豐田1ZR發動機起動困難的原因分析及排除

孫漢青

摘 要 本文主要介紹一輛豐田卡羅拉轎車，水溫傳感器出故障，造成該車冷車起動困難，熱車啟動相對好些。我們通過檢測，發現水溫傳感器電阻值減小，更換新的傳感器，從而將故障排除。使該發動機恢復良好的冷起動性能。

關鍵詞 冷起動困難 起動噴油脈寬 水溫傳感器 空燃比

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A

發動機的水溫傳感器出故障，使得該車冷起動困難，要起動三四次才能著車，這樣不但油耗高排氣污染大，還會大大縮短蓄電池和起動機的使用壽命。我們通過更換新件，將故障排除。使該發動機恢復良好的冷起動性能。

1故障現象

一臺豐田卡羅拉轎車冷車起動困難，熱車啟動相對好些。冷車要要起動三四次才能著車。起動后怠速有些不穩，其它方面則無明顯異常。但這樣會使油耗高、排氣污染大，還會大大縮短蓄電池和起動機的使用壽命。

2故障檢測與分析

電控發動機的工作過程：電控發動機上采用電子控制裝置，取代傳統的機械系統（如化油器、壓力開關），發動機電腦對曲軸位置信號，進氣溫度、水溫和空氣流量等工作參數不斷地進行實時檢測，將這些物理量轉變成電信號輸入電子控制裝置。電腦再按設定程序進行運算，計算出最佳點火提前角、噴油提前角、點火線圈導通時刻、怠速空氣閥占空比等等。并轉換成控制信號，控制噴油器、點火器大功率三極管、繼電器等執行機構工作。還要將控制結果反饋給電腦，形成閉環控制。從而使發動機在各種工況下皆能獲得最佳性能。

根據汽油機的工作原理，發動機要能順利起動，必須具備以下條件：（1）合適的氣缸壓力；（2）正確的噴油壓力、燃料霧化良好；（3）工質的濃度要符合該工況所需的空燃比；（4）準確的點火時間和足夠的火花能量；（5）足夠高的啟動轉速。我們就按照這個思路，根據具體的現象進行如下檢測：

①連續起動發動機3次，排氣管連煙都沒冒一下，也沒有啪啪的著火聲，沒有任何著車跡象。

②用手觸摸噴油器，起動時可感覺到針閥“嗒、嗒”的震動，噴油器動作正常。

③用萬用表測量，起動時蓄電池電壓為11.6V，正常。

④用轉速表邊起動邊檢測轉速，起動轉速達到150r＼min，正常。

⑤在停油、停火情況下，測得4個氣缸的壓力依次為1108kPa、1112kPa、1110kPa、1113kPa。查閱維修資料，標準值在1225kPa與1030kPa之間，正常。

⑥拆出獨立點火器，把火花塞的旁電極接觸缸體，起動發動機試火，火花塞發出藍白色的火花，聲音響亮且連續、不斷火。檢查4個缸火花塞，沒有發現濕潤和積碳現象，且裙部為灰白色，點火和燃燒質量正常。

⑦由于啟動后發動機怠速不穩，其它方面并無明顯異常，所以起動時的燃油壓力肯定也正常。但是，為了可靠起見，我們還是檢測了燃油壓力。我們把燃油壓力表用三通管連接在燃油濾清器至輸油管之間，打開點火開關但不著車，重復2次，壓力表讀數為294kPa，且燃油壓力不下降，與標準值295kPa相比是正常的。

⑧分析以上測試結果，發動機起動時噴油壓力、火花能量、壓縮壓力等均正常 ，故障原因只能是混合氣的濃度過稀所致。因為發動機啟動工況的噴油量計算方法和正常工況的噴油量計算方法是兩個完全不同的程序：發動機啟動時轉速很低，進氣量忽大忽小，波動很大，空氣流量計很難精確地檢測到發動機的進氣質量。這時電腦就不能考慮空氣流量計的信號，系統則給出一個固定的進氣量，從而只對應一個基本噴油量，然后再根據冷卻水溫對基本啟動噴油量進行修正（也即：水溫高時，修正噴油量就減少，反之則增加），過稀過濃都不行。如果發動機啟動時不能準確地檢測到冷卻水溫，那麼混合氣的濃度就不能滿足要求，起動就會失敗。于是，我們拆開進氣總管，用化清劑邊噴、邊加濃、邊起動，結果一起動，即能著車，再重復2次，都能順利起動，證明混合氣濃度過稀的判斷是正確的。

那么，影響混合氣濃度的因素有哪些呢？節氣門位置傳感器、絕對壓力傳感器、空氣流量計、水溫傳感器等都有可能。但從該車故障現象和已檢測的結果分析，起動后發動機怠速有些不穩，發動機故障燈又沒有亮起，傳感器至少沒有硬件故障（即物理系統沒問題）。根據電控發動機的工作原理，發動機起動時，電腦收到起動信號后，同時檢測水溫信號。根據水溫，提供起動加濃補償噴油脈寬，補償量的大小取決于發動機冷卻水溫高低，冷啟動時的噴油量是所有工況中最大的。

水溫傳感器能否正常工作？起動時電腦是否收到起動信號？提供的噴油脈寬補償量夠不夠？最后只剩下這三個疑問了，按上述思路再繼續檢查。

我們查看了發動機電腦端子功能，用萬能表測量電腦的啟動信號端子，在起動時的電壓為ll.5V，證明有起動信號送至電腦。拔掉水溫傳感器插頭，打開點火開關，測量傳感器電源端子電壓為4.91V（正常為5.0V左右）。測量此時水溫傳感器的電阻為1.02k%R，用萬用表檢測發動機的水溫為20.1℃。查閱維修資料，20℃時的標準電阻值為2.32至2.59 k%R。關閉點火開關，拆下蓄電池負極，用電阻檔測量水溫傳感器倆個端子到電腦對應的端子的電阻，阻值小于1.0%R，線路正常。水溫傳感器的實際電阻比標準電阻少了1千多歐姆。水溫傳感器內部采用的是負溫系數的熱敏電阻，溫度越高電阻越小，反之則越大。那么，電阻小了這么多，意味著水溫高了很多。于是，電腦會誤以為此時水溫很高，起動發動機時所提供的補償加濃噴油量就很少，混合氣過稀，需要進行多次起動多次噴油才能達到所需的起動工況濃度。

用解碼器讀取數據流，查看噴油脈寬。連接好配線，打開點火開關，點擊菜單進入發動機數據流。顯示當前溫度為20.1℃，起動發動機，噴油脈寬為，7.5ms。查閱維修手冊的噴油脈寬數據資料，在20℃下正常起動時的噴油脈寬數值為10.2 ms.發現噴油脈寬明顯少于標準值，也證明了混合氣濃度過稀。

3故障排除

經過上述檢測，確定是水溫傳感器損壞，更換一個新的水溫傳感器。為了可靠起見，我么將水溫傳感器發放入熱水中檢測，數據正確，裝上發動機。

4維修效果

啟動發動機的同時，查看數據流，噴油脈寬10.1 ms，順利著車。再重復啟動2次，同樣順利、怠速穩定，一切正常。

5故障總結

通過以上檢測與數據對比分析，由于水溫傳感器出現故障，使電腦得到一個錯誤的高溫信號，不能運算出對應起動溫度所需要的噴油脈寬，從而減少了補償加濃噴油量，使冷起動時的混合器過稀，不適應冷起動工況的需求，要經過多次啟動待混合氣濃度加大了才能著車。起動后發動機在暖機過程中，同樣也需要提供補償加濃噴油量，這個補償量隨著水溫的的升高而逐漸減少。所以，暖機時的實際噴油量也是小于該溫度下的正常噴油量，混合氣還是偏稀，怠速不穩。熱車啟動相對好些，但也不理想。

診斷故障需要熟悉結構組成與控制原理，要善于利用維修資料，敢于實踐。實際操作時要從簡單到復雜、從調整到拆裝、從表面到內部，這樣才能做到事半功倍、省時省力！

參考文獻

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