丰田卡罗拉起动机故障维修方案设计

湖南机电职业技术学院

HUNAN

MECHANICAL&ELCTRICAL

POLYTECHNIC

毕业设计

设计题目丰田卡罗拉起动机故障维修方案设计

学生姓名杨瑾

专业班级汽修1305班

指导老师邓家林

学院院长李立斌

评阅人

2015 年 11月 15日

湖南机电职业技术学院

毕业设计任务书

课题名称：丰田卡罗拉起动机故障维修方案设计专业：汽车检测与维修技术专业

学生班级：汽修1305班

学生姓名：杨瑾

同组学生：徐文斌、沈杨林

指导教师：邓家林

汽车工程学院

二O一五年十一月

湖南机电职业技术学院

《汽车启动系统故障维修方案》毕业设计开题报告

毕业设计进度计划表

目录

摘要 (1)

前言 (2)

第一步故障现象描述 (3)

第二步故障现象确认 (4)

第三步查阅相关资料 (5)

第四步分析故障原因 (6)

第五步故障诊断方法与技巧 (7)

一、检查蓄电池 (7)

二、检查起动机主供电线路 (7)

三、检查点火开关.................................. 错误！未定义书签。

四、检查起动继电器线圈电路和起动继电器本身 (7)

五、检查离合器踏板开关供电线路 (7)

第六项内容——制定维修方案 (9)

总结 (10)

致谢 (10)

参考文献 (12)

摘要

启动系统的启动是离不开起动机的运转。起动机在进行正常运转与启动系统密切相关。而起动机是启动系统的重要组成部分，启动系统的正常工作能保证发动机的正常工作。使其拥有较长的使用寿命。通过起动机启动系统的起动机运转无力故障的检测和诊断的讲述。让我知道起动机的组成和其功能。并对起动机运转无力的常见故障现象、故障部位、故障机理、故障检测、诊断和排除有了一定的认识。明确了检测和诊断的基本思路。通过实践与理论相结合，以及对一些多见车型的维修实例，把起动机运转无力的常见故障的检测与诊断作了说明。

本文主要阐述汽车启动起动机系统中的组成及结构原理,起动机的维护，起动系统常见故障的诊断与维修。通过对本课题的调查研究,能更好的了解汽车起动系统,能更好的对汽车起动系统进行维护与保养。

关键词：汽车启动；起动系统；故障检修；维护

前言

随着人们生活水平的提高，越来越多的人拥有了自己的汽车，汽车不断增加的同时也带动了汽车维修行业的发展，汽车启动系统作为汽车上的一个重大组成部分，性能的好坏对于驾驶员和乘客安全性有着很大的影响，根据自己对汽车起动机的了解，就汽车启动系统的故障谈谈自己的看法和建议。

汽车启动的故障一般可以分为两类：一是电气系统的故障，二是起动机系统的故障。当发现启动系统有故障后，首先应先检查电气系统的故障，先要确保让发动机、起动机机以先运转起来，如果运转不起来就是电气系统的故障，要先进行排除。当起动机机已经运转起来后，汽车启动出现不工作或无力，这时故障就是起动机系统的故障，就要根据具体现象进行诊断，综合各方面的原因进行排除。下面我将根据“汽车启动系统故障维修”案例为列，根据启动系统常见的故障现象，选取“启动系统起动机运转无力”现象，故障点设在起动机前端支承铜套与座孔松旷，使起动机的转子在工作时因与定子不同心而发生碰擦，起动机的阻力矩增大，造成蓄电池输出电流上升而电压下降，电动机的转矩不足而导致了起动机无力。通过上述故障现象及故障点做出以下方案设计的排故过程。

第一步故障现象描述

一辆2014款丰田卡罗拉排量为1.6L，配CVT GL发动机。到修理厂检修，客户告知我们，他将点火钥匙达到“START”，出现汽车无法启动，车主称这段时间开车上下班都没发现有这样的问题，就今天早上去上班发现这个问题，就叫同事帮忙拖车来修理厂，请给予维修。

可能导致汽车起动机运转无力故障原因有：

1、必须要弄清楚发动机无法启动是不是蓄电池的问题，蓄电池电量不足、亏电导致发动机运转无力。

2、检查线路是否有破损现象，继电器是否损坏。都可能导致起动机不工作或起动机无力、不转。

3、检测启动系统，对于发动机运转无力这类故障，首先着手做的工作是检测发动机启动系统中的电路。从最基本的组成形式来看，启动系统的电路一般来说包括下列最基本的部分，即蓄电池、启动电机以及连接这些部件的电缆等。当然，除此之外，点火开关、起动机继电器或电磁线圈，还有车载防盗系统等，也同样是启动系统的重要组成部分。

第二步故障现象确认

通过客户对故障现象的描述我们进行操作确认，通过结合发动机的组成可以初步的认定故障大致在启动系统，可能导致启动系统产生故障的原因有起动机不运转、起动机运转无力、起动机空转、起动机异响，这些现象都会导致汽车无法启动。

起动机不运转：将点火开关置于起动档，起动机不运转

起动机运转无力:将点火开关旋至起动档，驱动齿轮发出“哒哒”声向外移除，但是起动机不转或运转缓慢无力

起动机空转：接通点火开关起动档，起动机只是高速空转，不能带动发动机运转

起动机异响：当接通起动开关时，起动机的活动铁芯产生连续不断地往复运动而发出“哒哒”的声音

故当维修人员拿到服务顾问给的维修工单后，对工单上面所记录的故障现象进行确认此故障是否真实存在；将点火钥匙打到“START”档时，发动机无法起动，但起动机出现间歇性的转动，说明起动控制电路或起动机可能存在问题；同时也确定了这台丰田卡罗拉车的故障原因是起动机运转无力。

第三步查阅相关资料

一、主供电路：蓄电池→B4→起动机→搭铁

二、起动机继电器线圈电路：蓄电池→FIMAIN-AM2→点火开关→ST继电器→起动机B8→搭铁

三、离合器踏板开关供电电路：蓄电池→FIMAIN→ALT→AM1→点火开关→离合器踏板开关A5→ST继电器→起动机B8→搭铁

四、起动机结总成一般由直流串励式电动机、传动机构、控制装置等三个部分组成。

1)直流串励式电动机的组成：电枢、磁极、换向器、轴承、电刷与电刷架。其作用是将蓄电池的电能转换为机械能，产生力矩，起动发动机。

2)传动机构的组成：单向离合器、拨叉、回位弹簧、驱动齿轮、行星齿轮机构。其作用是在发动机起动时，使其起动机驱动汽轮齿入飞轮齿环，将起动机的转矩传给发动机的曲轴；使驱动欺上欺上齿轮与飞轮齿环脱离（打滑或退出）防止“飞散”，起保护作用。

3)控制装置组成：保持线圈、吸引线圈、铁芯等。其作用是接通与切断电动机与蓄电池之间的电路，一般还具有接入与隔除点火线圈附加电阻的作用。

第四步分析故障原因

一、可能导致起动机运转无力的故障点：

1)电源故障：蓄电池严重亏电或极板硫化、短路等，蓄电池极桩与线夹接触不良，起动电路导线连接处松动而接触不良等。

2)起动机故障：换向器与电刷接触不良，激磁绕组或电枢绕组有断路或短路，绝缘电刷搭铁，电磁开关线圈断路、短路、搭铁或其触点烧蚀等。

3)起动继电器故障：起动继电器线圈断路、短路、搭铁或其触点接触不良。

4)点火开关故障：点火开关接线松动或内部接触不良。

5)起动系线路故障：起动线路中有断路、导线接触不良或松脱等。

二、再根据以上卡罗拉电路图和起动机的工作原理初步分析：

因为启动发动机时，起动机间歇性运转无力，说明主供电电路工作正常;起动机继电器线圈电路工作正常。所以故障点可能在如下几个部位：

1)蓄电池严重亏电或极板硫化、短路等，蓄电池极桩与线夹接触不良故障；

2)起动系统控制电路故障；

3)起动机本身的故障。

第五步故障诊断方法与技巧

一、检查蓄电池

1、检查蓄电池线束极桩线连接情况，没有松旷现象、

2、检查蓄电池的外观：检查蓄电池的外壳，发现没有破裂或电解液泄露现象；蓄电池的正负两级桩没有脏污也没有氧化现象；电池线束极桩线连接没有松旷现象；

3、查看蓄电池观察孔颜色为绿色，说明蓄电池电量充电；

4、检测蓄电池的电压情况：用万用表20V直流档在蓄电池静态状况下测量蓄电池的电压值，显示为12.1V，当打开大光５分钟后蓄电池电压为11.5Ｖ，发动机启动时充电电压为14Ｖ。则说明蓄电池正常，无亏电现象。

结论：蓄电池正常

二、检查起动机主供电线路

（１）检查起动机主供电线路红色粗线连接况，未发现有松旷现象；

（２）用万用表20Ｖ直流档，检测起动机30端子时电压为12V，说明供电电路正常，线束无老化现象。

结论：起动机主供电路正常

四、检查起动继电器线圈电路和起动继电器本身

1）检查起动继电器线圈电路：短接ST继电器座3号脚和5号脚，起动机不转，说明起动继电器线圈电路正常。

2）检查起动继电器：用万用表200Ω档测量继电器线圈的1和2端子电阻，测量值为100Ω；将万用表转至导通档，测量3和5端子，发现不导通；将万用表两表针与继电器3和5端子相接，当给继电线圈的1和2端子通电时，3和5端子导通，断电后不导通；通过以上检测，起动继电器正常。

总结：起动机继电器线圈电路和继电器正常

五、检查离合器踏板开关供电线路

万用表测量离合器踏板开关A5两端电压，两端电压不稳为8-10V说明离合器踏板开关接触不良，所以目前确定故障点为离合器踏板开关损坏。

总结：离合踏板开关接触不良

六、检查起动机本身

1、将起动机解体拆卸（步骤如下）

（1）从电磁开关处断开引线；

（2）拧出将电磁开关固定在驱动机构外壳上的两个螺母，将电磁开关取下；

（3）拧出后轴承盖的两个螺钉，将轴承盖取下；

（4）用一字起将锁止板撬开，取出弹簧和胶圈；

（5）拧出两个贯穿螺栓，将换向器端框架拆下；

（6）用铁丝钩将四个碳刷取出，同时碳刷架也拆下；

（7）将励磁线圈架和电枢等一并取下；

（8）用一字起轻轻敲入前端止动圈套，撬出弹簧卡环，从电枢轴上拆下止动圈套和单向离合器。

2、检测转子总成：

（1）电枢轴：用游标卡尺检测电枢轴轴颈外径与衬套内径配合间隙为0.050mm，在0.035~0.076mm之间，正常；用百分表检测电枢轴弯曲度，其径向圆跳动为0.12mm，属于正常范围。

（2）换向器：检察换向器表面并没有烧蚀和失圆，用游标卡尺测得换向器直径为1.10mm，是标准值；测得换向器与电枢轴的同轴度为0.02mm，不用修整；测得换向片高出云母片0.45mm，正常。

（3）电枢：用万用表检测电枢线圈，把表针分别搭在换向器和电枢轴上，阻值为无穷大，电枢线圈正常；把电枢放在万能试验台检验器上，接通电源，将锯片放在检验器上并转动电枢，锯片没有振动表明电枢线圈没有短路；检视到电磁线圈的导线没有甩出也没有脱焊，在用万用表两表针分别依次与相邻换向器接触，其读数显示一致，电枢线圈没有断路，电枢正常。

3、检测定子绕组：

（1）磁场线圈搭铁的检验：用万用表的两表针分别接磁场接柱和外壳，测得阻值为无穷大，正常。

（2）用12V蓄电池检查定子绕组有没有短路、断路：蓄电池正极接起动机接线柱，负极接正电刷，将起子放在每个磁极上迅速检查磁极对起子的吸力，检测结果相同。

（3）将万用表置于导通档，测接线柱与正电刷的导通情况，万用表滴滴响，定子绕组未断路，未短路。

4、检测电刷总成：

目测电刷是否异常驻机构磨损现象，电刷与换向器的接触面正常，电刷未损坏。

总结：起动机正常

第六项内容——制定维修方案

一、根据诊断结果制定维修方案

通过对故障诊断确定故障的部位是：起动机的离合器踏板开关供电电路中的离合器踏板开关接触不良。故向客户提出维修建议：更换线路和开关。经客户同意确认后，将线路开关更换后，将点火钥匙打到“ST”档时，起动机正常工作，汽车正常启动。同时告知客户如何正常使用起动机，并建议客户对起动机做定期的保养。

二、起动机的正确使用

①起动机每次起动时间不超过5 s，再次起动时应停止2 min，使蓄电池得以恢复。如果有连续第三次起动，应在检查与排除故障的基础上停歇 15 min以后。

②在冬季或低温情况下起动时，应采取保温措施，例如先将发动机手摇预热后，再使用起动机起动。

③发动机起动后，必须立即切断起动机控制电路，使起动机停止工作。

三、起动机的保养

（1）起动机的检查

起动机外部应经常保持清洁，各连接导线，特别是与蓄电池相连接的导线，都应保证连接牢固可靠；汽车每行驶2500-35000m时，应检查与清洁换向器，擦去换向器表面的碳粉和服污；汽车每行驶5 000－6500 km时，应检查测试电刷的磨损程度以及电刷弹簧的压力，均应在规定范围之内；每年对起动机进行一次解体性保养。（2）电磁开关接通时刻的调整

①主开关接通时间的调整。当接触盘与电磁开关主触头接通而接通主电路时，驱动齿轮与限位螺母之间的距离应为（4.5±1）mm。如不符合要求，可先脱开连接片与调整螺钉之间的连接，然后旋入或旋出调整螺钉进行调整。

②附加电阻短路开关的调整。一般电磁开关内，短接点火线圈附加电阻是利用主接线柱触头前面的辅助接触片。在主电路接通的同时或略早一点，应短接附加电阻，如有不当，只需将辅助接触片作适当弯曲调整就可以了。

总结

汽车启动系统不仅是只有起动机运转无力这一故障现象，还有起动机空转、无法启动、异响等都是一些汽车启动系统的常见故障。我对其中的一些部分也不是特别了解和悟彻。经过这短时间翻阅书籍和查看文献和请教同学和老师，完成了这一次的设计方案。让我对汽车了解更多，还需要不断的去学习和实践来丰富自己。作为新生代大学青年竞争力越来越强，我们只有不断的去学习和付出更多的努力才会成功。

致谢

岁月流逝，大学三年短暂而又漫长的时光辗转就快结束，随之迎来认识有一个转折点的到来。在这三年的大学生活里，老师和同学陪同渡过，从中学到许多做人的道理和为人处世的方法。毕业设计也将完成也代表我的大学的生涯走入尾声，三年里面得到了许多同学和老师的帮助和认可，对我的铮铮教导和帮助。让在这短短的时光里不断的成长。尤其要感谢我的毕业设计指导老师，他对我进行无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行方案的修改和改进。在百忙当中抽出时间给我提供了许多方面的支持与帮助，在我设计方案的过程中给予了我许多相关素材。

非常感谢我的毕业设计指导老师邓家林老师，同时感谢小组成员：徐文斌、沈杨林对我的帮助。我感到非常荣幸，谢谢！

参考文献

[1]《丰田卡罗拉维修手册》

[2]杨洪庆，陈晓.《汽车电器设备原理与检修一体化教程》.北京机械工业出版社，2013.7

[3]刘新宇，赵玉田，卫广绪.《汽车电子与电气系统检修》.北京理工大学出版社，2013.10

[4]麻友良.《汽车电气系统故障论文检修实例精解》.北京机械工业出版社，2012.6

[5]韦焕典，卢勇威.《汽车电气与电子系统》. 北京理工大学出版社， 2011.12

[6]赵胜全.《汽车使用性能与检测》.天津科学技术出版社，2010

[7]赵索文，代洪.《汽车电气设备电路与维修》.北京化学工业出版社，2009

[8]张茂国.《汽车电气设备构造与维修》.北京人民交通出版社，2009

[9]戴良鸿，汪东明.《汽车维修工》.天津科学技术出版社，2009

[10]安宗权，曾宪均.《汽车电气系统检修》人民邮电出版社，2009