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自動車自動開閉システムのスタータと発電機の構造原理及び一般的な故障解析

发布日期: 2026-08-15

自動起動停止は現代乗用車の主流の省エネ配置であり、核心的な役割は車両が静止アイドル時に自動停止し、発進時にエンジンを迅速に再起動し、アイドル燃費と排気ガスの排出を減らすことである。このシステムは従来の燃料車の起動、発電構造とは異なり、スターターと発電機を特別にアップグレードし、現在市場では主に12 Vセパレータ式起動停止システム48 V軽混BSG/ISG統合式起動停止システム2種類。2種類のシステムの部品構造、動作原理及び故障特徴の違いは顕著であり、本文は関連核心知識を全面的に統合し、システムはその動作論理とよくある故障問題を説明する。

自動車自動開閉システムのスタータと発電機の構造原理及び一般的な故障解析
一、12 V分体式起動停止システム(家庭用車主流)

ほとんどの一般的な燃料家庭用車は12 V自動起動停止システムを搭載し、採用強化型独立スタータ+専用交流発電機の別体構造で、2つの部品はそれぞれその役割を果たし、互いに協力し合い、汎用的に代替することができず、同時にAGM/EBF専用起動停止バッテリーを組み合わせて、高周波起動停止の仕事を支持する。

(一)起動停止専用スタータの動作原理

高周波動作シーンに適合するために、このスターターは歯車、軸受と電磁スイッチの構造を強化し、使用寿命は普通のスターターよりはるかに高く、数十万回の起動衝撃に耐えることができる。

(二)12 V発電機の動作原理

12 V分体システムでは、発電機はエンジンの起動作業に参加せず、発電電力供給とエネルギー回収だけを担当し、起動停止システムの安定的な動作の電力保障の核心である。エンジンの運転時、クランクシャフトは発電機のロータを回転させ、電磁誘導により交流電力を発生させ、内部整流器を経て直流電力に変換し、全車用電気設備にリアルタイムに電力を供給する一方、AGM/EFB起動停止バッテリーに電力量を補充する。

このほか、この発電機は専用の制動エネルギー回収機能を備えている。車両が滑走し、ブレーキが減速すると、走行コンピュータは発電機の励磁電流を高め、発電電力を高め、車両走行の運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリーに貯蔵し、エネルギー消費を低減するだけでなく、起動停止システムの電力量の備蓄を保証することができる。注意しなければならないのは、エンジンが停止して停止する隙間、発電機が停止して、全車の負荷は完全にバッテリーが負担します。

(三)12 Vシステム部品のよくある故障

1.スターターのよくある故障

1つ目は歯車が磨耗して歯を打つことです。高周波次歯車の噛合は歯面の摩耗、崩壊をもたらしやすく、予備噛合機構は老化して失効し、起動停止再起動時に「カチッ」と金属異音が発生し、深刻な時に起動失敗、起動停止機能が無効になる。第三に、内部の炭素ブラシ、整流器の摩耗アブレーションは、起動無力、回転速度の低さを引き起こし、何度も起動停止した後、起動失効が発生しやすい。4つ目は軸受が破損し、作業中にブンブンと音がし続ける。

2.発電機のよくある故障

発電機整流ダイオードが損傷すると、発電量が不足し、電圧変動が大きくなり、バッテリーの持続的な損電、起動停止機能が頻繁に失効し、計器バッテリー警報ランプが点灯する。同時に、発電機軸受の摩耗は運転音を引き起こし、ベルト、テンションホイールは老化して滑り、発電効率の低下、エネルギー回収機能の失効を招き、間接的に起動停止システムが正常に動作しないことをもたらす。
自動車自動開閉システムのスタータと発電機の構造原理及び一般的な故障解析

二、48 V軽混合統合式起動停止システム(BSG/ISG)

48 V軽混車種は従来の独立スターターを廃止し、採用インテグレーテッドスタータダイナモ1台のモータはスタータと発電機の二重機能を兼ね備え、運転状況に応じて自動的に動作モードを切り替え、起動停止体験はよりスムーズで静謐で、動力補助機能も備え、主にBSGベルト式とISG軸連結式の2種類の構造に分けられる。

(一)BSGベルト式集積モータの原理

起動停止モードでは、モータがモータモード、48 V電池から電力を供給し、ベルトを通じてクランクシャフトを直接ドラッグして運転し、エンジンを迅速に起動し、歯車の噛み合い動作がなく、起動異音とジッタを徹底的に除去する。車両が正常に走行したり、滑走したり、ブレーキをかけたりした場合、モータはダイナモモード、クランクシャフトによって回転発電を駆動し、整流後は48 V電池に充電するとともに、DC-DCコンバータによって降圧し、12 V車載電器に電力を供給し、ブレーキ運動エネルギーを効率的に回収する。また、車両が急加速した場合、モータは再びモータモードに切り換え、出力トルクはエンジン駆動を補助し、全車の燃費を低下させることができる。

(二)ISG軸連結型集積モータの原理

ISGモータはエンジンとトランスミッションの間に取り付けられ、クランク軸と直接剛性接続され、動作モードはBSGと一致し、双方向にモータ、発電モードを切り替えることができる。ベルト伝動のBSGモータに比べて、ISGモータの動力伝送はより直接的で、応答速度はより速く、起動停止の円滑性、動力補助効果はより優れているが、構造はより複雑で、修理コストはより高い。

(三)BSG/ISG統合モータのよくある故障

BSGモータのコア故障は伝動と電気制御システムに集中している:ベルトは長期にわたって高負荷に耐え、老化しやすく、伸びやすく、滑りやすく、テンショナに合わせて失効した後、起動停止無力、再起動失敗、加速ベルト鳴きが発生し、直接軽混合システムの故障ランプを起動し、起動停止機能を無効にする、モータ内蔵パワーコントローラ、パワーチューブは高温、大電流による損傷が発生しやすく、起動停止の失効、エネルギー回収の消失、動力補助機能の欠損を招く。同時に、モータ軸受の摩耗は運転異音を引き起こし、動作安定性に影響を与える。

ISGモータは取り付け位置が特殊で、コア故障は電気制御モジュールの損傷で、起動停止、発電機能の麻痺を招いた、同時に軸受の摩耗、密封油漏れの問題が発生しやすく、変速機油がモータ内部に浸透すると短絡し、深刻な故障を引き起こし、しかも修理には変速機を分解する必要があり、コストは極めて高い。

三、起動停止システムの高周波仮性故障(非部品破損)

実際の車のシーンでは、70%以上の起動停止故障問題はスタータ、発電機損傷ではないではなく、システムの保護性が無効になっている仮定の障害です。最も一般的な原因はAGM/EBF専用の起動停止バッテリーの老化、電力不足であり、電圧が低下した場合、走行パソコンは起動部品を保護し、起動失敗を避けるために、起動停止機能を直接オフにする。また、エンジンの水温が高すぎたり低すぎたり、エアコンの高負荷動作、ブレーキの真空不足、ドアが閉まっていない、外付け用電気設備が多すぎるなどの場合、システム保護がトリガされ、起動停止機能が一時的に失効することがある。通常の非起動停止バッテリーを交換し、車両の電源投入後に電力量の整合が完了していない場合、起動停止の永久失効を引き起こすこともある。
自動車自動開閉システムのスタータと発電機の構造原理及び一般的な故障解析

四、2種類の起動停止システムの核心差異のまとめ

12 V分体式システムは構造が簡単で、メンテナンスコストが低く、起動停止時に歯車の噛み合い異音があり、スターターの強化によって起動を完了し、独立発電機で発電回収を完了し、家庭用燃料車の主流方案である、48 V集積式システムには独立した起動停止部品がなく、モータの双方向モードが動作し、起動停止は滑らかで手ぶれがなく、騒音が極めて低く、動力補助機能を兼ね備えているが、部品の精密さ、修理コストが高く、軽混車種に多く用いられている。

五、故障迅速判定技術

起動停止再起動時にカチカチ歯の異音があり、多くは12 Vスタータ歯車、フライホイール歯車の摩耗である、緩いブレーキはモータなしで運転し、わずかな磁気吸音のみで、大体の率はスタータ電磁スイッチの故障である、起動停止機能は灰色では使用できないが、車両の正常点火走行に異常はなく、バッテリー状態と発電機発電量を優先的に検査する。48 V車種の起動停止が故障し、ベルトの鳴き声を伴い、BSGベルトやテンショナの故障が多い、計器は軽混合故障ランプを点灯し、起動停止なし、動力補助なし、基本的に集積モータまたは電気制御モジュールが破損している。

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