应用案例 | 款宝马520Li车偶尔启动无反应故障诊断

一、故障现象

一辆2011款宝马520Li车，搭载N52发动机，累计行驶里程约为16.2万km。车主反映，按下起动按钮时，起动机偶尔无反应，再次按下起动按钮，发动机又可以正常起动着机。

二、故障诊断

接车后反复试车，故障现象无法再现。用故障检测仪进行全车故障扫描，分析读得的故障代码（图1），怀疑故障代码“930730 起动机输出端电流过载”与车主反映的故障现象有关；对该故障代码执行检测计划（图2），提示先检查便捷进入及起动系统控制单元（CAS）与起动机电磁开关之间的导线及导线连接器，接着测量CAS输出端与搭铁之间的电阻，然后检查起动机，如果以上检查都正常，则说明CAS内部的起动继电器损坏，需要更换CAS。

                                                                         图1　读得的故障代码（截屏）

                                                          图2　对故障代码执行检测 计划的结果（截屏）

 

查看该车起动机控制电路（图3）可知，起动机电磁开关由CAS直接控制。

                                                                               图3 起动机控制电路

连接pico示波器和电流钳，测量起动发动机时的起动电压和电流波形（图4），可知蓄电池电压约为12.2 V，起动机工作瞬间的最大起动电流约为582 A，蓄电池电压最低降至7.6 V；放大起动机工作瞬间的波形，发现起动电压和电流出现多次大幅度的异常波动，由此推断起动机电磁开关工作不良，以致偶尔起动无反应。

                                              图4　故障车起动发动机时的起 动电压和电流波形（截屏）

 

拆下起动机（图5），然后再从起动机上拆解下电磁开关。

                                                                                          图5　拆下的起动机

用万用表测量起动机电磁开关上2个电源接线柱（分别接至蓄电池正极和起动机电动机线圈）之间的导通情况（图6），发现只有用力将铁心按压到底（图7） 时2个电源接线柱才导通，稍微松开一点（图8）就会断路，由此推断起动机电磁开关内部动触盘与2个接线柱的触点接触不良。

                                                                               图6 测量的电源接线柱

                                                                              图7　用力将铁心按压到底

 

                                                                               图8 稍微松开一点铁心

如图9所示，电磁开关内部主要由吸引线圈、保持线圈、铁心、动触盘、触点、回位弹簧等部分组成。吸引线圈与直流电动机串联，能产生较大的磁场力；保持线圈与直流电动机并联，当吸引线圈被短路后提供磁场力，保持铁心被吸住。正常情况下，起动发动机时，CAS向起动机控制端子（50端子）供电，吸引线圈和保持线圈通电，产生很强的磁场力，吸引铁心克服回位弹簧弹力向右移，从而使动触盘向2个触点靠近，并通过拨叉带动驱动齿轮移出与飞轮齿圈啮合；与此同时，由于吸引线圈的电流通过直流电动机，直流电动机转动，驱动齿轮在旋转中移出，减小冲击；当铁心移动到使动触盘与2个触点接触时，吸引线圈被短路，失去作用，保持线圈产生的磁场力足以保持铁心处于当前位置。

                                                                                图9　起动机内部结构示意

如图10所示，正常情况下，当动触盘与2个触点接触以后，铁心仍可以向右移动一段距离，从而压缩动触盘左侧的回位弹簧，使动触盘与2个触点接触得更紧，因此对于故障车的起动机电磁开关，只有用力将铁心按压到底时2个电源接线柱才导通是异常的。

                          图10　起动机电磁开关的铁心运动情况

拆解起动机电磁开关，发现动触盘烧蚀严重（图11），与2个触点接触的部位明显变薄，以致铁心的部分行程用于弥补这个变薄量。当动触盘变薄到一定量时，即使铁心移动到底，也无法使动触盘与2个触点充分接触，以致起动机无法正常工作。

                                                图11　宝马车起动机电磁开关内部的动触盘烧蚀严重

三、故障排除

更换起动机电磁开关后装复起动机，再次测量起动发动机时的起动电压和电流波形（图12），可知蓄电池电压约为12.51 V，起动机工作瞬间的最大起动电流约为699 A，蓄电池电压最低降至7.3 V；放大起动机工作瞬间的波形，发现起动电压和电流只出现1次小幅度波动。交车1星期起后电话回访，客户反映之前的故障现象未再出现，故障排除。

                                                图12　正常车起动发动机时的起动电压和电流波形（截屏）

四、故障总结

通过本案例可知，判断起动机电磁开关好坏，并不能简单地以其内部触点是否能够接通为依据，还应综合考虑铁心移动行程与内部触点接通的通过本案例可知，判断起动机电磁开关好坏，并不能简单地以其内部触点是否能够接通为依据，还应综合考虑铁心移动行程与内部触点接通的时机。在诊断该车故障时，并没有再现故障现象，而是根据故障代码将可疑故障点放在起动机的控制电路上，然后用pico示波器测量起动发动机时的起动电压和电流波形，进而通过观察波形细节判断起动机电磁开关工作不良，可见pico示波器对于诊断偶发类故障和“亚健康”类故障十分高效。

另外值得思考的是，故障代码“930730 起动机输出端电流过载”指向的是起动机控制端（即CAS的起动机控制输出端），而故障点为起动机电磁开关内部为直流电动机供电的触点接触不良，两者之间有什么关联呢？进一步分析可知，正常情况下，当动触盘与2个触点未接触时，CAS同时为保持线圈、吸引线圈和直流电动机供电，线路中的电流负载较大；当动触盘与2个触点接触时，吸引线圈被短路，CAS只为保持线圈供电，线路中的电流负载明显变小，此时直流电动机直接由蓄电池供电。而一旦动触盘与2个触点接触不良，吸引线圈就不会被短路，CAS会持续为保持线圈、吸引线圈和直流电动机供电，线路中的电流负载持续较大并波动，以致CAS存储故障代码“930730 起动机输出端电流过载”。由此也可以看出，CAS设置该故障代码的逻辑不单单是起动机控制线上的电流超出最大值，如起动机控制线对搭铁短路，还有一种设置逻辑是，电流在该变小的时候没有变小，如该车故障。

五、视频讲解

免拆诊断|宝马520LI起动机电磁开关烧蚀

 

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