发动机起动保护电路

余绍华

（合肥协力仪表控制技术股份有限公司工程技术研究中心，安徽 合肥 230088）

发动机起动系统电路由蓄电池、起动开关、起动机、起动继电器等组成，起动机是起动系统关键部件，同时也是发生故障频率较高的部件。本文介绍几种起动机保护电路。

1 采用起动复合继电器

起动复合继电器是一种较早使用的起动保护电路，早在1978年东风第1代载货汽车EQ140上，即开始采用JD136起动复合继电器对起动机进行保护，此后改进型EQ1092延续采用JD136起动复合继电器，在解放CA1092载货汽车上也是采用JD136起动复合继电器作为起动保护继电器。由于采用JD136复合继电器相对独立，适应不同型号发动机、起动机，通用性强，易于推广，直到现在JD136仍然广泛地应用在各种车辆发动机起动保护电路中，包括挖掘机等工程机械发动机也还在使用JD136作为起动保护继电器。如图1所示。

JD136起动复合继电器由起动继电器和保护继电器2个继电器组成，起动继电器是常开继电器，保护继电器是常闭继电器。起动时，当起动开关SW通电时，电流从蓄电池正极，经过起动开关、起动继电器线圈L1、保护继电器常闭主触点K2到搭铁；线圈L1通电使继电器主触点K1结合，蓄电池通过K1使起动机电磁阀线圈上电，电磁阀活动触点（主触点）结合，起动机开始运转，起动发动机。发动机起动后，通过皮带轮带动发电机运转，发电机开始发电，图1中N端子电压上升，保护继电器线圈L2通电后，常闭触点K2被断开，从而切断了起动继电器线圈L1到搭铁的回路，起动继电器线圈失电，从而其主触点K1断开，起动机电磁阀线圈断电，电磁阀活动触点断开，同时带动起动机小齿轮脱开齿圈，起动结束。

可见，采用JD136起动保护电路后，可避免发动机起动后再次起动而引起起动机损坏问题。

2 五十铃发动机安全继电器

图2为五十铃发动机的起动安全继电器 （Safety Relay）电路，零件号为182553-0391。这种安全继电器作为发动机电器附件一部分，通常作为标配直接安装在起动机上，与起动机和发电机配合使用，通用性较差。182553-0391安全继电器有5根线，分别是B、C、S、R和E端子。其中B、C端子分别各有1个插头；S、R、E端子共用1个插头，即安全继电器共有3个插头。B和C端是安全继电器主触点，B端子通过起动机B端子接蓄电池，C端子接起动机的起动端子即S端子，平时B、C端子常开；S、R、E端子是安全继电器的控制端，S端子接起动开关起动端子，R端子接发电机L端子，E端搭铁。具体工作过程如下。

1）拧动起动开关，使机器整机供电，此时R、S、C端子无电，B端子有电。

2）再拧动点火开关到起动档，此时S端子有电，由于发电机还没有工作，故R端子没电，三极管Q截止，Q2饱和导通，从而S端通过线圈L、Q2到搭铁形成通电回路；线圈L吸合，使主触点B、C结合导通，进而使起动机的C端子得电，起动机起动。

3）在发动机起动后，松开点火开关，点火开关自动复位，S端子断电，线圈L断电，使B、C触点断开，起动机断电停止运转，发动机起动过程结束。

4）在发动机起动后，发电机开始发电，于是R端子得电，三极管Q饱和，从而使三极管Q2基极搭铁而截止。此时，即使起动开关打到起动档使S端子得电，由于三极管Q2截止，线圈L无法形成通电回路，线圈无法吸合，主触点B、C端不能结合，起动机不会起动运转，从而避免了驾驶员误操作而损坏起动机现象。

3 洋马发动机安全继电器

图3为日本洋马发动机用日本碍子 （NGK）安全继电器，零件号为119802-77200。这种安全继电器同样作为发动机电器附件一部分，要求发电机带有P端子，采购发动机时通常一起采购配套，采用该安全继电器要求起动机和发电机与之相匹配。119802-77200有7个端子，A、B端子为继电器主触点，1～5端子为控制端子。配碍子安全继电器需与带P端子的发电机配合使用，P端子输出一个脉冲信号。脉冲频率与发电机转速成比例，即也与发动机转速成比例。

内部继电器通断受P端子脉冲信号控制，发动机未发动时，发电机不发电，P端子无脉冲信号输出，继电器线圈处于对搭铁导通状态，这时起动开关拧至起动档时，线圈得电，继电器主触点A、B接通，起动机运转，发动机起动。当发动机起动后，发电机开始发电，P端子输出脉冲信号，安全继电器6端接收P端子脉冲信号后，控制电路进行判断，当发电机转速超过1350r／min时 （相当于发动机转速810 r／min），认为发动机已经起动，控制电路切断线圈电路，从而继电器主触点A、B断开，起动机停止，起动机小齿轮退出齿圈，完成起动。此后，只要发电机转速不低于650r／min（相当于发动机转速390 r／min），控制电路保持线圈处于断开状态，这时即使再起动发动机，由于继电器主触点A、B断开，起动机也不会工作，从而保护了发动机起动后的误起动操作，或起动开关等电路损坏造成起动机动作而损坏起动机。

4 结论

根据以上3种安全继电器工作原理的介绍，安全继电器主要作用是防止发动机起动后由于误操作或电路故障，造成起动电路又处于起动状态而造成起动机运转而损坏，实现原理都是在发动机起动后，通过安全继电器根据发电机发电产生的电压或脉冲信号断开起动机电路，防止起动机再意外得电起动。根据这一原理，在采用数字仪表或带控制器的汽车或工程机械上，有些已经取消安全继电器，而采用由数字仪表或控制器通过转速传感器直接采样发动机飞轮转速，由仪表或控制器控制软件计算转速，当转速达到一定值，认定发动机已完成起动，通过仪表或控制器输出控制端断开起动继电器线圈电路，起动机停止运转，并在发动机工作过程中一直起作用，防止起动机意外动作。采用这种方式，起动保护电路与整车仪表或控制电路集成在一起，简化了整车控制电路，也降低了成本。