发动机起动机打齿原因分析与解决方案介绍》
柴油机起动机齿轮匹配分析研究
柴油机起动机齿轮匹配分析研究发布时间：2023-04-25T07:48:58.228Z 来源：《中国科技信息》2023年1期34卷作者：韩晓明[导读] 可靠性是发动机开发过程中需要关注的重点之一，齿轮系统可靠性在发动机可靠性中起重要作用。
韩晓明长城汽车股份有限公司动力研究院河北保定 071000摘要：可靠性是发动机开发过程中需要关注的重点之一，齿轮系统可靠性在发动机可靠性中起重要作用。
齿轮结构复杂，而且运行工况多变，影响齿轮系统可靠性的因素较多。
本文主要对柴油机起动机齿轮匹配分析进行研究。
关键词：柴油机；起动机；齿轮匹配引言柴油机是社会发展过程中在动力方面重要的发明之一。
从柴油机问世以来，经过多年的蓬勃发展，柴油机在节能减排技术方面不断取得突破，是商用汽车、工程机械、农业装备、船舶、军用车辆等领域的主要动力源，占据着市场的主流地位。
近年来，新能源技术的高速发展给柴油机行业带来了巨大的压力，但新能源受自身技术发展限制，在未来很长一段时间仍无法实现对柴油机的全面替代。
1 使用渐开线齿轮齿轮传动机构是汽车上广泛使用的传动机构,具有传动比稳定、传动效率高、传递功率大、工作可靠性高、结构紧凑、使用寿命长等特点,在近代机械传动中广泛应用。
起动机与发动机之间使用齿轮传动机构,可以很好的满足力矩传递要求。
渐开线齿轮,在齿轮传动中,具有良好的传动性能,且便于制造、安装、互换。
柴油机起动机齿轮齿数的选用主要是考虑柴油机压燃起动时需要的最低转速,即速比的选用,一般选用10齿至13齿。
9齿极易出现断齿、打齿问题,9齿以下、13齿以上速比太低或太高一般都不选用。
在确定了传动比的情况下,合理地选择齿轮的模数和压力角,对于起动机驱动齿轮和齿圈的寿命也有重大的影响,轮齿和齿圈属于直齿齿轮啮合,要求两齿轮的模数相等,齿轮强度是由模数决定的,模数越大,齿轮强度越大。
模数一般选用3或3.5,主要是考虑合理的速比下,齿轮、齿圈的直径对柴油机布局的影响。
汽车起动机的工作原理、常见故障及检修方法
汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法汽车起动机的工作原理以及常见故障检修方法汽车的启动系统包括：启动机、启动开关、启动继电器及空挡启动开关。
启动发动机所需要的曲轴转矩和最低启动转速取决于发动机的型式、发动机的排量、汽缸数、压缩比、轴承的摩擦力，以及由发动机曲轴带轮所驱动的附加负荷、燃油的供给方式及机油温度等。
通常．随着机油温度的下降．启动机要求的启动转矩和启动转速会升高；所以在设计启动机时上述因素都应予以考虑。
一、概述1．启动机功用汽车发动机是靠外力启动的，必须依靠外力使曲轴旋转，并要求曲轴的旋转达到一定的转速，才能启动内燃机。
汽车发动机常用的启动方式有人力启动和电力启动机启动两种。
人力启动(手摇)最简单，但劳动强度大，且不安全，目前只作为后备启动方式。
电力启动机启动具有操作方便、启动迅速可靠、有重复启动能力等特点，因而被广泛采用。
用于启动内燃机的电动机及附属装置，叫作启动装置o- 2．对启动电动机的基本要求(1)必须有足够的转矩和转速转矩和转速是对电动机最主要的要求，因为：1)要带动发动机旋转，必须克服发动机的阻力矩。
发动机的阻力矩与发动机的工作容积、汽缸数、压缩比等有关。
对于构造一定的发动机来说，当温度降低时，润滑油的黏度增大，阻力矩显著增加；在启动加速过程中，还要克服各运动机件的惯性力，故启动电动机必须具备足够的转矩。
’2)要保证启动发动机除具备足够转矩外，还必须使发动机的转速升至一定程度。
因为转速过低时，对于化油器式发动机来说．化油器中的气流速度过低，低压程度过．小，汽油不易喷出，也不易雾化，造成混合气过稀，发动机便不能发动。
当温度较低(在冬天)时，雾化条件变坏，混合气变得更稀，启动更加因难。
一般要求化油器发动机的启动转速应在40,．-50转／分以上。
(2)转矩应能随转速的升高而降低因为在启动之初，曲轴由静止开始转动时，机’件作加速度运动须克服很大的静止惯性力，同时各摩擦部分处于半干摩擦状态，摩擦阻力较大，这时需要较大的启动转矩，才能带动发动机转动，并使转速很快升高，但随着曲轴转速升高，加速阻力减小，油膜也逐渐形成，所需的转矩相应减小，而当曲轴转速升至启动转速，发动机一旦发动后．自己就能够独立工作，就不需要电动机带着转动了。
起动机的常见故障分析
（四）起动机的常见故障分析
3、起动机空转
▲ 故障现象： 接通点火开关后，起动机只是高速空转，而不能带动发动机运转。 ▲ 故障原因： a.单向离合器打滑或损坏。 b.拨叉变形或拨叉联动机构松脱。 c.起动机驱动齿轮不能在轴上自由滑动。 ▲ 故障诊断： 起动机空转时转速很高，可听到“嗡嗡”的高速旋转声，一般为单向离合器打滑或损坏。 可先用手正反向转动驱动齿轮，若均能转动，则证明是离合器失效。为了进一步确认，可检 查单向离合器的锁止力矩。滚柱式单向离合器打滑，多因楔形槽和滚柱磨损过多而引起；若 起动时伴有撞击声，应检查拨叉的联动机构是否松脱；驱动轴严重污染也会引起开关接通但 齿轮不能推出而出现空转的故障，这种情况在超载现象比较普遍的今天比较多见。
更换定、转子 户
(3) 换向器飞散，未按说明书规 驱动轴发蓝
人们常说的起动机标称功率是 指在一定的温度和一定电瓶条件下 起动机的额定输出功率，离开这一条 件是无法比较的。如我公司配玉柴的 QD29 系列标称 6KW，是指常温下用 2 个 195Ah 电瓶(100％充电状态)串联供电时所测的输出值，如电瓶容量小于 195Ah， 就测不出 6KW。
（四）起动机的常见故障分析
磁开关不工作，应对起动机解体修理。
（四）起动机的常见故障分析
2、起动机运转无力
▲ 故障现象：
将点火钥匙旋至点火开关起动位置时，起动机能起动，但转动缓慢无力， 带不动发动机。
▲ 故障原因：
a.蓄电池存电不足或起动电路导线接头松动而接触不良。 b.电刷与换向器接触不良，电动机绕组局部短路。 c.电动机轴转动不灵活或发动机装配过紧而使转动阻力过大。
起动机运转不正常及发动机不启动故障分析
起动机运转不正常及发动机不启动故障分析在汽车维护和修理的过程中，经常会遇到起动机运转不正常以及发动机无法启动的问题。
这些问题一般都是由于起动系统出现故障导致的。
本文将分析起动机运转不正常及发动机不启动的原因，并提供相应的解决方案。
首先，起动机运转不正常的原因可能有以下几点：1.电池电量不足：低电量的电池无法提供足够的电流给起动机，导致起动机无法正常运转。
此时可以通过检查电池电量，并及时充电或更换电池来解决问题。
2.起动机线路故障：起动机线路故障会导致电流传输不畅，无法启动发动机。
可以通过检查起动机线路是否损坏、连接是否松动以及继电器是否正常来解决问题。
3.起动机碳刷磨损：起动机碳刷磨损会导致电流传输不畅，无法正常启动发动机。
可以通过检查起动机碳刷是否磨损，如有必要及时更换。
4.起动机继电器故障：起动机继电器是起动系统的关键部件，故障将导致起动机运转不正常。
可以通过检查继电器是否正常工作来解决问题，如果需要可以更换继电器。
其次，发动机无法启动的原因可能有以下几点：1.燃油供应问题：燃油供应不足或燃油系统故障会导致发动机无法正常启动。
可以通过检查燃油箱是否有足够的燃油，燃油泵是否正常运转以及燃油滤清器是否堵塞来解决问题。
2.点火系统故障：点火系统故障会导致发动机无法点火，从而无法启动。
可以通过检查点火线圈、火花塞、点火线圈接线和点火模块是否正常来解决问题。
3.发动机传感器故障：发动机传感器是控制发动机工作的重要组成部分，故障将导致发动机无法正常启动。
可以通过检查曲轴传感器、氧传感器和节气门传感器是否正常来解决问题。
4.发动机机械故障：发动机的机械故障可能是导致发动机无法启动的原因之一、故障包括但不限于活塞环损坏、气缸压缩不足等。
这时需要进一步检查发动机的机械部件，并及时修理或更换。
综上所述，起动机运转不正常及发动机无法启动的原因有很多，需要仔细检查各个方面的问题。
对于一般的问题，可以通过仔细检查和更换部件来解决。
起动电机顶齿故障的分析与解决方法
图２ 电气 原理 图
第一步 ： 电机通 电时， 控制继电器（ 中序号７ 图１ ） 和牵引电磁铁吸合 ， 由于限位装置 （ 中序号 １限 图１ Ｏ 位扳 、 中序号 １顶 板 ） 图１ １ 的作 用 ， 控制 继 电器 的部分 触点接通 ， 主触点不能接通 ， 见电气原理图。此时起 动电机只有辅助绕组工作 ， 电流很小 ， 转子低速旋转 并产生较小的扭矩 ， 小齿轮旋转向外伸出， 克服啮合 过程中齿和槽不能完全对正的阻力后完成小齿轮与
构图 （ 图 １ 电气原理 图 （ 见 ） 和 ＿ 见图２。起 动 电机 工作 时 ）
是通过起动开关给电机控制极接通电源 ，电机后端 的牵引电磁铁（ 中序号 １ ） 图１ ２ 上电后吸动衔铁轴推 动挺杆将小齿轮直接顶出与飞轮齿圈啮合 。小齿轮
的工作行 程为２ ． ｒ １ ｍ。 １ ｍ￣ ． ｍ ８ａ ２ 起动 电机 的起动 过程分 为两步 ：
图 １电 机结 构 图 来自ｃ小 齿轮 损坏造 成顶齿 。 ． ｄ 其他 原 因顶 齿 。 ． 下 面就 Ｅ Ｒ ４ ９ｋ ８ ２ ｘ Ｗ起 动 电机顶 齿 的现象 和 原 因进 行一下 分析 。
３ 起 动 电机 工 作 原 理
Ｅ Ｒ ４ ９ｋ ８ ２ ｘ Ｗ起动 电机是 直推 式 电机 ， 电机 结 见
Ｔｒ ｕ ｌ— ｈ ０ ｉ ｇ ｏ ｉａ ｏ ｈ ｉ ｔ ｒ ｉ ｇ Ｄｙ ａ ｏ ０ ｂ ｅ ｓ ０ ｔ ｆＡｐ ｃ ｌ ｎ Ｔｏ ｔ ｎ Ｓ ａ ｔ ｎ ｍ ｎ
Ｕ ｉ － ｕ ｎ ＭＩ ｈ － ｕ ｎ Ｊｎ ｙ ａ ． ＡＯ Ｓ ｕ ｙ ａ
１ 概述
起 动 电机 的作用 是 为柴 油 机 的起 动 提 供动 力 ，
飞轮 齿圈 的啮合 。
作者简 介 ： 李金元 （９ １ ）男 ， １５ 一 ， 高级工程师 ， 主要从 事柴
起动机起动时打齿的故障原因及电磁开关的简测项目及方法
本报讯最近，一汽大连柴油机厂电器实验室技术主查赵贞任，经潜心研究，攻克了困扰我国载重车启动时的打齿技术难题。经中国汽车技术中心长春电机研究所专家鉴定，该项成果在我国汽车起动机齿合动态检测技术方面为首创，可申请专利。
国产汽车起动机因设计上的原因，在汽车起动时不同程度地存在着打齿现象。2001年8月，大柴专门成立了课题研究项目小组，赵贞任人该项目的技术主查。赵贞任根据自己的理论基础和多年的工作经验，首先排除了发动机起动齿轮的质量问题，目标直指起动机啮合的科学性和合理性。
以前故障率最高的是装用492发动机的各种轻型车，现在，由于492发动机逐渐减少，故障率最高的变为是各种微型车与装用柴油机的轻型车。几乎不发生这种故障的是各种轿车。
我查阅了大量资料，并在故障车上反复试验，发现“打齿”故障在技术理论上的疑点。
首先、国内的各种汽车书籍上都没有正确阐述目前大量采用的强制啮合式启动机的工作过程，由于对该种启动机的工作过程理解错误或不全面，导至理论指导上发生偏差，因此按照书本上的方法去处理，永远走不出恶性循环的怪圈。
起动机和齿圈总打齿是什么原因造成的？？
你车是不是被严重撞过？是不是大梁不正导致发动机变速箱错位，你检查一下你的变速箱支座，看看是不是支座损坏导致变速箱错位，还有就是发动机和变速箱螺丝是否上紧导致发动机和变速箱接触有缝隙，我曾经遇见一个客户，他的车变速箱跟发动机连接的螺丝有一个是配的，上不紧就跟你这个情况一样，也有可能是你的启动机问题，换原厂的吧。
其次、部颁标准JB1506-1975《汽车、拖拉机用启动机齿轮要素》中规定：启动机齿轮与飞轮齿环之间的距离δ=3～5mm。实际上这一参数不适用于一级啮合的强制啮合式启动机，而只适用于二级啮合的齿轮移动式等可慢转的启动机。
起动机常见故障原因与检修
起动机常见故障原因与检修一、起动机组成及各部分作用起动机由直流电动机、传动机构和控制装置三大部分组成。
直流电动机的作用是将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生电磁转矩；传动机构的作用是利用驱动齿轮啮入发动机飞轮齿圈，将直流电动机的电磁转矩传给曲轴，发动机启动后迅速切断曲轴与电动机之间的动力传递，防止曲轴反拖电动机；控制装置的作用是接通或切断起动机与蓄电池之间的主电路，并使驱动齿轮进入或退出与飞轮齿圈的啮合。
二、起动机常见故障原因1.起动机电磁开关工作不良电磁开关的故障多为接触盘和固定触点烧蚀，如果轻微烧蚀，可用00号砂纸打磨；若烧蚀严重，应将接触盘转个角度，更换接触面。
固定触点严重烧蚀，可用锉刀修整，但两个固定触点的打磨厚度应相同，安装时应做到高低一致。
当固定触点的厚度<1.5 mm时，可垫1～1.5 mm的金属垫圈。
固定触点的标准厚度为3.5 mm。
当电磁开关的保持线圈发生断路或搭铁，若接通起动开关, 发动机是无法启动的，同时会出现驱动小齿轮周期性地撞击飞轮齿环的现象。
电磁开关中有两个线圈，即吸拉线圈和保持线圈。
吸拉线圈和电动机的励磁绕组、电枢绕组串联，而保持线圈则是一个独立的支路。
当保持线圈发生故障后，启动时就只有吸拉线圈在起作用，通电产生磁吸力，拉动铁心，使单向啮合器与飞轮齿环啮合。
一旦电磁开关的接触盘前移，接通起动机主电路也同时将吸拉线圈短路，使电流和磁吸力消失。
于是在弹簧作用下，铁心带动单向啮合器又回到原始位置。
接着又使吸拉线圈通电产生吸力，驱使小齿轮被推出，主电路接通。
如此反复,就出现上述小齿轮不断敲击飞轮齿环的现象。
2.起动机时转时不转，转动时无力这一故障多数是由于起动机电刷磨损严重或电刷弹簧力下降造成的,也有可能是起动电机轴承严重偏磨或脱落造成的，可换件修复。
3. 起动机出现强烈的火花而且不转如果起动机的电磁开关正常，但吸合后起动机出现强烈的火花而且不转，则可能是电枢绕组和磁场绕组搭铁。
发动机起动电机驱动齿轮断裂原因分析
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—作者简介:王春雁（1973-），女，河北石家庄人，
本科，高级工程师，研究方向为理化分析。
2，齿轮端面有不同程度的磨痕。
2.1.2断口SEM 检测分析
断口在扫描电镜下检测，齿根裂纹源处呈沿晶+韧窝特征，见图3，最后断裂区呈等轴韧窝+剪切韧窝特征，
见图4，未见疲劳纹，
无疲劳特征。
2.2化学成分分析
对齿轮材料进行化学成分的检测分析，结果见表1，
2.3.2非金属夹杂物检测分析
非金属夹杂物如果超标会破坏基体的连续性，
易产生应力集中点，
产生裂纹源。
带状组织的存在使材料的组织不均匀，降低材料的塑性、冲击韧性。
因此对非金属夹杂物及带状组织项目进行检测。
对失效断裂齿轮的轴部基体纵向取样制样，
制样后对非金属夹杂物及带状组织进行检测分析。
参照GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显
图1图2
图5裂纹整体形貌25X 图6裂纹处组织400X
图35000X 图45000X
断裂原因分析与探讨
断口形貌分析可知齿轮断口裂纹源处起源点为沿
未见疲劳纹，无疲劳特征，表明齿轮断裂为过载
故障齿轮化学成分分析、
金相检测分析、检测三项理化检测结果均未发现异常，可以排除齿轮原材热处理质量不合格造成的齿轮断裂。
经查生产厂家对该批驱动齿轮进行尺寸检测，
符合图纸要求，
因此可以排除驱动齿轮的尺寸不合格造成图7齿轮受力图
危险截面
F
F
B
h
周向。
发动机起动时发动机舱异响的故障诊断排除
发动机起动时发动机舱异响的故障诊断排除
发动机起动时出现异响可能是由多种原因引起的。
下面是一些可能的故障和排除方法。
1. 活塞故障：如果发动机起动时出现敲打声或金属撞击声，可能是活塞与缸体或缸套产生摩擦或碰撞。
排除方法是检查活塞和活塞环是否磨损或损坏，如果有必要，更换新的活塞和活塞环。
2. 飞轮故障：如果发动机起动时出现嗡嗡声或类似皮带松弛的声音，可能是飞轮松动或损坏。
排除方法是检查飞轮是否松动，如果是，紧固飞轮螺栓；如果飞轮损坏，更换新的飞轮。
6. 高压油泵故障：如果发动机起动时出现咕咚声或类似喷煤炉的声音，可能是高压油泵工作不正常。
排除方法是检查高压油泵是否正常工作，如有必要，更换新的高压油泵。
发动机起动时出现异响可能是由多种原因引起的，需要根据具体情况进行细致的故障诊断和排除。
在进行任何维修工作时，请务必按照相关的安全规范和操作指南进行操作。
工程机械发动机起动齿非正常失效探析
工程机械发动机起动齿非正常失效探析这道题目最需要考虑的是先列出提纲，然后针对每个提纲进行2000字分析。
最后列举5个相关案例，写出3000字的分析报告。
所以，我们首先来讨论提纲。
提纲一：发动机起动齿的定义及其作用分析。
在分析工程机械发动机起动齿的非正常失效前，我们需要先了解发动机起动齿的定义及其作用。
这一部分我们需要从发动机启动原理及组成入手，了解发动机齿轮的作用及主要组成部分，并分析发动机齿轮的工作原理。
提纲二：发动机起动齿非正常失效的原因分析。
发动机起动齿的非正常失效是工程机械开发和维修中常见的问题。
这一部分我们需要从发动机起动齿自身的质量、设计、制造、安装、使用、养护及维修等方面来进行分析，找出导致发动机起动齿非正常失效的原因。
提纲三：发动机起动齿的测试方法和检测技术分析。
工程机械发动机起动齿的测试方法和检测技术是工程机械制造和维修的重要环节。
这一部分我们需要从发动机起动齿的测试方法和检测技术的种类、优缺点及操作步骤进行分析，了解发动机起动齿的测试方法和检测技术的应用，提高发动机状态的准确检测和预警能力。
提纲四：发动机起动齿非正常失效的危害及其预防措施。
发动机起动齿的非正常失效不仅会影响发动机的正常启动，还会对整个工程机械的安全和稳定性造成严重影响。
这一部分我们需要从发动机起动齿非正常失效对工程机械安全稳定性的危害进行分析，并提出预防发动机起动齿非正常失效的预防措施。
提纲五：工程机械发动机起动齿非正常失效案例分析。
为能够更好地掌握工程机械发动机起动齿非正常失效问题，这一部分我们需要从实际案例进行分析，归纳总结出发动机起动齿失效的表现、原因、危害及预防措施，以期为后续的研究和措施提出建议。
以上便是我列出的提纲，下面针对每个提纲进行详细分析。
提纲一：发动机起动齿的定义及其作用分析。
发动机启动原理及组成发动机启动是指在燃油与空气混合后，引起气缸内燃烧，发动机开始工作的过程。
发动机启动的原理是通过受力构件的转动来产生动力，从而达到启动发动机的目的。
汽车起动系四例特殊故障的排除
汽车起动系四例特殊故障的排除【摘要】起动机不转，并不是启动系统的原因，而是发电机的故障；起动机打齿是常见故障，但是由花键套筒移动时有阻力和继电器的原因是很少见的；起动机励磁绕组电源端的焊接处出现裂纹，造成接触不良是少见而不易发现的。
【关键词】起动继电器磁力开关螺旋花键打齿我校有四台中卡汽车，供学生驾驶实习用，由于驾驶训练的要求和初学者操作不熟练，常使发动机熄火，致使发动机启动系统工作频繁，造成发动机起动系统故障率升高，出现过磁力开关的电磁线圈断路，单向离合器打滑，起动继电器触点烧蚀，起动时打齿，起动机不转等诸多故障。
多数故障的原因是常见的，但下列四个启动系统的故障原因是很少见。
为了分析故障原因方便，先简述一下复合继电器控制的启动电路的工作过程：（见图1）点火开关旋至启动位置，电流流经：蓄电池正极、电流表、点火开关、磁化线圈“L1”、常闭触点“K2”、搭铁、蓄电池负极。
线圈“L1”产生磁力，常开触点“k1”闭合。
蓄电池给磁力开关供电和直流电动机供电，实施启动。
发动机启动后，发电机发电、通过发电机的中性点向充电指示控制继电器的磁化线圈“L2”供电，“L2”产生磁力，吸开常闭触点“K2”，使线圈“L1”断电，常开触点“K1”断开，起动机电磁开关释放，使起动机自动停止工作，这样点火开关即使处于启动档，起动机也不工作，起保护作用。
四例故障特殊原因分析及排除：1 起动机不转故障现象：点火开关置于启动档起动机不转。
故障检查：（见图1），启动系统不工作，首先判断是起动机还是控制电路故障。
用一根导线连接蓄电池正极（起动机的“30”接线柱）与起动机的电磁开关“50”接线柱，起动机工作正常，说明起动机无故障，故障应发生在控制电路。
测量复合继电器“SW”接线柱对搭铁电压为12.5伏，说明点火开关工作正常；检查复合继电器，拆掉继电器盖发现常开触点“K1”不闭合，用手按下常开触点“K1”启动正常。
然后测量起动继电器线圈“L1”是否断路，发现“SW”柱与“L”接线柱间无断路，但“SW”接线柱与搭铁间断路，仔细检查发现继电器常闭触点“K2”断开，使得线圈“L1”无电，不产生磁力，常开触点不吸合，启动系统不能工作。
起动机的故障分析及检修方法
故障现象：起动时起动开关接通，发动机起动不成功，松开点火开关后起动机电磁开关不
回位，起动机小齿轮也不回位。
故障原因：
·３０５·
（１）传动机构卡死蓄电池严重亏电。 检查排除： （１）切断电源总开关，起动开关会自动回位； （２）对起动机传动机构进行润滑。 ２检修（略去文字说明．可参考有关修理书） ２．１检修方法 ２．１ １炭刷的检查 ２ １．２炭刷弹簧的检修 ２ １．３激磁绕组的检修 ２ １．４电枢的检修 ２．１ ５换向器的检修 ２．１．６电枢轴的检修 ２．１．７啮合器的检查 ２．１．８电磁式起动开关的检修 ２ １．９轴与轴承配合的检修 ２．２检修后的试验 ２．２．１空转试验 ２．２．２全制动试验 ３调整（略，同上） 起动机的调整是指起动机工作时，驱动齿轮的啮合与起动机开关接通时刻配合的调整。 除检修后应进行调整外，正常使用中若发生啮合不良、有冲撞现象、起动困难等，均要做必要的 调整。 ３ １驱动齿轮与止推垫圈间隙的调整 ３ １．１直接啮合式起动机 ３．１．２电磁啮合式起动机 ３．２起动开关接通时刻的调整 ３．２．１机械起动开关的调整 ３．２．２电磁式起动开关的调整 ３．３起动继电器的调整 ３．４驱动齿轮端面与后端盖凸缘面之间距离的调整 ４事例分析 ４．１故障现象：５２２９０汽车起动机起动时发出连续而有节奏的“嗒嗒”声，起动机不能带 动发动机运转。 ４．２原因分析：（１）电磁开关保持线圈因短路断路或接触不良，而不能正常工作。当起动 机接通后，呼拉线圈被短路，活动铁芯在弹簧作用下回到使起动机开关断开的位置，此时呼拉 线圈短路现象消除，呼拉线圈又能使活动铁芯将起动开关接通，呼拉线圈再次出现短路。如此 反复，造成电磁开关上的接触盘与起动机开关触头发出有节奏的“嗒嗒”撞击声。（２）导线连接 部位松动、生锈或烧蚀，造成起动电路接触不良，起动机起动电流过小，扭矩减小，不足已带动 发动机运转。（３）蓄电池存电不足。 ４ ３检修：（１）用起子杆将起动机开关的两接线柱连接。若起动机并不转动，说明故障在
汽车起动机常见故障类型及检查方法
起动机故障及检查一、起动机不转1、原因：①蓄电池本身有问题(电压过低)。
②蓄电池接线与起动机的接线不良。
③起动机内部有问题。
2、检查方法：①用万用表20V电压档测量蓄电池电压。
②用万用表200Ω电阻档测量，蓄电池接线与起动机的接线。
③用万用表200Ω电阻档测量，起动机内部二、起动机空转1、原因：①齿轮打滑②飞轮齿轮损坏③滚动轴承损坏2、检查方法：①检查起动机齿轮接触面有无脱齿、缺齿②检查飞轮齿轮接触面有无脱齿、缺齿③检查滚动轴承有无卡滞、松脱三、起动机不停转1、原因：①电磁开关线圈短路②电磁开关弹簧不能回位③电磁开关触点烧蚀2、检查方法：①检查电磁开关线圈通断：用万用表200Ω电阻档测量②手动检查电磁开关弹簧能否回位③观察电磁开关触点是否烧蚀（有无黑色烧焦痕迹）四、点火时起动机无力1、原因：①蓄电池电压低②起动机电刷磨损严重2、检查方法：①用万用表20V电压档测量蓄电池电压②检查起动机电刷（高度、跟换向器的接触面）五、点火时无反应1、原因：①保险丝熔断②电磁开关损坏③继电器损坏④起动机电机损坏2、检查方法：①检查是否保险丝熔断②检查电磁开关线路：用万用表200Ω电阻档测量③检查继电器：用万用表200Ω电阻档测量④检查起动机电机线路：用万用表200Ω电阻档测量六、点火时有打齿声1、原因：①起动机齿轮磨损严重②飞轮齿圈磨损严重2、检查方法：①检查起动机齿轮、齿圈磨损②检查飞轮齿圈磨损七、点火时有异响1、原因：①蓄电池亏电②蓄电池损坏2、检查方法：①用万用表20V电压档测量蓄电池电压。
起动机常见故障现象及诊断
起动机的常见故障现象原因及其诊断起动机是短时间断续工作的电器设备，且工作电流很大。
每次连续工作不能超过5秒，重复起动时应停歇2分钟。
冬季和低温地区冷车启动时，应先使发动机预热后再使用起动机。
起动机在连续几次起动不着时，不可继续启动，这时应对起动机、蓄电池以及连接线分别进行检查，找出其故障并予以排除，然后方可继续使用起动机。
起动机的常见故障大致有如下几种:一、起动机不运转1故障现象将点火钥匙旋至点火开关启动位置时，起动机不运转。
2故障原因(1).蓄电池亏电，或连接导线断路、接头松脱。
(2).起动继电器触点严重烧蚀或其线圈断路。
(3).起动机电磁开关的触点严重烧蚀或其吸拉线圈断路。
(4).起动机直流电动机内部绕组断路或短路。
(5).起动机电枢轴弯曲，轴与轴承间隙过紧。
(6).换向器严重烧蚀，电刷磨损过多，电刷在刷架内卡住或压刷弹簧过软。
3故障诊断按下起动机开关起动机不转时，开大灯或按喇叭，检查电路是否有电。
若大灯不亮，喇叭不响，则应检查蓄电池及导线是否无电或断路。
若大灯亮、喇叭响，说明蓄电池有电，这时可用螺丝刀将起动机开关两接柱搭接，若起动机空转，则系起动机开关有问题；如果起动机不转，并伴有强烈火花，则系起动机内部有短路或搭铁处。
如果既不转动，也无火花，则说明起动机内部有断路处。
对于电磁操纵式起动机，若点火开关旋至起动位置，起动机不转并且听不到活动铁芯移动的声音，此时应首先检查起动继电器，看继电器几个接柱上的导线是否完好和牢固，然后用“试灯”或“划火”方法检查继电器与蓄电池接线柱是否有电。
若无电，则系接至该接线柱上的常通导线断路。
如果有电，用螺丝刀把蓄电池接线柱与起动机接线柱短接，如果起动机或电磁开关立即工作，则系继电器的电路有故障，但不能接通起动机电磁开关线圈的电路。
因此，应进一步检查:把点火开关旋至起动位置，检查继电器的点火接线柱是否有电，如果无电，则说明该接线柱至点火开关的导线断路、接触不良，或点火开关的起动档不通；若有电，用螺丝刀将继电器的电枢接线柱与机壳连接搭铁，如果继电器仍无反应，系内部线圈断路、短路、接触不良；若继电器“嗒”地一声微响，触点闭合，起动机接线柱通电，系继电器线圈搭铁不良，回路不通(如继电器的电枢接线柱至直流发电机电枢的导线断路、接触不良、整流子太脏等)。
起动机铣齿故障的原因及解决方法
起动机铣齿故障的原因及解决方法汽车发动机起动时，起动机的驱动齿轮不能与飞轮齿环啮合，起动机电枢高速旋转，驱动齿轮与飞轮齿环磨擦发出强烈打齿声，发动机不能起动。
此时驱动齿轮相当于“铣刀”对飞轮齿环进行“铣削”，因此把这种故障称为“铣齿”。
其严重后果是飞轮齿环被铣削干净，有时驱动齿轮也同时报废。
引发铣齿故障的原因是什么？为什么进口汽车又很少发生？为此，笔者曾查阅了大量的维修资料，但未能找到答案，还走访了不少经验丰富的修理人员，还是没有得到令人满意的答案。
只好凭自己多年的工作经验，通过分析、试验，并与进口汽车进行比较，终于搞清楚了铣齿的原因，找到了解决问题的方法，同时还发现许多修理书籍上的有关理论是错误的，以致不少修理人员以此“理论”来指导实践而吃足了苦头。
还有不少制造厂家，也始终没有解决这个问题。
目前，国产汽车上装用的起动机除了电枢移动式与齿轮移动式这两种机型外，其余都属于电磁操纵强制啮合式起动机。
对于这种起动机的工作过程，不少汽车电器书籍上只介绍了顺利啮合过程，而未提及强制啮合过程，有的虽然提到了，但未作详细介绍。
因此在人们的意识中，起动机工作时，都是驱动齿轮先与飞轮齿环啮合，然后电磁开关触点才接通，起动机旋转把动力传递给发动机。
有的修理资料上甚至强调：当驱动齿轮与飞轮齿环啮合齿长达2/3以上时，电磁开关触点才接通。
而对铣齿故障原因的解释都是千篇一律的：①起动机驱动齿轮或飞齿环磨损过甚或损坏。
②电磁开关触点闭合过早，起动机驱动齿轮与飞轮齿环尚未啮合时，起动机就已旋转。
无论你翻开那一本修理书籍都是这样的介绍：如何调整驱动齿轮与电磁开关铁芯行程，以保证（其实是不可能保证的）“先啮合、后接通”。
这些理论导致的后果是使许多修理人员进入了经常调整行程与更换飞轮齿环的怪圈。
虽然有些起动机经调整行程后，确实消除了铣齿故障，对已损坏的飞轮齿环，更换新件后也恢复了正常，但使用都不会太久，就会旧病复发，而且有些起动机无论怎样调整行程，也消除不了故障。
TMY6QDFY型预啮合式气动马达频繁打齿故障原因分析及解决措施
关键词院打齿；失效分析；故障处理
Key words: tooth punching；failure analysis；fault handling
中图分类号院TK429
文献标识码院A
文章编号院1674-957X（2021）14-0131-02
0 引言
2.2 TMY6QDFY 型预啮合式气动马达的工作原理
1740 27.4 74
1945 34.4 93.3
2180 43.8 113.8
2460 54.3 146.3
保证了马达的卓越性能和长久寿命。盂该马达具有防火、 表 2 TMY6QDFY 型预啮合式气动马达输出齿轮主要参数
防爆、体积小、功率大、无极调速及过载保护等特点，尤其 马达型号
齿数
模数
压力角
部分存在不同程度的齿损现象。厂方技术人员分析故障后， （电机管路控制系统由二位三通电磁阀控制）。
得出结论是由于操作不当，进行二次启动，导致打齿。但更换
2.3 技术特征
新的启动马达后，重新开机试验，依旧存在打齿现象。
淤主要技术参数：最大工作气压不大于 0.8MPa 下使用，
2 TMY6QDFY 型预啮合式气动马达简介
部件中包含实际齿形的两个理想齿形（渐开线）之间的法 向距离。在实际加工过程中，不可能获得完全正确的渐开 线齿形，总是存在各种误差，影响传动的平顺性，产生操作 冲击。齿向误差是指在分度圆柱面上齿宽有效部分内包含 实际齿线的最小距离的两条设计齿线之间的端面距离。从 理论上讲，直齿圆柱齿轮的瞬时接触线是一条平行于轴线 的直线。事实上，由于齿轮加工误差的存在，接触线不能分 布在全齿宽上，导致偏心负载。在严重的情况下，由于对齿 轮齿部分的过度负荷而发生齿断裂。
指定的要求，齿轮的承载能力将大大降低，导致疲劳损伤 与断裂的齿轮齿轴承大负载的情况下很长一段时间。为 此，对两个故障齿轮的材料和力学性能进行了测试。从试 验结果来看，两个齿轮的化学成分符合 GB/T3077-2015 《合金结构钢》的标准要求。被测零件的核心硬度为 286303 HV，换算抗拉强度为 913-974MPa，略低于拉制要求 的 1000-1200MPa，但满足 42CrMo 的最佳热处理范围。
某船用高速柴油机气马达打齿故障分析及解决方案
某船用高速柴油发电机组在船上进行了6次起动性能试验(3次机旁起动停机、3次遥控起动停机)，均正常。
随后，在并车时，操作人员起动一台柴油机组，按下起动按钮后飞轮端发出异响。
目测检查发现：柴油机气马达齿轮轮齿全部损伤。
飞轮齿圈轮齿出现不同程度磨损和损伤。
截至故障发生时该机组累计运行130h。
一、故障现场情况检查故障发生后，现场服务工程师对该机组柴油机气马达打齿的情况进行检查。
检查气马达齿轮与飞轮齿圈端面问隙、气马达起动空气压力值、起动管路上过滤器、安装零部件、气马达起动电磁阀，均正常。
检查气马达的齿轮，13个轮齿全部损伤(如图1a)所示)；飞轮齿圈非进给侧(靠近发电机端)有轮齿受损(如图1b)所示)。
图1 齿轮、飞轮受损情况二、故障排查基于对故障柴油机的现场初步检查，工厂对柴油机气马达的抱式支架、辅助支架、气马达齿轮、飞轮齿圈及紧固螺栓等相关零部件，从设计、工艺、实物质量和生产过程控制等方面逐一进行排查。
1、设计首先从设计角度对可能存在问题的相关零部件进行排查。
（1）抱式支架气马达抱式支架安装形式如图2所示。
图2 气马达抱式支架安装示意图对抱式支架强度进行校核，有限元计算表明：抱式支架所受的最大应力为112.24 MPa(图3)。
图3抱式支架仿真计算抱式支架材料为Q235，屈服强度为235 MPa。
可见：抱式支架所受的最大应力小于其屈服强度，满足使用要求。
（2）辅助支架前期对气马达安装方式进行了优化改进，在气马达端面位置增加了辅助支架，固定于机体上(图4)。
图4 气马达辅助支架安装位置图增加辅助支架，可以从设计上保证气马达轴向问隙在一定范围内，同时可以提高气马达安装强度。
对辅助支架强度进行校核，有限元计算表明：辅助支架所受的最大应力为6.5 MPa(图5)。
图5 辅助支架仿真分析辅助支架的材料选用Q235，屈服强度为235 MPa。
可见：辅助支架所受的最大应力远小于其屈服强度，满足辅助支架的使用要求。
发动机起动机打齿原因分析与解决方案介绍》
典型的铣齿故障模式 6L柴油发动机配强制啮 合起动机，齿面硬度 HRc:51～52
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3、崩齿或齿面塌陷变形导致的铣齿：
还有另外两种因齿圈材料热处理不当，齿面硬度过低或过高、内部金相组织结构 不合理，引起的类似“铣齿”故障的失效模式：
2、各方面采取的应对措施：
①.主机厂方面：齿轮付侧隙控制在0.5～0.7mm；驱动齿轮与飞轮 齿圈的相对位置控制在3～5mm；驱动齿轮硬度要求在HRc:58～62； 飞轮齿圈表面硬度要求在HRc:53～57。
②.起动机方面：调整驱动齿轮的入齿倒角倒角方式，变直倒角为渐 开线型倒角；驱动齿轮硬度严格控制在HRc:58～62范围内；优化啮 合弹簧的弹力，确保在少伤害飞轮端面的前提下增大端面压力，保证 有充足的弹力使驱动齿轮顺利入齿；严格控制齿面粗糙度和端面粗糟 度；
③.优化啮合弹簧的弹力：
对开关吸力、啮合弹簧反力系 统进行了重新设计。通过试验 验证，保证了在少伤害飞轮端 面的前提下弹力提高了30％， 降低了出现“铣齿”的概率；
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4.改进后的产品在市场上的效果验证情况：
改进措施到位后的齿圈、起动机投放后统计三个月、半年、一年的三包索 赔率变化情况，铣齿故障的赔付率由高峰时占总赔付率的40%降到了10%以 下。
缓啮合起动机由于驱动齿轮在进入飞轮齿圈之前通过电枢的电流是受到限制 的（峰值约200A），电机不能以全功率旋转，这样就实现了“缓啮合”的功能 要求，因此也就避免了产生“铣齿”故障。
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神电公司关于起动机 铣齿(刮齿)的原因分析 与解决方法情况介绍
2011.06
湖北神电汽车电机有限公司
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一、产生铣齿的原因分析
“齿对齿”
驱动齿轮不能直接进入飞轮齿圈，电
磁开关主触点也不能闭合。继电器电 流I经电磁开关串联线圈和起动机形成 回路，电机在电流I1(峰值电流约 200A)的作用下开始低速旋转、当驱 动齿轮与飞轮齿圈形成“齿对齿隙” 状态后，驱动齿轮进入飞轮齿圈，电 磁开关主触点闭合，电机开始正常工 作。
还有另外两种因齿圈材料热处理不当，齿面硬度过低或过高、内部金相组织结构 不合理，引起的类似“铣齿”故障的失效模式：
①. 齿形强度不足、齿面硬度过低：经使用一段时间后就会出现如图一所示的齿 面塌陷、变形的问题；
②. 齿形心部硬度过高、缺乏韧性：在受到冲击载荷时，存在缺陷的齿圈极易出 现如图二所示的“崩齿”失效模式。
3、神电公司改进及效果验证情况：
①.调整驱动齿轮的入齿倒角方式，变直倒角为渐开线型倒角： 采用渐开线倒角的优势分析：驱动齿轮倒角目的就是要增大驱动齿轮 在进入飞轮齿圈啮合时的入齿间隙，便于驱动齿轮能够顺利、快速的 进入飞轮齿圈，避免或减少出现啮合铣齿现象。在倒角时还要考虑尽 可能的减少对齿面强度的影响、减少去除的材料。由于驱动齿轮和飞 轮齿圈的齿形都是采用渐开线齿形，最有效的增大入齿间隙的方法就 是减小入齿阶段的齿形轮廓尺寸（相当于减小公法线长度、增大齿轮 侧隙）。
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2、各方面采取的应对措施：
①.主机厂方面：齿轮付侧隙控制在0.5～0.7mm；驱动齿轮与飞轮 齿圈的相对位置控制在3～5mm；驱动齿轮硬度要求在HRc:58～62； 飞轮齿圈表面硬度要求在HRc:53～57。
②.起动机方面：调整驱动齿轮的入齿倒角倒角方式，变直倒角为渐 开线型倒角；驱动齿轮硬度严格控制在HRc:58～62范围内；优化啮 合弹簧的弹力，确保在少伤害飞轮端面的前提下增大端面压力，保证 有充足的弹力使驱动齿轮顺利入齿；严格控制齿面粗糙度和端面粗糟 度；
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㈡、产生铣齿(刮齿、打齿)故障的原因分析:
在起动机的工作流程中有一个环节非常重要，即：单向器齿轮与飞轮齿圈接触 触点闭合、起动机开始旋转(1/2齿距max) 小齿轮进入飞轮齿圈与齿圈啮合 。
开关主
如果上述流程被打乱，出现单向器小齿轮进入飞轮齿圈受阻、无法正常进入或还没有与 飞轮齿圈接触就开始高速旋转，此时就会发生铣齿故障。
缓啮合起动机由于驱动齿轮在进入飞轮齿圈之前通过电枢的电流是受到限制 的（峰值约200A），电机不能以全功率旋转，这样就实现了“缓啮合”的功能 要求，因此也就避免了产生“铣齿”故障。
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㈡、缓啮合式减速起动机的基本结构：
㈠、强制啮合起动机可能发生“铣齿”的概率分析:
强制啮合起动机顺利完成啮合的前提条件就是：啮合时驱动齿轮与飞轮齿圈处于齿形—齿隙 状态，此时驱动齿轮就能顺利的进入齿圈的齿形内部完成啮合。
发生“铣齿”的前提条件：在啮合时出现了齿形—齿形的状态、即“顶齿”，弄清楚发生 “顶齿”的概率，也就弄清楚了发生“铣齿”的概率。
缓啮合继电器
动铁芯 拨叉
飞轮齿圈
电磁开关主触点 电刷
单向离合器 驱动齿轮
电枢
行星减速机构
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㈢、缓啮合式起动机的工作原理和电路图：
点火开关K闭合， 继电器线圈得电、继 电器触点闭合。
电磁开关的吸 合线圈、保持线 圈得电，单向器 向前运动。
试验方法:在7.12L柴油发动机上，使用与之配套的强制啮合式起动机，仅给起动机的开关 回路供电(开关闭合后电机不能旋转)，在发动机 上安装驱动齿轮位置传感器和记录仪器，分别记 录驱动齿轮顺利进入齿圈和顶在齿面的次数。起 动机每次通电后都随机旋转一下驱动齿轮的位置， 确保试验结果是在随机条件下完成的。
齿面出现了明显的面 与面相交后切削痕迹 ；
齿面出现了明显的面 与面相交后切削痕迹 ；
齿面出现的是面与面 相切后滑动摩擦的痕 迹；
齿面出现的是面与面相 切后滑动摩擦的痕迹；
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②.驱动齿轮硬度严格控制在HRc:58～62范围内：
我们先后与东风柴发厂等客户组成包含了主机厂、起动机供应商和 飞轮齿圈供应商的多功能小组，通过开展联合攻关工作、共同分析原 因、制订措施解决问题。
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1、可能导致“铣齿”故障发生的原因的分析情况：
①.主机厂方面：齿轮付设计、驱动齿轮与飞轮齿圈的相对位置、 硬度要求等设计不合理；
试验结果：经过10000次啮合试验后统计结果 为：出现顶齿的概率约为20％。
右图为试验后的飞轮齿圈图片,有2齿已被撞出 明显的凹槽。
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㈡、应对强制啮合起动机“铣齿”故障采取的应对措施:
由于“铣齿”故障一直是强制啮合起动机的高故障率的失效模式、 在个别机型上最高的达到了总故障模式的40％左右，它涉及到了起动 机设计、飞轮齿圈设计、发动机的匹配设计等诸多方面，要有效解决 该问题需多方面协同工作，才能有效解决。
㈠、强制啮合起动机正常工作全过程:
电磁开关得电 动铁芯向左移动 拨叉拨动单向器向右移动 单向器齿轮与飞轮齿圈 接触 开关主触点闭合、起动机开始旋转 小齿轮与飞轮齿圈啮合 起动机拖动发动机 旋转达到点火转速 发动机着火运行 起动机断电退出工作。
飞轮齿圈
动铁芯
开关主 触点
单向器
驱动齿轮
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啮合弹簧
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2、产生铣齿故障的原因：
当啮合遇到顶齿状态时，如果单向器小齿轮不能在电机刚开始旋转的初期低速段 快速进入飞轮齿圈完成啮合，就会因电机进入高速旋转区后（从主触点闭合到电 机转速达到100rpm约为85ms）无法完成啮合。此时在啮合弹簧作用力下，就会 因小齿轮顶压在飞轮齿圈端部高速旋转而发生铣齿现象。
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A.发动机台架耐久性试验：样件情况：飞轮齿圈由对中线直齿倒角改为平行于齿形轮廓倒 角；起动机驱动齿轮由过中线直线倒角改为渐开线形倒角；
经过3万次台架耐久性试验后未出现铣齿故障。
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㈠、“缓啮合”方式对避免发生“铣齿”的作用
所谓“缓啮合”就是取消原强制啮合起动机上的“啮合弹簧”，当啮合处于 “顶齿”状态时，驱动齿轮无法进入飞轮齿圈内部，电磁开关的主触点同样也 不能闭合、起动机主电路无法接通，电机也就不会高速旋转；
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4.改进后的产品在市场上的效果验证情况：
改进措施到位后的齿圈、起动机投放后统计三个月、半年、一年的三包索 赔率变化情况，铣齿故障的赔付率由高峰时占总赔付率的40%降到了10%以 下。
强制啮合式起动机由于自身的结构所限，但遇到“顶齿”状态时，开关主 触点一旦闭合，电机就是以全功率输出方式开始旋转，驱动齿轮在开始旋转 的初期如果没能顺利进入飞轮齿圈完成啮合过程，就会产生“铣齿”故障。 也就是说：强制啮合式起动机的“铣齿”风险只能降低，不能完全避免。
要彻底根除“铣齿”故障，目前最有效的方法就是采用“缓啮合”(柔性啮 合)的啮合方式，下面就神电公司在缓啮合式起动机的开发与应用情况进行汇 报。
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三、神电公司“缓啮合式” 减速起动机开发、应用情况
下面是两张发生“齿面塌陷”、“崩齿”故障后的飞轮齿圈失效件照片。
图一、
图二、
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二、神电公司为解决 “铣齿”所采取的措施
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公司为确保驱动齿轮的热处理稳定性，先后引进了两套Aichelin渗碳淬火炉，该设 备投产后热处理件的表面硬度、渗碳层深度、心部硬度、心部组织结构等指标都能 控制在一个很稳定的范围内，如:齿面硬度就控制在HRc:59～61范围内。
③.优化啮合弹簧的弹力：
对开关吸力、啮合弹簧反力系 统进行了重新设计。通过试验 验证，保证了在少伤害飞轮端 面的前提下弹力提高了30％， 降低了出现“铣齿”的概率；
1、 强制啮合的过程：
为了使驱动齿轮与齿圈能够完成啮合，强 制啮合起动机均设计了啮合弹簧(根据结构 需要可以安装在拨叉支点、单向器上、动 铁芯内等位置)。在啮合遇到顶齿状态时， 啮合弹簧被压缩，动铁芯可以继续移动直 到主触点闭合，此时起动机得电、开始旋 转，当小齿轮旋转到飞轮齿隙位置时(1/2 齿距max)，在啮合弹簧弹力作用下、小齿 轮会快速进入飞轮齿圈完成与齿圈啮合。