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(chǎn)線工人發(fā)現(xiàn)有煙從車輛機艙內(nèi)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(tǒng)

為起動汽車發(fā)動機，需要一個起動系統(tǒng)。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(qū)動發(fā)動機達到汽油機能自行運轉(zhuǎn)所需的點火轉(zhuǎn)速［1］。

2.1 起動機總成機械結(jié)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(qū)動齒輪嚙合進發(fā)動機飛輪齒圈。起動機通過減速機構降低電樞轉(zhuǎn)速，提高驅(qū)動扭矩，將發(fā)動機拖動至點火轉(zhuǎn)速。發(fā)動機經(jīng)過幾次點火后加速到超過起動機驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)速，飛輪帶動小齒輪做超越轉(zhuǎn)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(qū)動軸花鍵從飛輪齒圈中退出。

圖1 起動系統(tǒng)功能電路圖

2.2 起動機電磁開關及系統(tǒng)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(chǎn)生必要的磁力。如果吸合電磁鐵銜鐵被吸引到底（氣隙極?。枥@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(tǒng)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(tǒng)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?qū)?0端短路。

2） 啟動開關觸發(fā)，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(jié)合狀態(tài)，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(fā)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(fā)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(fā)動機。

故障車輛在生產(chǎn)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(fā)動機與變速器始終處于結(jié)合狀態(tài)。此時如帶擋（非N擋） 起動發(fā)動機，起動機會因過載熔斷，絕緣套管因過熱而發(fā)煙。

4 故障復現(xiàn)測試

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

進一步排查裝配過程，發(fā)現(xiàn)由于樣件原因，導致裝配過程做了調(diào)整，未加注制動油，油門踏板在下位的狀態(tài)，常規(guī)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(guī)上電下電操作在觸發(fā)條件發(fā)生變化時，由于工藝和車輛狀態(tài)的變化，引發(fā)預期之外的結(jié)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(zhuǎn)，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(xiàn)。

5 結(jié)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(xiàn)、驗證，還原整個故障發(fā)生及解決的全貌。對發(fā)生同類問題提供系統(tǒng)分析解決思路，做了很好的經(jīng)驗積累。從設計角度可以優(yōu)化控制策略，邏輯上去規(guī)避，同時加強生產(chǎn)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。