Moottorin käynnistinlaitteiden vianetsintä, osa 1: Miksi kone ei käynnisty? – Nämä seikat voivat olla käynnistysongelmien takana

Käynnistyksen aikana esiintyvien jännitteiden mittaaminen paljastaa nopeasti monet käynnistinvirtapiirin vioista. Kaikkein ensimmäiseksi mittasimme akun napajännitteen. Se oli starttauksen aikana 9,39 volttia. Sen jälkeen jatkettiin mittaamalla jännitteet virtapiirin eri kohdissa. Kuvassa näkyvällä mittauksella saadaan tietää tuleeko akun plus-kaapelia pitkin riittävä jännite starttimoottorille asti. Punainen mittajohdin on asetettu startin solenoidin ylempään napaan ja musta mittajohdin on tässä tapauksessa kiinnitetty lukkopihdeillä startin kiinnityspulttiin. Yleismittari näyttää nyt vain 6,33 volttia. Se on aivan liian alhainen arvo ja kertoo suuresta jännitehäviöstä ja vastuksesta jossain akun ja startin solenoidin välillä. Tällä kertaa suurimmaksi syypääksi paljastui löystynyt akun kenkä. Kuva: Jussi Laukkanen

Startin laiska toiminta on ensimmäinen oire siitä, että käynnistyslaitteissa on jotain vialla. Ensimmäiseksi yleensä epäillään akkua, eikä syyttä. Kaikkein tavallisimmin syy on juuri akussa.

Kysymys on hyvin usein siitä, että akussa on liian vähän varausta, jotta moottorin saisi käynnistymään. Varauksen vähäisyys puolestaan saattaa johtua tiheään toistuneista käynnistyksistä, viallisesta laturista tai sitten siitä, että akku ei enää vanhuuttaan kykene varastoimaan niin paljon sähköenergiaa, että se riittäisi moottorin käynnistystä varten vaativissa olosuhteissa, kuten kylmässä.

Akku voi myös vanhuuttaan olla heikkotehoinen ja liian suureksi kasvanut akun sisäinen vastus pudottaa käynnistysvirran liian alhaiseksi. Nämä asiat selviävät mittaamalla ja testaamalla käynnistinjärjestelmän toimintaa.

Tässä artikkelissa pitäydytään mittauksiin, jotka voidaan tehdä käyttämällä tavallisen yleismittarin jänniteasteikkoa.

Latauksen jälkeen akun napojen välillä pitäisi olla vähintään 12,6–12,8 voltin jännite. Se on helppo katsoa yleismittarilla. Tämä ei kuitenkaan kerro vielä paljonkaan siitä, kuinka suuren virtamäärän akku kykenee luovuttamaan.

Käynnistymisen kannalta on oleellista, kuinka paljon energiaa akku on kyennyt varastoimaan. Tästä käytetään termiä akkukapasiteetti.

Riittävä akkukapasiteetti tarkoittaa käytännössä kesäkelillä mahdollisuutta toistaa 10 sekuntia kestäviä käynnistysyrityksiä reilusti yli 10 kertaa. Pakkasellakin terveen akun pitää yltää mielellään viiteen yritykseen.

Vika voi aina olla myös muualla kuin akussa. Siksi kannattaa tehdä mittauksia, joiden avulla voidaan paikantaa korjausta kaipaava kohta.

Käynnistyvyyden kannalta on tärkeää, että akun sähköteho päätyy käynnistinmoottorille asti. Jokainen huono liitos virtapiirissä muodostaa vastuksen, joka estää virran kulkua ja pudottaa käynnistinmoottorin luovuttamaa tehoa.

Nämä vastuskohdat paljastuvat helpoiten mittaamalla jännitteet virran kulkiessa eli käynnistyksen aikana virtapiirin eri kohdissa. Mittauspisteiden välillä ilmenevä jännitehäviö kertoo sillä välillä olevan vastuksen suuruuden.

Häviöt eivät juuri vaikuta moottorin käynnistyvyyteen normaaleissa käynnistysolosuhteissa. Ongelma realisoituu siinä tilanteessa, kun starttimoottorin maksimiteho tarvittaisiin käyttöön, esimerkiksi pakkasessa. Startin pyörintänopeus voi jäädä niin alhaiseksi, että dieselmoottorissa ei synny sytytyksen vaatimaa lämmön nousua.

Suhteellisen vaatimatonkin vastus johtoliitoksessa merkitsee helposti jopa kolmanneksen pudotusta startin maksimitehoon. Tämä johtuu siitä, että käynnistysjärjestelmä käyttää starttimoottorista otettavaan tehoon nähden alhaista 12 tai 24 voltin jännitettä.

Alhainen jännite on kompensoitava suurella virralla, mutta sen seurauksena järjestelmä on altis vastuksien aiheuttamalle haitalle.

Käytännön mittaukset on yksinkertaisinta tehdä kahden henkilön voimin toisen kääntäessä virta-avainta koneen ohjaamossa. Moottorin käynnistyminen pitää estää laittamalla sammutin päälle tai irrottamalla ruiskutuspumpun solenoidiventtiilin johdin.

Ennen mittauksia kannattaa ennaltaehkäisevästi huoltaa muun muassa akun kenkien liitokset. Ne ovat kohtia, joissa kontakti huononee hapettumisen seurauksena lähes aina, kun aikaa on kulunut tarpeeksi.

Mittausten osalta on huomioitava, että saatu lukema voi kertoa jännitehäviöstä yhdessä tai useammassa paikassa. Siksi tarkastustyötä nopeuttaa, kun jo ennakolta laittaaa kuntoon todennäköisimmät vikakohdat. Jokaisen korjaustoimen jälkeen on myös työn onnistuminen tarkistettava uusintamittauksella.

Tavallisin havainto jännitemittauksissa on, että akun napajännite putoaa voimakkaasti käynnistyksen aikana. Se voi merkitä joko akun huonoa kuntoa tai oikosulkua starttimoottorissa.

Jälkimmäinen vaihtoehto on harvinaisempi, mutta sellainen on voinut syntyä muun muassa liian pitkien yhtäjaksoisten käynnistysyritysten seurauksena.

Jos startin pyöriessä huonosti ei havaita poikkeuksellisen suurta jännitepudotusta, eikä millään johdinvälillä – myös käynnistimen moottoriosan sisäänmenosta – havaita yli 0,5 voltin jännitehäviötä, on vikaa syytä etsiä itse startista. Syynä voi olla startin hiilien kuluminen tai hiiltä pitelevän jousen vaurio. Joka tapauksessa startti on irrotettava tarkastusta varten.

Viereisellä sivulla on toimenpideluettelo käynnistysjärjestelmän kunnon selvittämiseksi. Ensimmäiseksi siinä on tehtävät, joilla eliminoidaan kaapeliliitoksissa piilevät huonot kontaktit. Seuraavaksi on lueteltu jännitemittaukset, joiden avulla selvitetään, onko huonon pyörityksen syy akussa, startissa vai johtimissa niiden välillä.

Esimerkkikohteena oleva Valtra 900 on kärsinyt pitkään heikosta käynnistyvyydestä lämpötilan ollessa pakkasen puolella. Yleensä 4,4-litrainen Sisu-moottori on varma käynnistyjä kylmemmässäkin säässä.

Jo ensimmäinen mittauskierros paljasti poikkeuksellisen suuret jännitepudotukset käynnistyksen aikana. Tämä viittasi siihen suuntaan, että akku olisi lähes loppu. Siinä vaiheessa muistui mieleen, että yksi yleisimmistä vikakohteista oli tutkimatta: akkukenkien kireyttä ei oltu tarkistettu.

Kyseisessä Valtrassa akku on hyvin ahtaassa paikassa ja akkukenkien asettaminen paikoilleen on haasteellista. Plus-napa olikin jäänyt löysälle akkua paikoilleen asetettaessa, mikä selitti suuren jännitehäviön.

Molemmat akkukengät irrotettiin ja puhdistettiin. Tämän jälkeen tehty uusintamittaus osoitti, että akku ei ollut aivan niin huonossa kunnossa, kuin aluksi näytti – joskaan ei enää uudenveroinen.

Suurimmat jännitehäviöt havaittiin nyt solenoidissa, jossa jännitehäviö oli 0,18 volttia sekä akun plus-navalta tulevassa kaapelissa, jossa häviön aiheuttaja on päävirtakatkaisija. Häviötä syntyy sekä katkaisijasta itsestään, että varsin pitkästä kaapelista, sillä katkaisija on starttiin nähden moottorin vastakkaisella puolella.

Kaikki liitokset avattiin ja puhdistettiin. Tämän jälkeen suoritettiin mittaus, joka osoitti, että solenoidille asti tuli riittävästi virtaa.

Startti ei tästä huolimatta kyennyt tuottamaan riittävää pyörintänopeutta moottorin käynnistämiseksi, joten vian lopullisen syyn on oltava käynnistysmoottorissa. Siihen paneudumme seuraavassa osassa.

Täyteen ladattu akku asetettiin paikoilleen sen jälkeen, kun kaapelikengät ja -liitokset oli puhdistettu. Tämän jälkeen tehdyt mittaukset paljastivat harmillisesti, että jäljelle jäi edelleen useita jännitehäviöitä tuottavia kohtia, joiden yhteisvaikutuksesta käynnistysmoottorin teho jäi liian alhaiseksi. Lisäksi paljastui, että akku ei ollut siinä kunnossa kuin sen ikänsä puolesta olisi pitänyt olla. Akkua käsiteltäessä kannattaa suojautua happoroiskeilta käyttämällä vähintään silmäsuojia. Täyteen ladattuna vetykaasua sisältävä akku voi räjähtää oikosulun aiheuttamasta kipinästä. Toinen hyvä varotoimi on akun napojen peittäminen muovitulpilla.

Valtrassa maakaapeli on kiinnitetty moottorilohkoon startin taakse. Kiinnitys oli jonkin verran ruosteessa ja se täytyi puhdistaa teräsharjalla. Samaten kaapelikengät piti puhdistaa hapettumista.

Molemmat akkukengät irrotettiin ja puhdistettiin tähän tarkoitukseen tehdyllä teräsharjalla. Plus-navan kenkä oli selvästi löystynyt, mikä selitti aluksi havaitun jännitehäviön. Molempien napojen kengissä olivat myös kaapelia pitelevät pienet ruuvit melko löysällä ja ne kiristettiin mahdollisimman tiukalle. Toimenpiteiden tulos näkyi selvästi uusintamittauksessa. Jännite nousi 2,26 volttia.

Uusintamittaus startin navalta sen jälkeen, kun akkukenkä on puhdistettu ja kiristetty paikoilleen antaa jo selvästi paremman tuloksen, mutta edelleenkään se ei ole kelvollinen: jännite laskee starttauksessa yli 3 volttia. Jännitehäviöiden metsästystä oli jatkettava.

Startin solenoidin kytkimen kunto selviää mittaamalla solenoidin ylempänä olevan akun puoleisen navan ja alemman startin moottoriosaan menevän navan välinen jännite-ero. Tässä tapauksessa se on 0,18 V eli tulos on hylkäysrajalla.

Lähteet: Pekka Mikkonen, Moottorialan perusoppi 6, sähkölaitteet, Otava, Pentti O. Savolainen, Autojen sähkövarusteet, Kustannusosakeyhtiö Tammi.