触片触点烧蚀问题在汽车起动机电磁开关中的相关原因分析

郝立国

锦州万得汽车电器电子科技有限公司 辽宁锦州 121007

随着人们对汽车质量与性价比要求的提升，人们也开始更加重视起动机与不同功率发动机的匹配问题，尤其是重视解决起动机最常见的触片触点烧蚀故障问题。电磁开关，顾名思义，指的就是用电磁铁进行设备的开关控制，是将电磁铁与开关的完美结合，电磁开关在汽车起动机中的应用极为广泛的。在整个电磁开关结构中，起到关键性连接作用的部位就是触片触点，触片触点的顺畅连接对整个起动机工作的顺利起到决定性的作用。

1 汽车起动机电磁开关的工作原理

汽车起动机电磁开关主要由两个部分构成，分别是触片触点部分以及电磁铁部分，可以将汽车起动机电磁开关的工作原理概论如下：电磁开关的工作主要依靠的就是电磁铁产生的磁场效应，当汽车起动机电磁开关上的吸引线圈与保持线圈部件在通电后产生的磁通方向是完全相同时，那么，吸引线圈的电磁吸力将会叠加保持线圈的电磁吸力，电磁吸力叠加吸引着电磁开关中的活动铁心部件逐渐向前移动，直至移动到推杆前的触盘部件，帮助电磁开关的触点与电动机的主电路相接通。当汽车起动机电磁开关上的吸引线圈与保持线圈部件在通电后产生的磁通方向不一致时，吸引线圈与保持线圈的电磁吸力将会相互抵消，并通过复位弹簧部件的作用，起动机电磁开关中各个可以移动的部件将会全部复位，促使触点断开与触盘之间的连接，电动机的主电路随之切断。

电磁开关的质量直接决定着汽车起动机能够长时间的正常工作，因此，电磁开关在整个起动机组成部分中的地位是极为重要的，是起动机设备必须维持完好的部分。触片触点是整个电磁开关中最为重要的部件，起到关键性的连接作用，触片触点的顺畅连接影响着汽车起动机设备能够正常工作以及工作的流畅度与工作速度。想要高质量的完成触片触点烧蚀问题在汽车起动机电磁开关中的相关原因分析，就必须要充分明确起动机设备的工作原理，并在此基础上研究创新。

2 触片触点烧蚀问题的常见原因分析

正因为触片触点是电磁开关中最为重要的组成部分，一旦发生故障问题将会对整个汽车起动机设备造成巨大的影响。同时，因触片触点在汽车中的使用较为频繁，故障问题的出现将有可能导致汽车无法正常行驶，影响着汽车的正常使用。对所有经常出现在汽车触片触点上的故障进行分析发现，烧蚀问题的发生概率是最高的，实践研究表明，触片触点出现烧蚀问题的常见原因可以概括为以下几个方面：

2.1 材料问题导致的触片触点烧蚀

对汽车起动机电磁开关中出现触片触点烧蚀问题的主要原因进行分析，发现有很大一部分原因是因为触片触点的材质造成的，影响触片触点质量的材料性能就是材质的耐磨损性。在汽车起动机的实际生产过程中，绝大多数的起动机生产厂家在生产电磁开关时，都会将电解铜作为触片触点的主要材质，虽然电解铜具有较为优秀的导电性能，但是电解铜的耐磨损性能较差。但是理想化的触片触点材质不仅仅需要拥有良好的导电性能，同时因为触片触点在未来的使用过程中会进行极为频繁的接触，耐磨损性能也是必须要考虑的因素，而不是仅从单一的导电性能出发，尽量寻找到既具备导电性能，又具备较强耐磨损性能的触片触点材料。

2.2 电流过度集中，导致局部温度上升

上文的汽车起动机电磁开关工作原理中提到过，在汽车的发动机启动后，电磁开关上的触片触点将会接通，实现与直流电动机的连接，电动机进行运转，随后发动机正式起动。汽车起动机在工作的过程中主要依靠的就是电能，因此也会产生较大的电流，触片触点接触时受到电流的影响热量巨大，整个过程的时间很多，瞬时的升温容易导致触片触点局部温度上升，提升了触片触点烧蚀问题发生的可能性。不仅如此，在触片触点的接触过程中，一定会产生大量的电弧火花，而电弧火花只会加剧触片触点接触部位的温度升高情况。通过反复的实践与观察，得出结论，引起触片触点电弧火花问题的主要原因之一就是触片触点在接触时出现的震颤现象。电磁开关的工作过程中，想要实现触片触点结合途径的重要部件就是铁芯，铁芯同时受到保持线圈产生的磁力与吸引线圈产生的磁力作用，有效的将电磁开关中回位弹簧上具有的弹力抵消，导致回位弹簧不具备充足的弹力，促使触片触点发生震颤现象，并且一般情况下，震颤现象一旦发生就会拥有较高的震颤频率，电弧火花大量产生，直至引发触片触点烧蚀问题。

2.3 触片触点的长时间接触

汽车起动机电磁开关主要由三个部分组成，分别是触片、触点、电磁吸铁，起动机内部构造较为紧密，各部件紧密连接，相互配合，且起动机体积较小，因此留给触点之间的空隙较小，同时触片与触点的分离主要依靠的就是触点的反弹簧力作用。在起动机电磁开关的正常工作状态下，吸引线圈上的局部位置发生短路现象的可能性较大，如果吸引线圈短路，将会导致线圈的磁场强度下降，进而促使保持线圈周围形成更强大的磁场，此时，汽车起动机运行的主电路未及时进行断开操作，同时没有受到理想的触点弹簧力作用，触片与触点的接触时间超过最长限值，大量的电流在触片与触点的连接过程中持续通过，增大了触片触点热量，进而引发烧蚀问题。

3 有效解决触片触点烧蚀问题的措施

3.1 尽可能的选择导电性与耐磨损性更好的材质

触片触点的质量决定着汽车起动机电磁开关的使用寿命，电磁开关作为汽车起动机上最容易出现故障的部件，如何避免触片触点烧蚀问题是必须要不断研究的内容，也是降低用户经济损失的主要途径。为了有针对性的解决启动发动机时产生的过高热量容易引发烧蚀问题，就必须要尽可能的选择导电性与耐磨性更好的材质，从材质入手，在根本上降低烧蚀问题发生的可能性。首先应当确保选择的触片触点材料是具备良好导电性能的，随着科技水平的进步，我国已经研发出了一批新兴的导电材质，因此可以有效的利用这些我国新研发的高科技新兴材料，对汽车起动机电磁开关的触片触点材质进行不断的创新与优化。同时，对于触片触点长时间接触容易导致磨损进而引发烧蚀问题这一情况，也可以通过对触片触点材质的选择进行有针对性的避免，可以选择具有更强耐磨性的材质，包括选用含钨合金片、含银合金片以及含钨铜合金片。经过对触片触点烧蚀问题的长实践研究，发现如果在汽车起动机电磁开关的触片触点接触面增加适量得钨铜合金片，在起动机工作的过程中，在强电流的作用影响下，钨铜合金片中含有的铜分子能够与钨分析发生结合作用，由此可见，选用钨铜合金片作为触片触点的材质能够对触片触点的耐磨性能进行大幅度的提升，同时还有利于改善触片触点的导电性能，最终起到降低触片触点烧蚀问题发生的概率。

3.2 对触片触点设计、生产工艺进行优化

电磁开关是将汽车起动机与电路电源相连接的重要部件，在接通开关的同时，单向离合器被推动，随后齿合发动机的飞轮同汽车起动机的齿轮一起带动汽车发动机的飞轮开始飞速运转，最终实现汽车发动机的顺利运行。在这个过程中，电磁开关的质量与耐用性是后续一切工作开展的前提条件，重要性不言而喻。目前我国的汽车起动机普遍存在的问题就是触片触点耐用性差，影响触片触点烧蚀问题发生的主要诱因，但同时，触片触点耐用性也是经常被触片触点设计、生产人员所忽略的问题，导致无论是设计工艺，还是生产工艺，都长时间的没有任何提升与优化。为了提升触片触点的使用寿命，防止发生烧蚀问题，提高汽车起动机电磁开关使用质量，就必须要对触片触点设计、生产工艺进行优化。优化的内容包括提升触片触点的精度、确保电磁线圈、线柱等结构的设计科学且合理，想办法降低触片触点的接触时间与跳动次数、保持触片触点的光洁度，避免在使用过程中因触片触点的接触对两者产生损耗等质量问题，最终达到增加触片触点、电磁开关以及汽车起动机正常工作时间与使用寿命的根本目的。

3.3 科学改善汽车起动机电磁开关的功能结构

目前，我国有三种经常应用的电磁开关专利项目，分别如下：第一种是电装专利，这个专利的优点及特点在于能够在高强度的弹片上安装可移动的接触片，当接触片与触点连接接通后，弹片会发生扩张，进而促使电磁开关中的铁芯部件位置移动，有利于为下一次接触做准备。对电装专利的设计优点可以总结为几个方面，分别是降低了电磁开关的功率、缩小了电磁开关的体积、控制了点流量以及热量的产生，能够有效的起到预防触片触点出现烧蚀问题的目的。第二种是法雷奥专利，该专利的主要工作原理就是对起动机中电磁开关中的线圈，保持吸引线圈的限流电阻，利用吸引线圈与保持线圈之间产生的磁力，促进触片与触点的连接与结合，带动起动机的启动。这种电磁开关主要采用的是双触点的工作模式，具有很强的创新之处与创新优势，在顶齿状态下，电磁开关中的小齿轮在运行过程中发生的角度变化并不固定，这也在很大程度上确保了顶齿与小齿轮能够随时错开，进而保证电磁开关中的触片触点以及齿轮都是处于可使用状态下的。第三种是博世专利，博世专利研发出来的电磁开关与我国目前市面上经常使用的强制齿合式起动机上的电磁开关应用原理基本一致，但两者也存在本质上的区别，其中最为显著的就是博世专利下电磁开关触片后安装接触元件，电磁开关触片与接触元件共同形成了常闭触点，有利于帮助电磁开关有效的切除限流电阻，电源不需通过触片触点，而是可以直接与起动机相连接。此时，电流在电磁开关内部进行直接流通，有效的避免在电流传输过程中发生的间断现象，同时防止对触片触点的接触产生损耗，有利于实现汽车起动机的长时间高效运转。

无论是整体式的电磁开关还是分体式的电磁开关，都各自具有显著的优势和不可忽略的缺点，但无论是哪种电磁开关，都共同存在的缺点就是触片触点的烧蚀问题，因此触片触点的烧蚀问题成为了汽车起动机电磁开关创新与发展的必要研究课题。目前研究出来的具有较好实践应用效果的电磁开关是通过铁芯与顶杆的连接实现的，同时借助线圈之间产生的磁力作用，促使铁芯在弹簧的作用力下，实现对动态触点与静态触点的完全结合或完全脱离。需要结合传统电磁开关结构所具有的优点，科学改善汽车起动机电磁开关的功能结构，消除触片触点烧蚀问题发生的可能性，同时有利于增强触片触点的通电性能与断电性能。

3.4 有效降低触片触点间的电弧火花

电弧火花是导致电流集中、造成局部温度极速升高的主要原因，为了有效的降低触片触点间电弧火花的电量，可以在触片触点可能产生电弧火花的位置设置凹槽，形成一个通路，使触片触点相接触瞬间可能产生的电弧火花全部在凹槽内得到释放，避免电弧火花引起触片触点的烧蚀问题。

4 结语

触片触点烧蚀问题是汽车起动机电磁开关中常见的故障之一，因触片触点可能会对汽车起动机产生直接的影响，对汽车的使用群体带来的不便是巨大的，因此必须引起各行各业的高度重视。从选择拥有良好导电性与耐磨性的触片触点材料入手，进一步深化改进触片触点设计工艺，提升汽车起动机电磁开关结构的科学性，提升触片触点的耐磨损性，进而大幅度提升电磁开关的使用寿命，有利于保障汽车起动机获得更长时间的正常工作，降低汽车起动机电磁开关出现触片触点烧蚀问题的概率，为我国汽车起动机行业及触片触点生产行业的长远发展提供重要参考。