柴油机起动机故障及维修技巧

2023-09-23 理论教育版权反馈

【摘要】：对起动机的要求起动机除配有电动机外，还需要有传动装置与控制机构。②柴油机起动后，应能够防止柴油机的飞轮拖动起动机转子一起旋转，而造成转子飞散的事故。此时，通过的电流较小，起动机不能转动。起动机常见故障①按下起动按钮后起动机不转动。用粗导线使起动开关的两个接线柱短路，若起动机此时运转正常，则可判断故障在开关。此外，冬季因机油粘度大而使起动阻力增加，也是起动机起动无力的原因。⑤起动机小齿轮退回困难。

（1）起动机的功用起动机的功用是克服柴油机的起动阻力，使柴油机从静止状态进入运转状态，并达到最低的起动转速后，使柴油机喷油燃烧，从而达到起动的目的。

因为柴油的压缩比较高，运动件的惯性力大，起动阻力大，因此在较短的时间内使曲轴的转速达到最低的起动转速，就需要较大功率的起动机。为了降低起动电流，避免起动机功率损耗与延长蓄电池的使用寿命，柴油机的起动机几乎都采用24V电源。起动机都是两对磁极的串励式直流电动机，在低速时转矩很大，并随着转速的升高转矩逐渐减小，很适合柴油机的起动要求。

（2）对起动机的要求起动机除配有电动机外，还需要有传动装置与控制机构。这样，使柴油机在停止与正常运转时，起动机的驱动齿轮与柴油机飞轮齿圈不相互啮合；柴油机起动时，两者要能顺利啮合；柴油机起动后又能自动脱离。因此，起动机与传动及控制机构应达到下列要求：

①起动机齿轮与柴油机飞轮齿圈接合要方便，不发生冲击，要在完成啮合后起动机才输出功率。

②柴油机起动后，应能够防止柴油机的飞轮拖动起动机转子一起旋转，而造成转子飞散的事故。

③柴油机运转时，起动机的驱动齿轮不能啮入飞轮齿圈。

④传动机构应简单可靠。

⑤要有用于接通与切断电源（蓄电池）的起动开关。

⑥要有足够大的功率和足够高的转速，以便带动柴油机迅速起动。

（3）起动机的结构柴油机常用起动机的结构如图5-1所示，由定子总成、转子总成、电磁开关总成、拨叉总成、单向器总成、衬套、驱动端盖总成等组成。

图5-2所示为起动机起动电路原理图，主要由接触板、保持线圈和吸引线圈、挡铁及活动铁心等组成。其中，吸引线圈与保持线圈绕在黄铜套上，吸引线圈串联在起动机绕组线圈的电路中，保持线圈一端搭铁，在黄铜套内的活动铁心与传动叉连接，挡铁的中心孔插入直杆，此杆上套有接触盘。

图5-1 柴油机常用起动机的结构

起动机工作时，接通起动总开关，按下起动按钮，电流则在接线柱处分两路，一路通过保持线圈后搭铁；另一路经吸引线圈、接线柱、起动机绕组后搭铁。此时，通过的电流较小，起动机不能转动。

当吸引线圈和保持线圈产生的电磁力方向相同时，在它们的共同作用下，活动铁心克服回位弹簧力而被吸入，因而使传动叉将齿轮（驱动齿轮）推出，并使其与飞轮齿圈啮合而将柴油机起动。

与此同时，当起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合后，接触盘也将两个接线柱形成回路，此时，两个线圈产生的磁力方向相反而互相抵消，活动铁心在回位弹簧的作用下迅速回到原位。同时，一方面通过传动使驱动小齿轮退出；另一方面接触盘回位而切断起动电路电源，从而使起动机停止转动。至此，完成了起动过程。

（4）起动机常见故障

①按下起动按钮后起动机不转动。这主要是由蓄电池没有电或有故障以及蓄电池连接导线松动所致，使起动机电磁阀不通电，不能产生磁场，没有足够的磁场强度，所以按下按钮后起动机不转动。

首先检查蓄电池是否缺电，连接导线是否松动。若蓄电池容量充足，接线良好，则故障在起动机或起动开关。用粗导线使起动开关的两个接线柱短路，若起动机此时运转正常，则可判断故障在开关。一般因开关触点烧蚀、弹簧损坏、推杆调整不当等原因使主回路不能接通，可视具体情况进行修理或更换。

若在开关短路后有强烈火花，但起动机不转，则说明故障在起动机。通常是励磁线圈短路、电枢线圈短路等，应拆下修理。若开关短路后无火花，则可能是电刷磨损后与电枢转换器接触不良，此时应更换电刷。

②起动机空转时可以运转，但无力起动柴油机。首先检查电路，看电刷是否磨损严重，若磨损过甚，应予以更换。电刷弹簧压力不足、油污使电刷接触不良、换向器松动、摩擦片离合器打滑、开关接触不良、蓄电池容量不足以及由于轴承松旷而使电枢与定子线圈碰擦等，都会引起起动机起动无力。此外，冬季因机油粘度大而使起动阻力增加，也是起动机起动无力的原因。若蓄电池上有铁丝或导电的金属件，会使蓄电池内部短路，也会产生上述情况。

图5-2 起动机起动电路原理图

③起动机的驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合，有撞击声。按下起动按钮，听到起动机齿轮与飞轮齿圈的撞击声，这主要是电磁开关行程不对，闭合过早，齿轮尚未到位而不能啮合，而起动机的主回路已接通，使电枢高速空转。遇到这种情况，可调整偏心螺钉进行调整。此外，由于飞轮齿圈与起动机的驱动齿轮打坏或齿面打毛以及起动机与飞轮齿圈的轴线不平行等，都会发生上述情况。

④起动机驱动齿轮与飞轮齿圈啮合后起动机仍旧空转。这种情况一般是由于摩擦片离合器严重打滑引起的。遇到这种情况要拆检起动机。只要摩擦片离合器打滑，柴油机就无法起动。

⑤起动机小齿轮退回困难。其原因是开关接触片烧熔粘牢。发现后应立即断油停车，进行相应的修理。

（5）起动机的保养。要经常检查起动机及其开关的连接是否牢固，导线连接和导线绝缘是否良好，要经常维持起动机的各部件清洁，特别是电刷架和转换器的清洁。当汽车进行各级保养时，应拆开防尘带用压缩空气吹尽起动机内部的积尘，检查起动机换向器的接触情况。此外，还应经常注意起动机轴承的润滑，检查电刷弹簧弹力是否符合要求，电刷与换向器是否接触良好，转向器是否失圆，若失圆超过0.05mm，应拆下修理。传动控制机构也应经常检查。

（6）起动系统故障案例

案例1：接通起动开关，听到起动继电器不停地“嗒嗒”响，起动机转动无力。

故障分析与检修：从起动继电器触点间歇开闭动作的声响判断，很可能是继电器本身有故障，所以将检查的重点放在继电器上。拆下继电器至电磁开关的连接导线，将起动开关置于起动位置，用万用表电压档测量起动继电器S接线柱的直流电压为10V左右，怀疑起动继电器内部触点没有严密闭合，而导致供电电压下降。接着测量+B与SW两接柱间的电压，也为10V左右，看来是蓄电池供电不足。经检查，发现蓄电池内有一单格电池的电解液密度明显下降，表明此单格电池的正负极板间存在着严重的自放电故障。更换一同规格的正常蓄电池，再试，故障依旧，仍然无法使柴油机起动运转。

经分析，产生此故障的主要原因有：

①接触盘与主触点接触不良，电阻增大，不仅造成触点接触部位因过热产生烧蚀现象，更主要的是阻碍了强大的起动电流的通过。

②换向器表面有油污，电刷磨损过度或弹簧弹力不足，使电刷与换向器间接触电阻增大。

③起动机电枢绕组或励磁绕组存在局部断路故障。用螺钉旋具将电磁开关的蓄电池接线柱与磁场接线柱短接进行试验，结果起动机仍旧运转无力。由此可以认定故障出在电动机。分解电动机仔细检查，发现电刷端盖上缺少一只绝缘电刷。安装上一只电刷后，再试，故障排除。

因为起动机电枢绕组与励磁绕组是相互串联的，所以两只绝缘电刷和两只搭铁电刷的关系决定了其电路的特点。失去一只绝缘电刷，正好切断了电枢绕组与励磁绕组的一条支路。这样不仅削弱了磁场强度，同时也削弱了电枢绕组的转矩，于是便产生了上述故障。

案例2：有一台柴油机，当将起动开关置于起动位置时，起动机不转动，电磁开关发出轻微的“嗒嗒”声，柴油机不能起动。

故障分析与检修：在检修此故障时，维修人员起初认为是蓄电池供电不足所致，但更换一只同规格电量充足的蓄电池后，故障未排除。由此推断，故障应出自起动机或起动继电器。

从故障现象分析，当接通起动开关时，电池开关活动铁心有动作声，表明保持线圈和吸引线圈有12V电压通过，但是起动机却不转动，因此可以断定故障出自起动机及其相关部件，可能的原因是：

①电磁开关吸引线圈与保持线圈存在局部短路故障，不能产生足够的电磁力，使接触盘与触点闭合。

②电磁开关活动铁心因受油污或积垢的阻碍，活动行程缩短，不能使接触盘与触点接合。

③接触盘或触点与接触面严重氧化、烧蚀，接触电阻增大，不能通过正常的工作电流，使起动机带动曲轴旋转。

④起动机励磁绕组、电刷或电枢绕组等有断路之处，使起动机不能转动。

⑤起动机电枢轴与轴套抱死，使起动机不能转动。

检修时，为了判明故障是出自起动机还是电磁开关，首先用螺钉旋具将起动机的电源接线柱与磁场接线柱短接进行试验。结果，不仅起动机运转正常，而且还能起动柴油机使曲轴旋转。显然故障在电磁开关，更换一只新电磁开关，再试，故障排除。分解拆下电磁开关，发现线圈有局部短路烧黑痕迹，但并不严重。经清洁、浸漆、烘干及整形处理后装复试验，故障被排除。

案例3：有一辆东风153型汽车，动力为康明斯6BT增压柴油机，采用VE型分配泵。柴油机在使用过程中出现不能起动的故障现象。

检查过程：先根据故障现象进行分析，从起动机运转的声音判断，起动系统无故障；点火开关转到ON位，燃油表、冷却液温度表等仪表无显示；按副起动按钮，起动机不动作。根据现象判断，故障可能出在电路上。

图5-3 东风153型汽车电气原理图

1—点火开关 2—点火继电器 3、4、8—熔丝 5—副起动按钮 6—燃油切断器电磁阀 7—起动继电器

故障分析：据驾驶人反映，所有线路熔丝无一损坏。经再次检查，证实各熔丝均完好。起动柴油机，用试电笔检测喷油泵燃油切断器电磁阀（以下简称电磁阀）的供电状态，发现无论点火开关转到ON位还是ST（起动）位，电磁阀线圈都没有电。检测副起动按钮的电源线，也无电。据此，对照该车有关电气原理图（图5-3）进行分析。电磁阀线圈和副起动按钮的电源线无电，说明点火继电器常开触点不能接通电磁阀线圈电路。由于电磁阀在点火开关接通后未打开，喷油泵供油油路始终处于被切断状态，因此柴油机不能起动。在这种情况下，按副起动按钮起动也无效。显然，这一故障是由于点火继电器损坏所致。

故障排除：更换点火继电器后，柴油机起动正常，故障排除。

柴油机起动机故障及维修技巧

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