汽車維修工技師專項(xiàng)技能訓(xùn)練與考工相關(guān)課題淺析
——以“發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路的故障診斷與排除”為例

南京交通技師學(xué)院 戴德榮

“發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路的故障診斷與排除”是《汽車維修工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)（2018年版）》中規(guī)定的技師專項(xiàng)技能訓(xùn)練與考工的課題之一，該課題需要較強(qiáng)專業(yè)理論基礎(chǔ)，考生在操作過(guò)程中難免犯錯(cuò)。在技能考核時(shí)各職業(yè)技能鑒定所可根據(jù)自身情況選擇典型車型作為考試用車，筆者結(jié)合教學(xué)中的一些心得體會(huì)，以南京交通技師學(xué)院（南京市第二國(guó)家職業(yè)技能鑒定所）使用的豐田卡羅拉車為例解析其點(diǎn)火電路的故障診斷與排除方法。

第10代卡羅拉車搭載的是1.6 L 1ZR發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸設(shè)計(jì)，配置了雙智能可變氣門正時(shí)、直接點(diǎn)火系統(tǒng)、電子節(jié)氣門及渦流式進(jìn)氣歧管。要想順利通過(guò)考核，考生必須了解卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模塊的基本結(jié)構(gòu)，熟悉其點(diǎn)火電路的組成、工作原理及檢測(cè)方法，并熟練掌握其點(diǎn)火電路的故障診斷及排除方法。

1 卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路識(shí)讀

1.1 卡羅拉車電路的組成及工作原理

卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路由蓄電池、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、集成繼電器、點(diǎn)火線圈總成（點(diǎn)火模塊）及ECM組成。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作時(shí)ECM確定點(diǎn)火正時(shí)并為各氣缸傳輸點(diǎn)火信號(hào)（IGT）。ECM根據(jù)IGT信號(hào)接通或斷開(kāi)點(diǎn)火器內(nèi)的功率晶體管的電源，功率晶體管進(jìn)而接通或斷開(kāi)流向初級(jí)線圈的電流。初級(jí)線圈中的電流被切斷時(shí)，次級(jí)線圈中產(chǎn)生高壓，此高壓被施加到火花塞上并使其在氣缸內(nèi)部產(chǎn)生電火花。一旦ECM切斷流向初級(jí)線圈的電流，點(diǎn)火器會(huì)將點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)（IGF）發(fā)送回ECM，ECM據(jù)此控制各氣缸點(diǎn)火。

1.2 點(diǎn)火模塊各端子的識(shí)別

卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模塊實(shí)物如圖1所示，端子1接電源線，工作時(shí)由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制集成繼電器向其供電；端子2（IGF）為點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)線，點(diǎn)火系統(tǒng)正常點(diǎn)火后，點(diǎn)火模塊通過(guò)2號(hào)端子向ECM發(fā)送一個(gè)IGF信號(hào)，確認(rèn)該缸已經(jīng)正常點(diǎn)火，如果ECM連續(xù)4次收不到該缸的點(diǎn)火確認(rèn)信號(hào)，ECM會(huì)停止向該缸發(fā)送噴油脈沖信號(hào)，該缸噴油器便停止噴油，以防止噴油而不點(diǎn)火浪費(fèi)燃油且污染環(huán)境；端子3（IGT）為點(diǎn)火信號(hào)線，點(diǎn)火模塊只有在收到點(diǎn)火信號(hào)后，功率晶體管才會(huì)斷電，點(diǎn)火線圈次級(jí)產(chǎn)生高壓電，使火花塞產(chǎn)生高壓電火花，點(diǎn)燃可燃混合氣；端子4為搭鐵線，為功率晶體管提供搭鐵。

圖1 卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模塊

1.3 IGT、IGF端子的識(shí)別

為了能夠通過(guò)ECM端子示意圖快速找出實(shí)物上面的IGT、IGF端子位置，為后續(xù)檢測(cè)做準(zhǔn)備，可以查看維修手冊(cè)上面關(guān)于卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)ECM端子識(shí)別圖部分的內(nèi)容，如圖2所示。連接器B31上的端子82為IGF信號(hào)線，端子109為IGT1信號(hào)線，端子108為IGT2信號(hào)線，端子107為IGT3信號(hào)線，端子106為IGT4信號(hào)線。

圖2 卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)IGT、IGF端子

2 卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路的故障診斷與排除

卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)存儲(chǔ)故障代碼P0351、P0352、P0353和P0354，其含義分別為發(fā)動(dòng)機(jī)1缸、2缸、3缸和4缸點(diǎn)火線圈總成電路故障，產(chǎn)生故障的原因可能有：點(diǎn)火系統(tǒng)故障、點(diǎn)火線圈總成與ECM之間電路斷路或短路、各缸點(diǎn)火線圈總成故障或ECM故障等。下文以3缸點(diǎn)火線圈總成電路出現(xiàn)故障，存儲(chǔ)故障代碼P0353為例，詳述其故障的診斷步驟和方法。

2.1 點(diǎn)火模塊總成的檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，連接故障檢測(cè)儀。（2）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，清除故障代碼。（3）將3缸與4缸的點(diǎn)火線圈總成進(jìn)行互換。注意，點(diǎn)火線圈總成連接器的排列形式不能變換。

（4）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，執(zhí)行模擬測(cè)試，再次讀取故障代碼。

如果讀取的故障代碼不變，說(shuō)明該缸點(diǎn)火線圈總成正常，需進(jìn)行下一步檢測(cè)；如果故障代碼為P0354，則說(shuō)明3缸的點(diǎn)火線圈總成損壞，更換即可。

2.2 搭鐵線路的檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下3缸點(diǎn)火線圈總成連接器B28。

（2）用萬(wàn)用表測(cè)量端子4與發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵之間的電阻。如果測(cè)得的電阻小于1 Ω，說(shuō)明點(diǎn)火線圈總成與車身之間的搭鐵良好，需進(jìn)行下一步檢測(cè)；如果測(cè)得的電阻為無(wú)窮大，則說(shuō)明搭鐵線路存在斷路，需維修或更換線束、連接器。

2.3 電源電路的檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下3缸點(diǎn)火線圈總成連接器B28。

（2）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表測(cè)量端子1與發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵之間的電壓。如果測(cè)得的電壓為9 V～14 V，說(shuō)明點(diǎn)火線圈總成的供電正常，需進(jìn)行下一步檢測(cè)；如果測(cè)得的電壓為0 V，說(shuō)明點(diǎn)火線圈總成的供電異常，應(yīng)檢查線路線束、集成繼電器及相關(guān)熔絲。

2.4 IGF信號(hào)電路的檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，拔下3缸點(diǎn)火線圈總成連接器B28。

（2）接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，用萬(wàn)用表測(cè)量端子2與發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵之間的電壓。如果測(cè)得的電壓為4.5 V～5.5 V，說(shuō)明ECM內(nèi)部工作正常，且點(diǎn)火線圈總成B28與ECM之間的線束正常，需進(jìn)行下一步檢測(cè)；如果測(cè)得的電壓為0 V，說(shuō)明ECM無(wú)反饋電壓，應(yīng)檢查線路線束、集成繼電器及相關(guān)熔絲。

2.5 IGT信號(hào)電路的檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)蓄電池負(fù)極電纜，分別斷開(kāi)3缸點(diǎn)火線圈總成連接器B28及ECM的連接器B31（圖3），連接器B28的端子3為IGT信號(hào)線，連接器B31的端子107為IGT信號(hào)線。

（2）用萬(wàn)用表分別測(cè)量連接器B28的端子3和連接器B31的端子107之間的電阻、點(diǎn)火線圈總成的連接器B28的端子3與發(fā)動(dòng)機(jī)搭鐵之間的電阻。如果測(cè)得的電阻小于1 Ω且搭鐵電阻超過(guò)10 kΩ甚至無(wú)窮大，說(shuō)明IGT連接線束正常，無(wú)斷路或短路故障，需進(jìn)行下一步檢測(cè)；如果導(dǎo)線電阻無(wú)窮大或搭鐵電阻小于1 Ω，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的線束需要維修或更換線束、連接器。

2.6 IGT、IGF信號(hào)波形檢測(cè)

（1）關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)3缸點(diǎn)火線圈總成連接器B28。

圖3 連接器B28和連接器B31的端子分布

（2）用專用跨接線跨接點(diǎn)火線圈總成和連接器，將IGT、IGF信號(hào)端子分別與故障檢測(cè)儀相連。

（3）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，讀取IGT、IGF信號(hào)波形（圖4），波長(zhǎng)應(yīng)該隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而變短，如果信號(hào)波形出現(xiàn)異常則需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)ECM。

圖4 卡羅拉車發(fā)動(dòng)機(jī)IGT、IGF信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)波形

“發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路的故障診斷與排除”課題的實(shí)操性很強(qiáng)，除了要求考生能夠熟練掌握其電路的工作原理及檢測(cè)方法外，還需要熟練運(yùn)用專業(yè)檢測(cè)設(shè)備和儀器，同時(shí)注意安全防范措施，才能快速高效通過(guò)考核。