丰田卡罗拉1ZR-FE发动机不能启动故障分析及排除
作者:周双斌
来源:《职业·中旬》2012年第02
        一、故障现象
        201110月,在中山市举行的汽车维修工技能大赛采用了丰田2007年款的卡罗拉(1.6L)轿车,该车装备1ZR-FE发动机。发动机点火着车后马上熄火,再次着车也不能启动发动机。仪表板的MIL故障灯和机油压力故障灯都亮。
        二、故障分析
        为了快速地排除发动机不能启动的这类故障,首先要分析导致发动机无法正常启动的原因。因为各种车型的控制原理和控制系统有所不同,所以在分析问题原因时,应该始终围绕发动机正常启动应具备的条件来分析。
        1.发动机正常、迅速启动的条件
        1:足够的、连续的点火能量,即要有足够高的连续的点火高压,这主要受发动机点火系统的控制;
        2:要可以连续提供合适可以燃烧的汽油,这一部分是由燃油供给系统来保证;
        3:合适的混合气体,性能好坏,主要取决于发动机的机械系统,即传统的两大机构。
        2.丰田卡罗拉1ZR-FE发动机不能启动的原因
        丰田卡罗拉1ZR-FE发动机不能启动的原因可分为两大类:一是没有初始燃烧,即没有任何的着火征兆;二是发生间隙性不完全燃烧,即有一定的着火征兆,但始终不能维持在正常的工作范围之内。这两者情况基本相同,只是没有初始燃烧时,前者情况显现更突出,故障范围更为广泛;而后者说明启动电路是没有问题的,可能是一些间隙性故障所致。笔者以发动机发生间隙性不完全燃烧为例,根据丰田卡罗拉1ZR-FE发动机点火控制系统的特征,分析该款发动机不能启动的具体原因。
        1ECM电源电路故障。ECM电源是指为了保证ECM的正常工作,而对其提供的电源电压。ECM是整个控制系统的核心,发动机的点火及喷油都受其控制,若ECM不能正常工作将导致车辆无点火、无喷油,而不能启动。ECM正常工作的条件除本身无故障以外,还要能保证其本身工作所必需的电源电压。根据卡罗拉轿车ECM控制电路,当点火开关置于ON位置时,蓄电池电压被施加到ECM丰田bb的端子IGSW上。ECMMREL端子的输出信号使电流流向EFI MAIN继电器线圈,闭合EFI MAIN继电器触点并向ECM的端子+B+B2供电。
        这一系统的故障中,ECM本身出现故障的概率较低(尤其是比赛时专家是不会设ECM的故障的),主要是其控制线路出现故障,而在排除故障的过程中要本着先简后繁的原则。所以首先是检查相关熔断器及继电器,再查相关线路及元件。
        2VC输出电路故障。ECM持续将端子+B(BATT)上的12V电压转换为5VVC电压,同时通过VC输出电路将该电压提供至各传感器。VC电路短路时,ECM中的微处理器和通过VC电路获得电源的传感器由于没有从VC电路获得电源而不能运行。
        VC输出电路牵涉的传感器主要包括进气侧凸轮轴位置传感器、排气侧凸轮轴位置传
感器、节气门位置传感器、油门踏板位置传感器等带有IC的传感器。这些传感器本身或其线路中如果存在短路故障时,系统不能启动,且即使系统出现故障时,故障指示灯(MlL)也不点亮。正常状态下,点火开关首次置于ON位置时,MIL亮起达几秒钟,当发动机启动时MlL熄灭。
        3)曲轴位置传感器故障。曲轴位置传感器提供的信号,是发动机正常运行的一个主控信号,发动机ECM根据曲轴位置传感器提供的信号,来控制点火和喷油。若缺少该信号将导致发动机无法运行,在启动过程中缺少该信号,发动机将无法启动
        4)燃油泵控制电路故障。燃油泵为发动机正常工作提供必需的一定压力、一定流量的燃油。通常发动机ECM通过控制油泵继电器的线圈搭铁端来控制油泵的工作,该系统电路中经常出现故障的一般为油泵熔断器、油泵继电器及油泵本身。
        5)点火系统故障。点火系统经常出现的故障为单缸断火或多缸不点火。对于单缸断火,通常不会导致发动机不能启动。多缸或全部缸不点火会使发动机无法启动。而出现多缸或全部缸不点火的原因主要是由于其控制电路部分。丰田卡罗拉的点火系统控制中,各缸点火线圈的电源都由蓄电池经过熔断器IG2及继电器IG2提供,搭铁为4号端子(GND)
各缸共用搭铁线,IGT为点火信号线,由发动机ECM控制。值得注意的是IGF线,该线在很多车型的点火系统中是没有的,为点火信号反馈线,也从点火线圈连接到ECM,且各缸点火信号反馈线是连接在一起的。该信号反馈线如果存在短路、断路故障,ECM将不会向点火线圈提供点火信号电压,导致发动机不能启动。