉线圈、保持线圈、活动铁芯、主开关接触盘及复位弹簧等组成。

2  起动机的控制过程

起动机控制过程主要有起动时、起动中和起动后。下面介绍两种控制电路。

2.1 开关直接控制起动电路（图1）

①起动时，开关打到ST档，电路如下：蓄电池正极→主接线柱3→ST档位→起动接线柱5，之后分成两路，一路到保持线圈后搭铁。另一路到吸拉线圈7→主接线柱1→直流电动机→搭铁→蓄电池负极。通过这两条电路可以看出电磁开关的两个线圈电流方向相同，磁场方向也相同，活动铁芯在电磁力的作用下左移，拨叉推动13与14啮合。

②两齿轮啮合到位后主电路接通，接触盘6与主接线柱3、1接触。起动中的电路：从蓄电池正极到主接线柱3到接触盘6到主接线柱1，然后通过直流电动机搭铁。此时电流全部输给起动机，使起动机起动，同时保持线圈使接触盘保持接触。

③起动后，点火开关的ST档断开，电路如下：蓄电池正极到主接线柱3到接触盘6到主接线柱1到吸拉线圈7到起动接线柱5到保持线圈8到搭铁。这时电磁开关中7和8的电流方向不同，磁场方向不同，磁力抵消，9回位，主接线柱3和1与接触盘6分开，起动结束。

2.2 起动机继电器控制的起动电路（图2）

这是一种起动继电器控制的强制啮合式起动机。其工作过程如下：

①起动时，点火开关旋到ST档，线圈2通电，触点1闭合，接通电磁开关电路。具体如下：蓄电池正极到主接线柱4到继电器蓄电池接线柱到触点1到继电器起动机接线柱到9，之后分成两路，一路通过保持线圈14后搭铁。另一条电路到吸拉线圈13到接线柱8到导电片7到主接线柱5到直流电动机，然后搭铁。此时，通过这两条电路可以看出电磁开关的两个线圈电流方向相同，磁场方向相同，活动铁芯在电磁力的作用下左移，拨叉推动驱动齿轮与飞轮啮合。

②当两齿轮啮合到位后，接触盘10将辅助接线柱6和主接线柱4、5相继接通，此时附加电阻和吸拉线圈被短路，此时产生较大的电磁转矩，传递给飞轮，将发动机起动。起动中电路为：蓄电池正极到主接线柱4到接触盘10到主接线柱5到直流电动机到搭铁。驱动齿轮与齿圈的啮合靠保持线圈14产生的电磁力维持在工作位置，此时保持线圈仍有电流，而吸拉线圈被短路。

③起动后，单向离合器打滑，松开点火钥匙，起动档位自动回到点火档位，起动继电器线圈2断电，触点断开。此时的电路为：蓄电池正极到主接线柱4到接触盘10到主接线柱5到导电片7到接线柱8到吸拉线圈13到电磁开关接线柱9到保持线圈14到搭铁。此时电磁开关中的两线圈电流方向不一致，产生的电磁力相互抵消，接触盘10与两主接线柱4、5分开，主电路断开，起动结束。

3  起动系统常见的故障分析

起动系统常见的故障有：起动机不转、起动机运转无力、起动机空转和起动机异响等。下面对常见故障具体分析。

3.1 起动机不转

①现象：接通起动开关后，起动机不转动。

②原因：起动机不转的原因可以分为五部分。分别是蓄電池问题、电源线路问题、点火开关或起动机继电器故障、起动机控制装置故障和起动机内部故障。其中控制装置故障可能是电磁开关触点烧蚀引起接触不良，也可能是电磁开关中线圈损坏。起动机内部故障可能是机械故障，也可能是相关的电路故障。

③诊断与排除。

1）先检查蓄电池是否有问题，接着检查电源线路的问题。对于蓄电池的问题一般有它自身严重亏电，或者已经出现硫化故障等。可用密度计或者高率放电计检查蓄电池，再开大灯检查电源线路是否有故障。若用高率放电计测量后蓄电池存电充足，就检查电源线路。电源线路检查可以开大灯、按喇叭，如果大灯和喇叭正常工作，说明电源线路没有故障，继续检查控制线路和起动机。

2）判断故障在起动机还是在控制线路。以图2为例，控制线路部分是从点火开关到电磁开关接线柱，往后是起动机内部电路。短接电磁开关接线柱9和主接线柱4，此时控制线路被短接。若起动机能转，说明问题在控制线路，再用短接法检查起动档、继电器和导线。若起动机还是不转，说明故障在它本身。短接主接线柱4和5，如果起动机正常，那么电磁开关有故障;否则就是电动机问题。

3.2 起动机运转无力

①现象：接通起动开关，起动机能运转，但转速偏低且运转无力。

②原因：蓄电池有故障、线路故障和起动机故障等。起动机内部故障可能是机械故障，也可能是相关的电路故障。

③诊断与排除。首先检查蓄电池，如果蓄电池没有问题，再拆检起动机。检查方向可以从电磁开关、换向器、磁场绕组和电枢绕组入手。起动机运转无力可以按下面步骤检查故障：先检查蓄电池存电情况，开大灯、按喇叭，檢查搭铁，若不正常检查蓄电池及其电路;若正常，继续短接两主电路接线柱，听到起动机运转声音;之后若不正常，故障就是起动机电磁开关两主电路接线柱或接触盘烧蚀脏污;若正常，故障就是换向器脏污烧蚀，电刷磨损过多，电刷弹簧过软，电动机线圈短路;如果以上都没问题就是机械部分问题，故障是连接线路松动或轴承过紧导致转动阻力过大。

3.3 起动机空转

①现象：接通起动开关，起动机只是空转，但发动机曲轴不转。

②原因：飞轮齿圈缺齿，或者传动装置故障，比如单向离合器弹簧损坏、滚子磨损严重和套筒的花键槽锈蚀等，这些故障都会造成小齿轮不能与齿圈啮合，或者拨叉连接处脱开。

③诊断与排除。检查电磁控制式起动机的接触盘的行程，若行程过小，会使起动机提前转动;检查单向离合器是否打滑。

3.4 起动机异响

①现象：接通起动开关，起动机发出“哒、哒”的异常响声。②原因：小齿轮或齿圈轮齿损坏;电磁开关保持线圈损坏或接触不良;起动机固定螺钉松动或离合器壳松动等。③诊断与排除。检查轮齿的磨损量，起动机的安装是否松动。检查电磁开关的线圈故障。具体操作：先短接继电器的电池与起动机接线柱，运转正常说明继电器张开电压过高;不正常再短接电磁开关主接线柱，若仍然不正常，说明保持线圈断路、严重短路或搭铁不良。

4  总结

本文介绍了汽车系统的作用和组成，并说明了起动机的构造，还介绍了两种类型的起动控制电路，并分析了具体的控制过程。在起动继电器控制的起动电路基础上，对起动机不转的故障进行了分析，起动机故障可以是机械部分故障，也可以是电路部分故障。对起动机其他三个常见故障也做了简要的分析。这些对今后学习起动系统理论知识和实习，或者从事相关维修工作有一定的指导作用。

参考文献：

[1]郭杏莉，王小飞.汽车启动系统故障诊断与排除[J].科技创新与应用，2018（18）：140.

[2]于明进，于光明.汽车电气设备构造与维修[M].北京：高等教育出版社，2007.

[3]李海琼，钱凤娟.汽车起动系统常见故障分析[J].内燃机与配件，2020（05）：168-169.

[4]候海.汽车起动系统常见故障的解析与排除[J].机械工业出版社，2018（06）：13-16.

[5]高丽洁，李新.汽车电气系统构造与维修[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.