鄧聰強

摘 要：豐田5A-FE型發(fā)動機廣泛用于威馳、天津一汽威樂等車型。主要介紹了一部威馳肇事車，經(jīng)該廠修整并換了分電器總成后，還是無法排除故障。經(jīng)過多方檢測、判斷，其原因是修整過程曲軸位置傳感器NE+和NE-信號線錯位，造成發(fā)動機有油、有電、缸壓正常卻無法起動的現(xiàn)象，最后排除故障，使發(fā)動機恢復工作。

關鍵詞：5A發(fā)動機；點火系統(tǒng)；故障排除；故障檢測

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.106

隨著科學技術的發(fā)展和電子技術的不斷進步，汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)也越來越先進、越來越精確。本文對微機控制點火系統(tǒng)的優(yōu)越性和復雜性進行了闡述，并以豐田威馳車典型的無法起動故障為例，從常規(guī)檢查到故障檢測，再到波形檢測，通過比較分析，最終找到了故障所在，希望能給同行一點啟示——只有使用新技術、新設備檢查故障和排除故障，才能達到事半功倍的效果，從而節(jié)約維修時間和維修費用。

1 故障現(xiàn)象

一輛裝用豐田5A-FE型汽油噴射發(fā)動機的威馳轎車在一次碰撞肇事后，發(fā)動機點火系統(tǒng)受損，經(jīng)修理廠修復并更換了分電器總成后，在起動發(fā)動機的過程中發(fā)現(xiàn)起動機運轉正常，但該發(fā)動機卻無法起動。經(jīng)查，該車有油有電、有缸壓，起動機運轉有力，就是無法起動，給修理檢測帶來了一定的困難。

2 5A-FE型燃油噴射發(fā)動機點火系統(tǒng)概述

2.1 基本組成

豐田5A-FE電控發(fā)動機采用的是有分電器式電控點火系統(tǒng)，一般由電源、電子控制單元（ECU）、傳感器、點火控制器、點火線圈火花塞和分電器等組成。

5A-FE型發(fā)動機的分電器是整體式的分電器，里面裝有點火線圈、電子點火控制組件以及曲軸、判缸信號發(fā)生器等。這種將點火系統(tǒng)許多部件集中于分電器中的控制方式是該類車型的結構特點。

2.2 電控點火系統(tǒng)的工作原理

發(fā)動機工作時，電控單元根據(jù)接收到各傳感器送來的信號，按照ECU存儲器中的相關數(shù)據(jù)和有關程序，確定出該工況下點火線圈初級電路的閉合角（導通時間）和最佳點火提前角，并以此為根據(jù)向點火控制器發(fā)出指令信號（IGT信號）。點火控制器將依據(jù)電控單元的指令，控制點火線圈初級電路的接通和切斷。當點火線圈初級電路接通時，將會有電流從點火線圈中的初級電路通過，這時點火線圈將點火能量以磁場的形式儲存起來；當初級電路中的電流被切斷時，次級線圈中將產(chǎn)生很高的感應電動勢，一般達到10～30 kV，經(jīng)分電器分配至工作氣缸火花塞，此

時點火能量經(jīng)火花塞瞬間釋放，產(chǎn)生的高壓電火花點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣使發(fā)動機完成做功過程，以此不斷循環(huán)。

3 故障原因及故障檢測分析

3.1 故障原因分析

接車后，先確認故障，具體步驟為：起動發(fā)動機，這時起動機能帶動發(fā)動機正常轉動，但是發(fā)動機卻無法正常起動，故障明確。然后利用X-431發(fā)動機故障診斷儀檢測讀取故障碼，顯示“系統(tǒng)正?！?。無故障碼存儲，只能按常規(guī)法作進一步檢查。

經(jīng)分析，對于電噴發(fā)動機來說，造成起動機能轉動而發(fā)動機無法起動的故障可能由以下幾個原因導致：①蓄電池虧電，造成發(fā)動機轉速偏低而無法起動（對于該故障，可在起動過程中用萬用表測量電池電壓）；②有火無油，導致發(fā)動機無法起動（對于該故障現(xiàn)象，應該重點檢查燃油噴射控制系統(tǒng)）；③有油無火，導致發(fā)動機無法起動（對于該故障，主要檢查點火系統(tǒng)）；④有火有油，發(fā)動機無法起動（對于該故障現(xiàn)象，應該主要檢查配氣正時、點火正時、氣缸壓力及進排氣是否通暢）；⑤無油無火，發(fā)動機無法起動（對于該故障現(xiàn)象，應該主要檢查發(fā)動機控制單元的供電和搭鐵是否良好、曲軸位置傳感器信號是否丟失等）。

3.2 故障檢測分析

根據(jù)故障分析的原因，對該故障現(xiàn)象逐一進行排除。具體步驟為：①用萬用表測量電壓，工作狀況良好，不存在虧電問題。②檢查點火電路，查看有無高壓火，結果火花強烈，再拔下其他分缸高壓線試火，火花也強，說明點火系統(tǒng)正常。③檢查油路部分。將油壓表接至管路中油壓調節(jié)器與汽油濾清器之間，起動發(fā)動機觀察油壓表壓力情況，壓力值約為315 kPa（正常值在304～343 kPa之間）。此數(shù)據(jù)表明油箱內(nèi)有油并能滿足系統(tǒng)正常工作要求。④檢查噴油情況。拔下1缸噴油嘴插頭，連接高阻試燈，接著起動發(fā)動機觀察試燈情況，發(fā)現(xiàn)燈能隨發(fā)動機運轉不斷閃爍，說明噴油嘴有驅動信號。⑤檢查氣缸壓力。拔掉油泵繼電器，拆掉所有火花塞，起動發(fā)動機，用氣缸壓力表測量冷車狀態(tài)下的各個氣缸壓力值，分析各個數(shù)值，4個氣缸的壓力分別在0.98～1.05 MPa左右，滿足工作要求；留意拆卸的火花塞，發(fā)現(xiàn)火花塞沒有積炭但發(fā)現(xiàn)火花塞全都濕了，說明噴油嘴可以工作；有汽油進入發(fā)動機氣缸內(nèi)，懷疑是不是混合氣過濃。⑥拆卸水溫傳感器測量，主要包括信號電壓的檢測和水溫傳感器的電阻檢測。當冷卻水溫度為20 ℃時，ECU的連接端子THW和E2之間會產(chǎn)生0.5～3.4 V的電壓；當溫度為60 ℃時，則會產(chǎn)生0.2～1.0 V的電壓。當冷卻水溫度為20 ℃時，水溫傳感器的電阻值應在2.376～2.624 kΩ之間；在80 ℃時，水溫傳感器的電阻值應在0.316～0.329 kΩ之間。經(jīng)過以上的檢測未發(fā)現(xiàn)異常，測量電腦線束STA端子，起動時起動信號正常。⑦檢查火花塞、噴油器是否工作良好。用噴油器清洗機清洗噴油嘴并通電檢查密封情況、噴射情況、噴油器霧化情況，結果發(fā)現(xiàn)都良好。⑧檢查進氣管路有無真空泄漏，并清除濾清器臟物。⑨檢查點火正時情況，拆卸正時皮帶室蓋，檢查正時皮帶有無跳齒等異常現(xiàn)象，結果未發(fā)現(xiàn)皮帶異常，再次轉動曲軸，核對正時記號為正常，點火正時沒有錯誤。⑩更換火花塞后再次起動，但是發(fā)動機還是無法起動。

電噴發(fā)動機不能起動的油路故障多是混合氣過濃或過稀造成的，而電路故障多是點火過早或過晚造成的，所以只能從油路和電路方面檢查。

通過前面測壓及測試，油路方面不可能存在問題，那么，問題只能出在電路方面。檢查及判斷點火系統(tǒng)故障的步驟為：①根據(jù)有無高壓跳火現(xiàn)象來判定，這一點已經(jīng)在上述試跳火時證明沒問題；②如果有高壓火花跳出，表明信號發(fā)生器、點火控制裝置以及點火的電路良好，要檢查火花塞和點火正時。

在檢查及判斷點火系故障的第二步中，發(fā)現(xiàn)有高壓火花跳出，雖然證明高低壓電路正常工作，但還可能存在火花塞和點火正時問題。由于該車裝有分電器，可以調整點火提前角，于是松開分電器的2個固定螺栓，一邊起動發(fā)動機，一邊再正轉分電器，此時有著車跡象但發(fā)動機仍無法起動。隨后，裝上正時槍來檢查點火正時。起動發(fā)動機時檢查發(fā)現(xiàn)，該正時記號與第1缸的實際點火正時相差較多（點火過晚），筆者這時才發(fā)現(xiàn)，這就是造成該發(fā)動機無法起動的真正原因。

檢查分電器，安裝無異常，將分電器順時針轉到最低位，再用正時槍檢查點火正時，還是點火過晚。正時皮帶安裝位置和分電器位置都正確，是什么原因造成點火過晚呢？至此，既檢測不到故障碼，又查不出機械方面有故障，筆者當時的想法是只能調輛同型號的車來了，用換件法排除故障。另外，用新設備示波器來檢測曲軸位置傳感器信號，查看NE信號與點火信號IGT的波形是否同步等。聯(lián)系車輛，取出MT3500型試波器。該試波器為四通道多功能產(chǎn)品，利用示波器的通用雙通道，1條信號提取線中心線接NE+，搭鐵接NE-，由通道1進入；另1條信號提取線中心線接IGT，搭鐵接發(fā)動機氣缸體，由通道2進入，檢測的NE和IGT波形打印出該車波形圖，然后在另一輛同品牌且正常運行的車上將示波器連接到發(fā)動機點火系統(tǒng)上進行同樣的檢測，檢測的NE和IGT波形打印出該車波形圖。

通過對兩組波形圖比較，發(fā)現(xiàn)故障車的NE信號波形180°反相。到此，才找到不能起動的真正原因，即由于NE信號波形是磁電式曲軸位置傳感器產(chǎn)生的是交流波形，傳統(tǒng)方法無法判斷其相位正反，但NE信號還是分為NE+和NE-，NE+作為采集信號輸入，NE-與ECU內(nèi)部搭鐵線相連。為此，只有NE+與NE-的信號線接反了，才有可能造成交流波形180°反相。查分電器接線及插座，未發(fā)現(xiàn)異常。考慮該車是事故車，事故后又修整并換了分電器總成，只能是修復過程出的錯。

4 故障排除

由于有故障的發(fā)動機曲軸位置信號的交流波形反相，造成整個點火信號比正常點火信號晚了，使發(fā)動機無法在壓縮上止點時準確點火，雖然可以通過分電器調整點火提前角，但其調整范圍有限，已無法達到正常工作的要求。

按照上述思路檢查分析、判斷，不管是新?lián)Q件，還是原車哪方出了錯，只要將NE+和NE-兩線調換即可，查出兩線將其取出調換后插入連接器，起動發(fā)動機，正常著車，故障排除。

5 結束語

隨著科學技術的發(fā)展和微電腦技術在現(xiàn)代汽車上的普遍應用，其點火控制將越來越復雜，檢測技術要求也越來越高，新設備、新技術的應用也顯得越來越必要，再用傳統(tǒng)檢測技術和方法己不能滿足排除故障的需求，當遇到本文中的故障時，就需用新技術、新設備（示波器）分析處理檢測波形，才能達到事半功備的目的，有效節(jié)省維修時間，提高維修效率。

參考文獻

[1]劉希恭.高級汽車修理工[M].天津：天津科學技術出版社，2004.

[2]曹紅兵.汽車發(fā)動機電控技術原理與維修[J].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

〔編輯：王霞〕