淺談豐田凱美瑞轎車點火系統的故障維修

關向文

摘 要：本文針對凱美瑞轎車發動機熄火后不能正常啟動的故障現象，根據汽車發動機電腦控制點火系統的工作原理，利用汽車電子解碼器或利用發動機自我診斷系統對該系統故障進行故障診斷，深入淺出丑，逐步分析闡述發動機不能正常啟動對點火系統電路的檢測，查明故障的真正原因。

關鍵詞：汽油發電機；點火系統；故障現象

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.242

1 故障的現象

有一臺凱美瑞轎車采用1AZ-FE發動機，行駛里程約9萬公里。該車在行駛中會突然出現發動機熄火現象。有時熄火后能重新起動，并且起動后發動機工作正常；有時熄火后不能起動。該車曾維修過并更換過四個點火線圈，但故障仍存在。

2 故障的分析與診斷

汽油發動機能夠正常啟動的要素為：正常的點火正時以及點火能量，合適的可燃混合氣，足夠的氣缸壓縮力，正常的配氣正時，足夠的起動轉速。如果其中一個要素工作失常將會引起發動機工作性能變差，甚至造成發動機不能正常起動。

根據發動機正常起動的要素以及該車故障綜合分析：由于是行駛中突然出現發動機熄火，有時可以起動且起動后工作正常，所以排除發動機氣缸壓力以及配氣正時不正常的現象引起的，故障應該出現在混合氣不正常或點火系統不正常這兩方面，根據修車經驗，采取由簡單到復雜的方法，決定先從點火系著手檢查。首先拔下該車的一缸火花塞對缸體進行跳火試驗，起動發動機進行跳火試驗，結果發動機的中央高壓線無火花出現。（注：1、檢查時確保將火花塞接地。2、為防止在進行跳火試驗時有太多的燃油從噴油器噴出，試驗的時間不應過長，或在試驗時斷開噴油器的工作電源。）經初步檢查發現該發動機的點火系統存在故障。

2.1 豐田凱美瑞發動機點火系統簡介

豐田凱美瑞轎車1AZ-FE發動機點火系統采用ECU提前控制系統，該點火系統主要是由發動機ECU、點火線圈、火花塞以及曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器和爆震傳感器等組成。

1AZ-FE發動機點火系統電路原理如圖1所示。其中點火工作原理如下：當發動機轉動時，凸輪軸位置傳感器產生的判缸信號G檢測第一缸壓縮上止點位置，曲軸位置傳感器生產的脈沖信號Ne用于檢測發動機轉速和曲軸轉角基準位置。發動機ECU根據G、Ne信號以及爆震傳感器等各種修正信號確定點火提前角和點火時間，使發動機點火始終處于最佳時刻。

當發動機ECU確定點火時間時，在點火正時的某一預定角，通過IGT端子輸出高電位，接通點火線圈，形成點火線圈的初級電流，在達到點火正時角時，則通過IGT端子輸低電位，使切斷點火線圈的初級電路，此時將在線圈中產生高壓電，通過電器使相應的氣缸火花塞跳火，點燃混合氣。

當點火線圈初級電流被切斷時，點火線圈中的IGF端子將向發動機ECU輸出反饋點火確認信號。如果點火系統發生故障時，ECU將接收不到點火確認信號IGF時，若此時噴油器仍繼續噴油而火花塞不跳火，將導致未燃燒的混合氣進入排氣管中，而導致三元催化轉換器損壞。為了避免這種現象的發生，在電腦內部預先設置的程序中有安全保護功能。在點火系統出現故障，發動機ECU在連續2-4次沒有接收到點火反饋信號EGF時，即發出指令使噴油器停止噴油。

2.2 運用智能測試儀進行診斷

在汽車電子控制系統中，如果設備允許的條件下，一般會優先選用智能測試儀來讀取故障碼，因為這樣可以減少查閱該車維修資料的麻煩。采用智能測試儀器對豐田凱美瑞轎車發動機故障碼的讀取方法如下：

（1） 將智能測試儀連接到 DLC3 上。

（2）將點火開關轉到 ON，打開測試儀。

（3） 清除 DTC。

（4）起動發動機。

（5）選擇以下菜單項目：Powertrain （傳動系）/ Engine and ECT （發動機和 ECT）/ DTC。

（6） 讀取 DTC。

結果如表1：

從表1中可以初步確定為故障在點火線圈和 ECM 之間的 IGF1 或 IGT （1 至 4）電路中存在開路或短路。

3 故障排除

根據點火系統的原理以及智能測試儀的故障碼分析，確定該車發動機點火線圈無高壓產生，故障可能出現在點火線圈以及相關的電路。

（1）點火線圈工作電源的檢查（圖2）。脫開與點火線圈的連接器，接通點火開關，用數字萬用表直流電壓檔測量點火線圈+B線1端子與搭鐵4之間的電壓，檢查結果為12.8伏，正常電壓為9-14V，表明點火線圈的工作電源正常。

（2）檢查發動機ECU輸出點火控制信號IGT。萬用表紅表筆接ECU輸出點火控制信號IGT端子2，黑表筆接搭鐵端子4，起動發動機，此時電壓在1～1.2伏之間變化，正常電壓為0.5-1.5V，說明發動機ECU工作正常，發動機ECU有點火控制信號輸出至點火線圈的IGT端子。

（3）檢查點火反饋線IGF。萬用表紅表筆接點火線圈點火反饋線IGF端子3，黑表筆接搭鐵端子4，打開點火開關，此時，兩端的電壓為5伏，正常電壓為4.5-5.5V，說明點火線圈與發動機ECU之間的IGF連接線工作正常。

（4）檢查點火線圈端子4與車身搭鐵之間的電阻。用萬用表的電阻擋測點火線圈端子4與電瓶負極之間電阻，檢查結果為0歐姆，說明點火線圈端子4搭鐵良好。檢查完后將連接器插回點火線圈。

綜合上述的檢修分析；對于點火線圈塊而言，工作電源正常，發動機ECU又有點火控制信號輸出，搭鐵線路正常，如果點火線圈工作正常，此時應該是有高壓電產生的，而現在卻沒有高壓電產生，那么估計是點火線圈的問題。將新的點火線圈裝到舊的點火線圈的連接插座上。起動發動機進行跳火試驗，結果發動機中的高壓線無高壓產生，說明剛才判斷點火線圈有故障是錯誤的；故障不在點火線圈，裝好點火線圈連接器后，繼續尋找故障點。

（5）測量凸輪軸位置傳感器的電阻。測得電阻值為1400 ?，正常范圍值為1060 至 1645 ?。凸輪軸位置傳感器正常。

（6）測量曲軸位置傳感器的電阻。測得電阻值為1600 ?，正常范圍值為1260 至 18905 ? 曲軸位置傳感器正常。

（7）ECM及其電路的檢查。經過前面的分析，故障點基本在點火線圈與其相連的線路上，首先對ECM的工作電壓進行檢測，接通點火開關，萬用表紅表筆接ECM正極端子，黑表筆接車身搭鐵。測量結果為12.8伏，說明ECM工作電源正常。接著檢查點火線圈到ECM的連接線，用萬用表直流電壓檔測ECU與點火線圈到各端子電壓，測得結果發現IGF線與ECM的連接端子為0伏，也就是說明點火線圈IGF線到ECM的連接線路有發生斷路或短路的可能。檢查該連接線和連接器，發現點火線圈IGF線與ECM連接器的導線和連接器松動，線內的銅線已折斷。修理后，重新啟動發動機，經路試后正常，確定故障已排除。

4 消除故障碼

故障被排除后，必須清除電子控制系統中的故障代碼，如果不清除，它會保留在電子控制裝置中。方法如下：（1）在駕駛室的左下角找到DLC3，將智能測試儀連接到 DLC3 上。（2）接通點火開關，并開啟智能測試儀；（3）根據顯示介面，找出相應的車型按確定鍵進入；（4）選擇以下菜單項目：Powertrain （傳動系）/Engine and ECT （發動機和 ECT）/ DTC / Clear（清除）。 （5）按下 “YES”（是）按鈕。

5 故障診斷結果分析

綜合分析該車發動機故障排除過程，表明造成該車發動機不能起動是由于點火系ECM統連接器的導線與插頭松動而出現間歇性故障。當導線與插頭接觸良好時，發動機工作正常；當導線松動時點火線圈不能正常工作，出就無高壓產生。同樣也無反饋點火信號至發動機ECM，這樣發動機將停止噴油工作。此時發動機既無高壓電也不噴油，所以發動機不能正常起動。

參考文獻：

[1]趙琢.汽車電控燃油噴射系統的運用與檢修[J].人民交通出版社.

[2]廣豐凱美瑞維修手冊[K].