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2011 款宝马520Li车偶尔启动无反应故障诊断

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发表于 2020-10-20 15:48:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
2011 款宝马520Li车偶尔启动无反应
                                   余姚东江名车专修厂 叶正祥
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.png
图1 读得的故障代码(截屏)

图2.png
图2 对故障代码执行检
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.png
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.png
图4 故障车起动发动机时的
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.png
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.png

图6 测量的电源接线柱


图7.png

图7 用力将铁心按压到底

图8.png
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.png
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.png
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.png
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.png
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








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