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A+ A-凌志400轿车点火系统的故障检修
摘要：本文针对丰田凌志400轿车发动机熄火后不能正常启动的故障现象，根据汽车发动机电脑控制点火系统的工作原理，利用发动机自我诊断系统对该系统故障进行故障诊断，出浅入深，逐步分析阐述发动机不能正常启动对点火系统电路的检测，查明故障的真正原因。为此谈谈自己在维修过程中一些做法。
汽油发动机能够正常启动的要素为：正常的点火正时以及点火能量，合适的可燃混合气，足够的气缸压缩力，正常的配气正时，足够的起动转速。如果其中一个要素工作失常都将会引起发动机工作性能变差，甚至造成发动机不能正常起动。本文以丰田凌志400轿车由于点火系统故障而引起发动机不能起动为例，简要地阐述点火系统的工作原理以及该系统的故障进行分析、检修。
2004年8月，我接手一辆凌志400轿车的检修，该车采用IUZ-FE发动机，行驶里程约12万公里。该车近一段时间行驶中会突然出现发动机熄火现象。有时熄火后能重新起动，并且起动后发动机工作正常；有时熄火后不能起动。
根据发动机能正常起动的要素以及该车故障综合分析：由于是行驶中突然出现发动机熄火，有时可以起动且起动后工作正常，所以排除发动机气缸压力以及配气正时不正常的现象引起的，故障应该出现在混合气不正常或点火系统不正常这两方面，根据以往的修车经验，采取由简单到复杂的方法，决定先从点火系着手检查。首先拔下该车的中央高压线距离缸体10mm 左右，起动发动机进行跳火试验，结果发动机左侧的中央高压线无火花出现，而右侧的中央高压线产生强烈的火花。经初步检查发现该发动机的点火系统存在故障。
1、丰田凌志400发动机点火系统原理
丰田凌志400轿车IUZ-FE发动机为V型8缸，气缸排列形式如图1所示。该发动机采用每缸四气门，DOHC双顶置凸轮轴机构。在保证各气缸都有足够点火能量的情况下采用双点火机构的两套独立的点火装置，分别在控制左右两列气缸的点火。点火顺序为1-8-4-3-6-5-7-2。该发动机的点火系统采用ESA电子点火提前控制系统，该点火系统主要是由发动机ECU点火模块、分电器、点火线圈、火花塞以及曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器等组成。
图1 IUZ-FE发动机气缸排列图
IUZ-FE发动机点火系统电路原理如图2所示。其中点火工作原理如下：
当发动机转动时，两个凸轮轴位置传感器产生的判缸信号G1、G2分别检测第一缸和第六缸压缩冲程上止点位置，曲轴位置传感器生产的脉冲信号Ne用于检测发动机转速和曲轴转角基准位置。发动机ECU根据G1、G2、Ne信号以及各种传感器修正信号确定点火提前角和点火时间，使发动机点火始终处于最佳时刻。
当发动机ECU确定点火时间时，在点火正时的某一预定角，通过IGT端子输出高电位，接通点火模块的功率三极管，形成点火线圈的初级电流，在达到点火正时角时，则通过IGT端子输低电位，使点火模块切断点火线圈的初级电路，此时将在线圈中产生高压电，通过分电器使相应的气缸火花塞跳火，点燃混合气。
当点火线圈初级电流被切断时，点火模块中的IGF端子将向发动机ECU输出反馈点火确认信号。如果点火系统发生故障时，ECU将接收不到点火确认信号IGF时，若此时喷油器仍继续喷油而火花塞不跳火，将导致未燃烧的混合气进入排气管中，而导致三元催化转换器损坏。为了避免这种现象的发生，在电脑内部预先设置的程序中有安全保护功能。在点火系统出现故障，发动机ECU在连续3-6次没有接收到点火反馈信号EGF时，即发出指令使喷油器停止喷油。
2、运用随车自诊断系统进行诊断
对于电控发动机，电控系统是一个机电系统综合的整体，为了方便维修，很多电子控制系统都设计有自诊断系统，监测电子控制系统各部件之间的工作状况。当发动机ECU
图2 点火系统电路原理
检测到电子系统中出现故障时，就会把检测到的故障以故障代码的形式，存贮在发动机ECU内。维修人员可以按照一定的操作程序，通过安装在仪表板的上发动机故障警告灯闪烁的次数读取故障码。凌志400轿车发动机故障码的读取方法如下：
①点火开关置于“OFF”位置。
②用跨接线短接检查连接器或TDCL连接器上的“TE1”“E1”端子。
③点火开关置于“ON”位置，但不要起动发动机；
④根据仪表板上的“CHECK”故障指示灯的闪烁来读取故障码，按照上述方法读取该发动机电控系统的故障代码为14，查阅该车维修资料，如表1所示：
三、故障排除
根据点火系统的原理以及车博士电子解码器或自诊断读取的故障码分析，确定该车发
动机左侧中央高压线无高压产生，故障可能出现在1号点火模块以及相关的电路。于是重点检查1号点火模块电路。
1、点火模块工作电源的检查
脱开与1号点火模块控制器相连的连接器，接通点火开关，用数字万用表直流电压档测量3号端子（黑/橙线）与1号点火模块外壳之间的电压，检查结果为12.8伏，正常电压为9-14V，表明1号点火模块的工作电源正常。
2、检查发动机ECU输出点火控制信号IGT
用万用表红表笔接2号端子（黑/白线），黑表笔接点火模块的外壳，起动发动机，此时电压在1~1.2伏之间变化，正常电压为0.5-1.5V，说明发动机ECU工作正常，发动机ECU有点火控制信号输出至1号点火模块的IGT1端子。
3、检查点火反馈信号线IGF
用万用表红表笔接1号端子（黄/绿线），黑表笔接点火模块外壳，打开点火开关，此时，两端的电压为5伏，正常电压为4.5-5.5V，说明1号点火模块与发动机ECU之间的IGF连接线工作正常。
4、检查1号点火模块外壳与车身搭铁之间的电阻
用万用表的电阻档测点火模块处壳与电瓶负极之间电阻，检查结果为0欧姆，说明点火模块搭铁良好。检查完后将连接器插回1号点火模块。
综合上述的检修分析；对于1号点火模块而言，工作电源正常，发动机ECU又有点火控制信号输出，搭铁线路正常，如果1号点火模块工作正常，此时应该是有高压电产生的，而现在却没有高压电产生，那么估计是1号点火模块的问题。为了验证自己的推断是否成立，于是将前面已证明过工作正常的2号点火模块装到1号点火模块的连接插座上。起动发动机进行跳火试验，结果左测发动机中的中央高压线无高压产生，于是又将1号点火模块接上进行跳火试验，结果右侧中央高压线有高压电产生；说明刚才判断1号点火模块有故障是错误的；故障不在1号点火模块，装好1号点火模块连接器后，继续寻找故障点。
5、1号点火线圈及其电路的检查
经过前面的分析，故障点基本在1号点火线圈与其相连的线路上，首先对点器圈进行检查。用万用表测量1号点火圈的初级、次级线圈电阻，经测量1号点火线圈电阻为0.5欧，次级线圈电阻为13.2千欧。但为了保证点线圈确实无问题，接着测量点火线圈的工作电压，接通点火开关，万用表红表笔接点火线圈正极端子，黑表笔接车身搭铁。测量结果为12.8伏，说明1号点火线圈正极端子工作电源正常。给点火线圈正极通电，测负极电压，同样也有12.8伏。根据点火系统的控制原理所知，当点火模块内的三极管导通时，点火线圈形成初级电流，当三极管截止时，初级电流切断，从而在初级线圈中形成一个交变电流，通过初次级线圈的互感作用，产生高压电火花。对点火线圈进行电阻、电压测量后，可排除点火线圈的故障。接着检查1号点火线圈到1号点火模块的连接线，用万用表直流电压档测1号点模块的5号端子电压，测得结果为0伏，也就是说明1号点火线圈到1号点火模块的连接线路有发生断路或短路的可能。于是仔细检查该连接线和连接器，发现1号点火线图连接器的导线和连接器松动，线内的铜线已折断，于是修理好该线，重新启动发动机，经路试后各状况正常，确定故障已排除。最后清除电子控制系统中的故障代码。
综合分析该车发动机故障排除过程，表明造成该车发动机不能起动是由于1号点火线圈连接器的导线与插头松动而出现间歇性故障。当导线与插头接触良好时，发动机工作正常；当导线松动时1号点火线圈不能正常工作，出就无高压产生。同样也无反馈点火信号至发动机ECU，这样发动机将停止喷油工作。此时发动机既无高压电也不喷油，所以发动机不能正常起动。
对于该车发动机不能启动的维修，给本人一个较深刻的印象。作为一个维修人员，不管维修产生问题大小都应全面细致地分析，不要轻易下结论，以免做出错误的判断。就这辆车的维修过程来看，如果没有细致地检测和分析，就会很容易判断是点火模块的故障，另外，也说明电子控制系统的自诊断系统只能根据信号的范围进行判断，而不能准确地判断故障部位。所以在故障诊断时应综合分析判断，如果单一依靠故障代码来排除故障，可能会出现判断上的失误。
其次，现代小汽车的设计越来越复杂，车上的电控系统是一个机电一体化的控制，一个电控系统出现故障可能是多个原因引起。而且有时这个电控系统出现故障，是由另一系统影响而出现的，故障不在其本身。因此，在排除电控系统的故障时，一定要按照正常的方法和程序进行。从简单到复杂，先分析后论断，分析应是全面性、综合性，切忌肓目操作。
本论文在撰写过程中得到XX老师的指导，谨此表示感谢。文中不足之处，恳请各位专家及同行批评指正。
