分析及维修奔驰ND4250B30J发动机误起动保护原理与故障

1 工作原理
北方奔驰ND4250B30J发动机起动系统采用了较为先进的误起动保护控制电路,其工作原理如图1所示。点火锁转动到START档时,起动闭锁继电器导通,起动机电磁开关吸合,起动机工作。当发动机起动后正常运转,且发电机工作正常,此时发电机D+极柱输出+28 V的端电压。此端电压有3个作用:①对励磁绕组实施自励磁;②作用于充电指示灯L一端,使充电指示灯L熄灭;③作用于起动闭锁继电器,使其磁力线圈开路,实施起动闭锁功能。
 分析及维修奔驰ND4250B30J发动机误起动保护原理与故障
在图1中,起动闭锁继电器的作用主要有2点:一是发动机运转时误起动保护功能;二是连续起动延时功能。起动闭锁继电器电路图如图2所示。
 分析及维修奔驰ND4250B30J发动机误起动保护原理与故障
  • 发动机运转时误起动保护功能
 
当点火锁接通起动档START时,蓄电池的端电压U0通过R3、R2、D2、R1构成分压闭合回路,U1大于T1的发射结导通电压Ube1,则T1导通,继电器线圈L导通,其触点K闭合,U0经K流向起动机电磁开关,起动机进入工作状态。一旦发动机顺利起动后,则发电机极柱D+端输出+28 V电压,该电压通过电阻R8、二极管D4、T2的发射结、搭铁,则T2发射结正向偏置,T2处于导通状态。此时即使因误操作———点火锁再次转动到START,因U0经R3、R2、T2搭铁,即U0通过导通状态的T2构成回路,致使a点的电位Ua下降到0.01 V,b点电位Ub<Ube1,则T1截止,继电器线圈L无电流通过,触点K无法闭合,起动机电磁开关不动作,从而实现了起动机的误起动保护功能。
 
2)连续起动延时保护功能
当第1次起动未成功时(这种情况一般发生在燃油管路不畅或气温过低等),因在此起动过程中,U0经闭合的K、D3、R9、C3搭铁,即电容器C3处于储存电荷状态,其两端电压快速达到24 V。当点火锁关闭起动档时,因电容C3正电荷端经由R10、D3、R4、R5搭铁构成一回路,同时通过R10、T3基极搭铁构成另一回路。在第1回路中,因分压作用,C点电位Uc>Ube2,T2导通,此时若再次将点火锁快速转到起动档,则U0经R3、R2、T2搭铁,继电器线圈电路处于开路状态,起动机不会转动。当C3的电量经过以上2个回路放电,大约5 s后,放电完毕,则Uc为0,T2再次处于截止状态,此时再次起动,电路中的继电器才会吸合,起动机进入工作状态,从而实现了连续起动间的延时保护功能。
 
2 故障分析
2.1 故障1
故障现象一辆2007年出厂的北方奔驰ND4250B30J牵引车,行驶了近40万公里,当点火锁处于START档时,起动机只是发出“嗝噔、嗝噔”的响声,但并没有转动起来。短接起动机电磁开关,起动机运转正常。
 
故障分析经检查,起动闭锁继电器二极管D5击穿,当转动点火锁于START档时,继电器线圈L产生磁力,开关K闭合,U0经开关K、D3、D5(反向击穿)、R8、D4、T2发射结搭铁,T2导通,则继电器线圈L电路瞬时断开,开关K随即断开,起动机电磁开关只吸合很短时间便断开。一旦K断开后,T2再次处于断开,此时因点火锁仍处于START档,则线圈L电路再次导通,K再次闭合,如此反复,便出现了“嗝噔、嗝噔”的响声。
 
故障排除更换相应规格的二极管,即IN4007/WV,故障排除。
2.2 故障2
故障现象一辆2007年出厂的北方奔驰ND4250B30J牵引车,行驶了38万公里,当点火锁
处于START档时,起动机没有任何反应,短接起动机电磁开关,起动机运转正常。
 
故障分析经检查,发现发电机中一个正二极管被击穿。见图1,当接通点火锁,则蓄电池端电压通过点火锁、被击穿的二极管、励磁二极管作用在D+端,即D+端的电压UD+近似等于24 V。在图2中,UD+通过R8、D4、T2发射结搭铁,此时T2处于导通状态,T1截止,闭锁继电器线圈L开路,所以出现以上的故障现象。
 
故障排除更换被击穿的二极管ZQ35,故障排除。