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汽车起动系统的原理及故障诊断黄步光◎（作者单位：攀枝花学院交通与汽车工程学院）一、汽车起动机的工作原理起动机用直流电动机、传动装置和控制装置三个部件来实现整个起动过程。
直流电动机引入来自蓄电池的电流并且使起动机的驱动齿轮产生机械运动；传动机构将驱动齿轮啮合入飞轮齿圈，同时能够在发动机起动后自动脱开；起动机电路的通断则由一个电磁开关来电控。
１.直流电动机工作原理。
汽车起动机用直流电动机的显著特点是磁极多，磁场绕组的横截面积大，目的是增大起动机的电磁转矩。
一般采用４个磁极，功率超过７ＫＷ的起动机一般采用６个磁极。
２.传动装置的工作过程。
起动机的传动装置由离合器和移动叉组成。
单向离合器的功用是单方向传递力矩，起动发动机时，将电动机的驱动转矩传递给发动机曲轴（传递动力），当发动机起动后又能自动打滑（切断动力），以免损坏电动机。
单向离合器的工作过程：单向离合器的功用是单方向传递力矩，起动发动机时，将电动机的驱动转矩传递给发动机曲轴（传递动力），当发动机起动后又能自动打滑（切断动力），以免损坏电动机。
3.滚柱式单向离合器的工作原理。
传动导管与外座圈制成一体，外座圈内圆制成十字形空腔，驱动齿轮另一端的内座圈伸入外座圈的空腔内，将十字形空腔分割成楔形腔室。
（１）起动发动机时传递动力。
起动发动机时，在控制装置电磁开关的作用下，移动叉下端便拨动离合器向车后移动，驱动齿轮与发动机飞轮齿圈进入啮合。
当电动机驱动转矩小于发电机阻力矩时，电枢轴仅带动传动导管与外座圈转动，此时驱动齿轮、内座圈和飞轮并不转动，在内座圈与滚柱之间的摩擦力矩和弹簧力矩作用下，滚柱向楔形室较窄一侧并将外座圈与内座圈卡成一体（锁止状态），动力便经电枢轴、传动导管、外座圈、滚柱、内座圈和驱动齿轮传递到发动机飞轮齿圈。
当电动机驱动转矩达到或超过发动机阻力转矩时，驱动齿轮便带动飞轮旋转，直到发动机被起动为止。
在起动发动机时，离合器驱动齿轮为部件，发动机飞轮为被动部件。
起动机实训教案一、教学内容本节课的教学内容来自《汽车维修技术》教材第十章“起动机的检修与调试”。
具体内容包括：起动机的结构与原理、起动机的拆装与检测、起动机常见故障分析及排除方法。
二、教学目标1. 理解起动机的工作原理和结构组成，掌握起动机的拆装、检测及调试方法。
2. 能够分析起动机常见故障，并提出相应的解决措施。
3. 培养学生的动手能力、观察能力和团队协作能力。
三、教学难点与重点教学难点：起动机的拆装与检测、故障分析及排除。
教学重点：起动机的工作原理、结构组成、检修及调试方法。
四、教具与学具准备教具：起动机实物、拆装工具、检测仪器、教学PPT等。
学具：起动机拆装工具、检测仪器、实训报告等。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）通过展示一辆无法启动的汽车，引导学生思考可能的原因，进而引出起动机的作用和重要性。
2. 理论知识讲解（15分钟）利用PPT讲解起动机的工作原理、结构组成、拆装与检测方法等。
3. 例题讲解（10分钟）结合教材例题，讲解起动机拆装与检测的具体步骤，强调注意事项。
4. 实训操作演示（20分钟）分组进行起动机拆装与检测的实训操作，教师现场指导，解答学生疑问。
5. 随堂练习（10分钟）学生根据实训操作步骤，独立完成起动机拆装与检测的练习。
6. 故障分析及排除（10分钟）教师提出起动机常见故障，引导学生分析原因，并提出解决措施。
六、板书设计1. 起动机工作原理2. 起动机结构组成3. 拆装与检测步骤4. 常见故障及排除方法七、作业设计1. 作业题目：起动机实训报告。
内容包括：实训目的、实训步骤、实训心得、故障分析及排除方法。
2. 答案：参照实训操作过程及教材内容。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生在课后自主学习起动机的相关知识，提高综合运用能力。
重点和难点解析1. 实训操作演示2. 故障分析及排除3. 作业设计详细补充和说明：一、实训操作演示实训操作是本节课的核心环节，教师在此过程中的演示和指导至关重要。
汽车维修2020.2迈腾轿车起动机不运转故障检修方法黎世锟全国职业院校技能大赛是教育部发起并牵头，专业覆盖面最广，参赛选手最多，社会影响最大，是职业院校的“高考”，每年数以万计的师生为之奋斗。
现以大赛指定用车大众迈腾的经典疑难故障为案例进行剖析，以飨读者。
一、故障现象2019广西电力职业技术学院汽车检测技能大赛暨2019全国职业院校技能选拔赛中精心设计了一辆2018款一汽大众迈腾2.0轿车的故障。
进入驾驶室，打开点火开关，仪表盘指示灯正常，踩下制动踏板按下起动键，起动发动机，起动机不运转，起动机内无触点吸合的声音。
二、电路分析查阅大众迈腾轿车起动系统电路图如图1所示。
大众迈腾轿车起动机运行的首要条件是先经过内部防盗系统确认当前钥匙是否为已授权，如果验证为已授权，则将解除防盗并接通15电源，同时发动机控制单元J623将解除点火和燃油限制。
具体原理分析：驾驶员打开点火开关，进入及起动许可控制单元J965开始处理信号，一方面通过单线唤醒J519，另外一方面唤醒舒适CAN总线系统，查询防盗锁止系统是否为有授权钥匙。
如果为授权钥匙，则防盗锁止系统控制单元发送解锁命令，打开电子转向柱、唤醒舒适总线点亮仪表、唤醒汽车整个动力总线系统。
通过上述成功完成发动机控制单元和仪表控制单元的数据比较后，防盗锁止系统颁发起动许可指令。
当变速杆处于P位或N位，驾驶员踩制动踏板，按下一键起动按钮，点火开关信号传输给进入和起动许可控制单元J965，J965将起动允许信号通过T40/15端子传至发动机控制单元J623的T91/60端子，J623则接通起动继电器J906和J907线圈接地回路。
起动继电器J906的71端子和J907的82端子同时由保险丝架C的SC49熔丝供电，通过D52连接点分开，分别提供J906、J907起动继电器线圈电源，在发动机控制单元J623的T91/87和T91/88接地瞬间起动继电器线圈工作，J906和J907触点均闭合，电源+30由保险架SB的B1端子进入，通过起动继电器J906触点进入起动继电器J907触点，再流过SB23(30A)熔丝，最后从保险架SB的23A端子出来，将电源供给起动机B电磁线圈50端子，起动机电磁线圈工作，离合器甩出，起动机电磁继电器触点闭合，蓄电池+B大电流通过起动机B的30端子进入起动机转子和定子，起动机运转，带动飞轮旋转进而起动发动机。
启动系统典型故障启动系统的典型机械故障诊断排除一、启动机空转1．故障现象与故障原因接通启动开关后,只有启动机快速旋转而发动机曲轴不转.这种症状表明起动机电路畅通,故障在于启动机的传动装置和飞轮齿圈等处.2．故障诊断方法1若在启动机空转的同时伴有齿轮的撞击声,则表明飞轮齿圈牙齿或启动机小齿轮牙齿磨损严重或已损坏,致使不能正确地啮合.2启动机传动装置故障有：单向啮合器弹簧损坏；单向啮合器滚子磨损严重；单向啮合器套管的花键槽锈蚀,这些故障会阻碍小齿轮的正常移动,造成不能与飞轮齿圈准确啮合等.3有的启动机传动装置采用一级行星齿轮减速装置,其结构紧凑,传动比大,效率高.但使用中常会出现载荷过大而烧毁卡死.有的采用摩擦片式离合器,若压紧弹簧损坏,花键锈蚀卡滞和摩擦离合器打滑,也会造成起动机空转.汽车启动系主要由启动机和启动控制电路所组成,其故障有机械方面的,也有电器方面的.常见的故障现象有启动机不转,启动机运转无力,启动机空转而发动机不能启动,发动机启动后启动机运转不停,驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合且有异响等,下面就此逐一分析一下.故障现象：打启动机时,有时能运转将发动机启动、有时不运转不能将发动机启动.故障检修：故障现象是打启动机时,有时启动机转动能将发动机启动；有时则不转动.在启动机不转动时,其电磁开关有吸动的“嗒、嗒”声.检修时,首先检查蓄电池,确认其电量充足.然后把启动机从发动机上拆下来,解体检查.检查中发现它的四只电刷过度磨损,整流子表面有明显的烧痕.由于电刷和整流子接触不良,造成了启动机时转时不转的故障.用车床把整流子表面修复,再更换四只新的电刷,将启动机修复后装车试验.此时打启动机,启动机正常驱动发动机,发动机也顺利着车.故障完全排除.二、启动机不转1.在启动机不能正常转动时,表现为动力下降.检修时,首先检查蓄电池,确认其电量充足.然后把启动机从发动机上拆下来,在拆卸过程中发现启动机的前滑动轴承已从发动机后瓢上的轴承孔中脱出.启动机转子因前轴承损坏失去支撑,造成了转子扫膛动力下降,所以有时无力驱动发动机运转.取一新的铜质滑动轴承,按工艺要求镶在发动机后瓢上的轴承孔内,再把启动机做例行保养后装车试验.此时打启动机,启动机正常驱动发动机,发动机也顺利着车.故障完全排除.2.其症状表现为毫无规律性.检修中,首先检查蓄电池,确认其电量充足.然后把启动机从发动机上拆下来,解体检查.在解体过程中,发现机内有尼龙碎屑,仔细观察发现其尼龙拨叉的支撑架已破裂.由于支撑架在安装孔中,不解体时虽破裂尚能维持原形,只是有时丧失支撑功能,所以造成了上述故障.取一新的拨叉总成将启动机修复,然后装车试验.此时打启动机,启动机正常驱动发动机运转,发动机也顺利着车.故障完全排除.三、驱动齿轮与飞轮不能啮合而发出撞击声启动机发动时,启动机驱动齿轮与发动机飞轮齿圈发生打齿现象的原因有：1.驱动机齿轮轮齿或飞轮齿圈轮齿磨损过甚或损坏2.驱动齿轮端面与端盖凸缘间的距离过小.当驱动齿轮与飞轮齿圈尚未啮合或刚刚啮合时,电动机主电路就已接通,由于驱动齿轮在高速旋转过程中与静止的飞轮齿圈撞击,因此会发出强烈的打齿声.4.2启动系的典型电路故障诊断排除一、启动机不转启动机不转一般有以下几种原因：1．蓄电池严重亏电,电量不足导致不转.2．导线连接处接触不良,车辆颠簸造成接头松动或接头处氧化污损.3．启动开关损坏.4．继电器故障.启动线路中有启动继电器或组合继电器的启动机,继电器故障会导致起动机不转.继电器触点氧化污损,使电磁开关电路无法接通；触点间隙过大或继电器线圈短路、断路,都使继电器触点不能闭合,电磁开关电路不通.5．启动机故障包括电磁开关故障、换向器氧化、电刷接触不良、电枢绕组和磁场绕组断路、短路等.电磁开关的故障主要是由于受强电流的作用,使触点氧化,造成接触不良.电动机的故障使其内部无法形成完整的回路,因此起动机不转.6.在启动机不运转时,电磁开关也没有“嗒、嗒”的吸合声.检修时,首先检查蓄电池,确认其电量充足.在机舱内蓄电池右侧找到启动机电磁开关驱动线,将其连接器脱开.从蓄电池直接引火线接通电磁开关驱动线,此时启动机正常驱动发动机.初步判断可能是点火开关启动挡的触点有时接触不良而引发上述故障.换装一只新的点火开关后,再打启动机,启动机完全恢复了正常功能.故障完全排除.7.但明显症状是在打启动机时其电磁开关吸而复放、频繁动作.检修中,首先检查蓄电池,确认其电量充足.然后把启动机从发动机上拆下来.从故障现象分析该电磁开关的吸拉线圈工作正常；而保持线圈工作异常.将电磁开关从启动机上拆下来,经测试果然其保持线圈断路.取一只新的电磁开关装在启动机上,然后把启动机装到车上试验.此时打启动机.启动机正常驱动发动机运转,发动机也顺利着车.故障完全排除.二、启动机运转无力启动机运转无力,应是下列原因所致：1．蓄电池电量不足.2．导线连接处接触不良.3．启动机故障,主要是直流电动机故障.电枢绕组或磁场绕组匝间短路,使电枢电流强度和磁场强度减弱,使启动机运转无力.换向器污损、电刷弹簧弹力不足或电刷过度磨损,使电路中电阻值增大,电动机的扭矩降低.轴承过紧会加大机械损失,这些故障也都会导致起动机运转无力.换向器与电刷接触不良,电磁开关接触盘和触点接触不良,电动机激磁绕组或电枢绕组有局部短路等.三、发动机启动后,起动机运转不停起动机运转不停,表明电磁开关接触盘与两个主线柱始终接触,有三种情况：1．电磁开关接触盘与触点烧结.2．传动叉弹簧过软或折断,使活动铁心与接触盘无法复位.3．起动继电器或组合继电器触点烧结,使电磁开关的两个主接线柱始终处于接通状态.5.启动系统电路典型故障分析与排除实例5.1.启动系统典型电路工作原理CA1111PlK2L7型载货汽车启动系统的电路如图 1所示.5.1.1电源总开关电路将启动钥匙开关置于ACC挡或ON挡时,电源总开关控制电路为蓄电池正级→电源线→电源总开关电源线接线→白/红线→易熔线→起动钥匙开关→F7保险F4保险→电源总开关F11接线柱F2接线柱→线圈→搭铁→蓄电池负极.电源总开关触点闭合,全车电源接通.当关闭起动钥匙开关后,全车电源被切断,起到安全和保险的作用.5.1.2启动时的电路走向启动机启动时,电路分3路.第1路为蓄电池正极→白/红线→易熔线→启动钥匙开关→启动开关START挡→黑/黄线→启动继电器→线圈→搭铁→蓄电池负极,此时启动继电器触点闭合.第2路为蓄电池正极→电源总开关触点→启动机电源线→启动机接线柱→启动继电器触点→黑线→启动机电磁开关→电磁开关吸拉线圈和保持线圈→搭铁→蓄电池负极.当接通启动机主电路时,启动机小齿轮与飞轮齿圈啮合.第3路为蓄电池正极→电源总开关触点→启动机电源线→启动机电磁开关触点→启动机磁场线圈→电枢线圈→搭铁→蓄电池负极.5.1.3断油电磁铁电路启动机起动时,断油电磁铁电路分为两路,一路为蓄电池正极→电源总开关触点→启动机电源线→启动机电磁开关触点→白色线→断油电磁铁线圈电磁铁装在高压油泵后部排烟限制器位置→搭铁→蓄电池负极.另一路为蓄电池正极→白/红线→易熔线→白/红线→起动钥匙开关ON挡→熔断器盒F4保险→红/蓝线→断油电磁铁线圈→搭铁→蓄电池负极.当两电路同时接通时,断油电磁铁产生磁力吸动磁铁,将调速器油量控制齿条处在供油位置.启动过程完成及发动机正常运转后,断油电磁铁中的起动线圈电源被断路,此时F4保险所供电源的保持线圈工作,断油电磁铁保持线圈仍然通电,齿条处在供油位置.5.2启动系统电路的典型故障诊断与排除例 1故障现象：挂倒挡时发动机即熄火；再次起动时,启动机不转动.故障诊断与排除：该故障主要原因是倒车灯开关及线路搭铁故障造成的.断油电磁铁的保持线圈的电源和倒车灯电路共用F4保险.当F4保险断路时,导致断油电磁铁电源也中断,使调速器上的油量齿条回到断油位置,致使发动机熄灭.当出现该故障后,应先检查F4保险,如F4保险熔断,检查倒车灯开关及线路搭铁故障并消除搭铁故障.如在途中发生该故障,可将倒车开关电源线拔下来,更换F4保险即可.例 2故障现象：启动钥匙开关不在START起动挡,启动机转动.故障诊断与排除：主要原因是启动钥匙开关连电、启动继电器触点烧结、启动机电磁开关触点烧结.当出现该故障后,应将启动钥匙开关关闭,先拆下启动继电器线圈的黑/黄线或黑线,再打开启动钥匙开关ON挡,故障消失,说明启动钥匙开关失效.故障不消失,关闭启动钥匙开关,拆下启动机上面的电磁开关线圈电源线,重新再试.如故障消失,则故障为启动继电器触点烧结,应更换继电器.如故障仍不消失,说明故障是启动机上面的电磁开关触点烧结,应及时拆下修理或更换启动机电磁开关.例 3故障现象：接通启动电路后,启动机啮合齿轮与飞轮齿圈有撞击响声,启动机不转动.故障诊断与排除：出现该故障多为发动机搭铁不良、蓄电池充电不足或启动机电磁开关线圈有断路现象.检查蓄电池电能是否充足,观察电压表指针指示状况,如果电喇叭音量变小和前照灯灯光较暗,说明蓄电池亏电.检查变速器上盖与车架之间的搭铁线是否松动.如果蓄电池电量充足,搭铁线完好,其故障原因可能是电磁开关线圈断路或是启动机传动部分故障所造成.其解决方法是解体检查,检查时应先检查启动机小齿轮啃合是否到位,然后再检查启动机电磁开关是否断路.例 4故障现象：启动时起动机不能带动曲轴旋转.故障诊断与排除：出现该故障现象,一般原因是启动机传动齿轮和飞轮齿圈有故障.应检查启动机总成、单向离合器及飞轮齿圈啃合齿是否损坏等,如果部件有损坏,则应进行修理或更换.例 5故障现象：启动时起动机运转正常,但不着车.诊断方法：出现该故障后,可将断油电磁铁拆下,如果此时着车了,说明该断油电磁铁有故障.例 6故障现象：用手按下启动继电器上的手动开关,启动系统正常工作,用启动钥匙开关起动时,启动机不转.故障诊断与排除：出现该故障后,用熔断器盒盖内的电路检查器俗称试灯检查.用试灯检查启动继电器上的黑/黄线,将启动钥匙开关置于起动挡,如果试灯亮,则故障在继电器；如果试灯不亮,应检查底盘线束与车身线束连接插座,如接触不良应消除；如果黑/黄线无断路现象,则故障是启动钥匙开关不导通,解决方法是更换起动钥匙开关.例 7故障现象：用启动钥匙开关起动时继电器有响声,启动机不转,此时F8-F18保险所控制的电路均不工作.诊断方法：将启动钥匙开关置于ON挡,用试灯检查电源总开关至启动机的电源线接线柱,接线柱元电显示说明电源总开关有故障.如接线柱有电,将启动钥匙开关置于启动挡,无电显示说明F4保险或红/蓝线倒车灯开关电源线有断路故障.例 8故障现象：CA1111P1K2L7型柴油载货汽车启动系统中的电源总开关、启动继电器开关和启动机电磁开关,其中任何一个开关失效,均影响启动系统正常工作.诊断方法：如果出现照明、信号等电路都无电显示,检查电源总开关启动机电源线端也无电显示,说明电源总开关有故障行车途中发生此故障,可将启动机电源线和蓄电池正极连接线直接连接,应急措施,注意不要与车架等金属部分接触,以防止短路故障.如果是启动继电器断路故障,可使用手动开关,如手动开关失效,可临时将启动机电磁开关接线柱黑色较细的与启动机电源线接线柱连接,连接时不要将连线与螺纹接触,防止烧坏螺纹,维修时拆卸困难.由于启动电路用电量较大,在整个启动电路中只有一条易熔线,因此在维修保养时切勿将电源线搭铁,以免烧坏用电设备,影响正常使用,最好到专业修理厂或到一汽服务站维修.。
汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法汽车的启动系统包括：启动机、启动开关、启动继电器及空挡启动开关。
启动发动机所需要的曲轴转矩和最低启动转速取决于发动机的型式、发动机的排量、汽缸数、压缩比、轴承的摩擦力，以及由发动机曲轴带轮所驱动的附加负荷、燃油的供给方式及机油温度等。
通常．随着机油温度的下降．启动机要求的启动转矩和启动转速会升高；所以在设计启动机时上述因素都应予以考虑。
一、概述1．启动机功用汽车发动机是靠外力启动的，必须依靠外力使曲轴旋转，并要求曲轴的旋转达到一定的转速，才能启动内燃机。
汽车发动机常用的启动方式有人力启动和电力启动机启动两种。
人力启动(手摇)最简单，但劳动强度大，且不安全，目前只作为后备启动方式。
电力启动机启动具有操作方便、启动迅速可靠、有重复启动能力等特点，因而被广泛采用。
用于启动内燃机的电动机及附属装置，叫作启动装置o- 2．对启动电动机的基本要求(1)必须有足够的转矩和转速转矩和转速是对电动机最主要的要求，因为：1)要带动发动机旋转，必须克服发动机的阻力矩。
发动机的阻力矩与发动机的工作容积、汽缸数、压缩比等有关。
对于构造一定的发动机来说，当温度降低时，润滑油的黏度增大，阻力矩显著增加；在启动加速过程中，还要克服各运动机件的惯性力，故启动电动机必须具备足够的转矩。
’2)要保证启动发动机除具备足够转矩外，还必须使发动机的转速升至一定程度。
因为转速过低时，对于化油器式发动机来说．化油器中的气流速度过低，低压程度过．小，汽油不易喷出，也不易雾化，造成混合气过稀，发动机便不能发动。
当温度较低(在冬天)时，雾化条件变坏，混合气变得更稀，启动更加因难。
一般要求化油器发动机的启动转速应在40,．-50转／分以上。
(2)转矩应能随转速的升高而降低因为在启动之初，曲轴由静止开始转动时，机’件作加速度运动须克服很大的静止惯性力，同时各摩擦部分处于半干摩擦状态，摩擦阻力较大，这时需要较大的启动转矩，才能带动发动机转动，并使转速很快升高，但随着曲轴转速升高，加速阻力减小，油膜也逐渐形成，所需的转矩相应减小，而当曲轴转速升至启动转速，发动机一旦发动后．自己就能够独立工作，就不需要电动机带着转动了。
