三、故障诊断与排除的相关要点

1.验证故障现象，迅速找到故障诊断的切入点

验证发动机不能起动的故障现象时，主要要留意起动机能否带动发动机正常转动，起动时发动机有无起动征兆（有无初始燃烧）。

如果起动机不能带动发动机旋转，或能带动，但转动缓慢，则应检查起动系统或发动机机械系统。

如果发动机旋转轻快，感觉无压缩阻力，则就要检查正时带是否断裂、气缸压力是否过低。

如果出现不能起动且无着车征兆，其原因一定是发动机的点火系统、燃油系统或机械系统三者之中的一个或一个以上完全丧失了功能。因此，不能起动的故障的诊断与排除应重点集中在上述三个系统中。

有着车征兆而不能起动，说明点火系统、燃油系统和控制系统虽然工作失常，但并没有完全丧失功能。这种不能起动故障的原因不外乎是高压火花太弱或点火正时不正确、混合气太稀、混合气太浓、气缸压力太低等。一般先检查点火系统，然后再检查进气系统、燃油系统、控制系统，检查排气管是否堵塞，最后检查发动机气缸压力等。

2.目视检查应有的放矢

一定要养成下意识地进行目视检查的习惯，且应做到有的放矢。检查线束接头有无松动脱落现象，真空管连接情况，高压线是否插错，汽油表指针、油量警告灯等仪表指示情况等，都在目视检查的范围内。

如根据发动机故障指示点亮情况初步判断EFI主继电器的工作情况及ECU的电源供应是否异常。

如根据安全指示灯的状态判断故障是否在发动机停机系统（防盗系统）中。

如果发动机的燃油系统中装有燃油压力脉动衰减器，那么就可以用脉动衰减器螺钉张力法来初步检查燃油压力，当燃油压力脉动衰减器顶部的螺钉鼓突出来时，就说明燃油系统有一定的燃油压力了，如果燃油压力脉动衰减器顶部的螺钉凹下去了，说明无燃油压力，应检查燃油系统。

如果发动机转速表的转速信号来自点火模块，那么就可以根据起动时观察转速表的指针是否摆动来初步判断故障是不是出在初级点火系统。起动时转速表的指针不动说明点火系统未输出初级点火信号。如果发动机转速表的转速信号是由发动机曲轴位置传感器产生的并经发动机ECU通过CAN数据线传递给仪表ECU，则在起动时转速表的指针已经摆动，一般可说明有曲轴位置信号输入，但要注意，这并不能说明曲轴位置传感器信号完全正常；如转速表的指针不动，应优先检查曲轴位置传感器信号。

3.通过读取故障码、数据流来缩小故障范围

读取故障码时，还应检查DTC输出结果与问题症状是否一致。有时DTC输出结果显示异常，但DTC所显示的故障可能不会导致发动机不能起动，在这种情况下就要检查DTC和问题症状之间的关系，区分当前故障码和历史故障码，必要时先将故障码和定格数据记录下来，清除故障码后再起动发动机，然后再次读取故障码以判断故障码是否与故障有关。如果显示相同的故障码，可以判断故障发生在故障码指示的系统中。如果显示的是与故障无关的故障码，或者显示的是正常故障码，现在的故障是由其他原因引起的。因此，应进行适合于故障症状的故障排除。

读取故障码后，先不要急于检查，先读取一下ECU数据，检查ECU相应的输入信号、输出信号，并通过检查ECU的数据确定故障原因。如当检测到了冷却液温度信号不良的代码时，读取关于冷却液温度信号的数据，如果温度是-40℃，故障可判断为冷却液温度传感器电路开路。如果它是140℃或更高，故障可判断为短路。

有些故障码被记忆下来时，ECU会同时记录相关的发动机运行数据，这通常称为冻结帧数据，这将有助于了解故障发生时的状态。

即使故障码没有被识别出来，也可通过ECU数据检查ECU状况。这个功能能够找出无故障码的故障，包括错误的传感器范围和执行机构故障。这样可将DTC无法检测到的传感器范围/性能故障以及执行器故障的原因缩小在一定范围内。

4.发动机正常起动的三个要素

1）强且正时的高压火花。

2）合适的空燃比。

3）足够的气缸压力（当然排气要畅通）。

这三方面均应符合要求，堪称三要素缺一不可。首先要判断故障出在这三个方面的哪一方面，一般从点火系统入手，先看高压火。再看是否有油进缸，当然，可先看有无喷油信号（可用发光二极管灯等方法检查），油泵能否建立一定油压（可倾听油泵运转声音、采用脉动衰减器螺钉张力法、拆进、回油管查看、用油压表测量等方法检查），当怀疑无油供给时，可在进气口喷化油器清洗剂，然后看能否起动，如能起动，为燃油供给系统的故障。有火有油看点火正时，火花强不强，是为细查点火系统。再拆检火花塞有无淹死，这是稍细看空燃比。如火花塞没有溺死现象，在进气口喷化油器清洗剂也不能起动，高压火花强且正时，就用前述方法检查排气管有无堵塞，最后测量气缸压力。如起动时有起动征兆但不能起动，伴随有排气突突，车身抖动或冒黑烟或回火放炮等现象，可立即检查点火正时，分高压线接错，接着检查混合气过浓或过稀，再查排气堵塞、气缸压力等。可总结如下：

排气突突车抖动，屡次着车车难着。

先查点火不正时，再查空燃混合比。

回火放炮点火错，排气不畅、缸压低。

5.电控发动机控制系统主要元件的故障表现

了解电控发动机控制系统主要元件发生故障时的主要表现，是正确、迅速地诊断故障的基础。

电控发动机电子控制系统的各项功能是由许多元件相互配合完成的，如果元件发生故障，必将影响整个系统的工作，但是，并不是所有的元件故障都会导致发动机不能起动，因此，了解电控发动机控制系统主要元件发生故障时的表现在汽车维修中是非常必要的。举例来说，当发动机无高压火，也不能因为爆燃传感器是点火系统的元件而首先就对它进行检查，我们应抓住问题的主要方面，才能有的放矢，尽快诊断出故障。为此，将发动机电子控制系统主要元件产生故障时的主要表现归纳在表1-1内。在后面所述的其他故障诊断也可参考。

表1-1 发动机电控系统主要元件故障现象

（续）

（续）

6.点火系统的检查

导致不能起动的最常见原因是点火系统不能点火。因此，在做进一步的检查之前，应先排除点火系统的故障。在检查电控汽油喷射式发动机的电控点火系统有无高压火花时应采用正确的方法，不可沿用检查传统触点式点火系统高压火花的做法，以防损坏点火系统中的电子元件。

目前，轿车发动机上使用的点火系统主要是无分电器直接点火系统，而无分电器直接点火系统又可分为双缸同时点火无分电器点火系统和各缸独立点火无分电器点火系统，各缸独立点火无分电器直接点火系统又是目前发动机的主流点火系统类型。

无分电器直接点火系统（DIS）如图1-8所示，这种点火系统取消了分电器，使用多个点火线圈直接向火花塞提供高压电。点火正时由发动机电控单元（ECU）中的电子点火提前功能控制。这种点火系统在目前的汽油机中占主导地位。

提示：图中2型是两缸同时点火。压缩行程点火一次，排气行程点火一次。

带点火器的点火线圈的结构通常如图1-9所示。也有的发动机各个缸的点火线圈与点火模块是分开的，点火模块可以集成在发动机控制模块中，也可做成一个点火模块总成。还有的把四个缸的四个点火线圈集成在一起，如雪铁龙C5、雪佛兰景程轿车的发动机等。

图1-8 无分电器直接点火系统（DIS）

各缸独立点火无分电器点火系统因点火线圈和火花塞直接连接，使高压电流过的距离缩短，从而电压损失和电磁干扰也减少。这样点火系统的可靠性也得到提高。

现代汽车采用的微机控制的电子点火系统通常都是发动机集中控制系统中的项目之一，同所有的电控系统一样，都是由传感器、ECU、执行器三部分组成的。不过其ECU通常也就是发动机ECU，传感器也大多是与燃油喷射等电控系统共用的传感器，单独属于点火控制的传感器可能只有爆震传感器了。

图1-9 带点火器的点火线圈

其传感器及输入信号主要有空气流量计或进气歧管绝对压力传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、爆燃传感器、起动开关信号、空调开关信号、空档起动开关信号等。虽然参与点火控制的传感器很多，但习惯上仅将曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器归于点火系统，其他的传感器主要是用来修正点火提前角，而不控制是否点火。所以通常说的点火系统包括ECU、点火器、分电器、点火线圈、高压线、火花塞、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器等。

并不是所有的发动机都需要凸轮轴位置传感器信号才可能点火，对双缸同时点火的无分电器点火系统来说，只需其曲轴位置传感器上有缺齿的活塞上止点位置信息，就能完成点火控制任务。使用凸轮轴位置传感器信号，一是用来为喷油器定序，从而进行顺序喷射，二是实现快速起动。也就是说，有了凸轮轴位置传感器信号，不管发动机熄火时曲轴处于某种位置（角度），下次起动时曲轴只要转动较少角度，便可识别出某缸压缩上止点位置，就能进行点火控制。如果没有凸轮轴位置传感器信号，只有曲轴位置传感器信号轮缺齿位置提供的某缸上止点位置信号，对双缸同时点火的无分电器点火系统来说，起动时可能要转动接近一周才会得到上止点位置信号，才能点火，起动可能显得慢点；而对于各缸独立的无分电器点火系统来说，ECU必须通过内部程序分析、计算出各缸压缩上止点位置，才能顺利起动，起动当然会困难些，有的是第一次起动时不能起动，第二次起动时，ECU记忆了故障码再启动内部分析程序，计算出压缩上止点位置后就能起动了。曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器信号共同输入当然也增加了运行可靠性与响应性，自诊断中的缺火监测的可靠性，也是可变配气正时反馈控制的需要。对于缸外喷射的发动机来说，即使没有按正确顺序使喷油器喷油时，发动机加速恶化、怠速抖动，但并不会十分严重，因为喷油器的喷油是在缸外的进气门前方进行的。

图1-10为2008款本田雅阁3.5L发动机点火系统电路原理图。这里没画出作为输入信号的传感器等。由图可知，这是一个独立点火的无分电器点火系统，每缸有一个点火线圈。每缸的点火线圈、点火模块集成在一起，里面还有一个高压二极管。

图1-10 2008款本田雅阁3.5L发动机点火系统电路原理图

图1-11为本田飞度轿车采用的智能双重顺序式点火（DSI）系统。

智能双重顺序式点火（DSI）系统的特征就是每一气缸均设有双火花塞。在这两个火花塞的点火时刻之间设定了差值，以完善燃烧室内火焰的高速传播。不仅如此，在整个范围内实现快速燃烧过程中，这种方法能够有效抑制爆燃，并获得更高压缩比、高输出、高转矩和低油耗。

图1-11 本田飞度轿车采用的智能双重顺序式点火（DSI）系统

采用智能双重顺序式点火（DSI）系统的本田飞度轿车1.3L发动机，其每个气缸的两只火花塞的布置如图1-12所示。

ECU根据发动机转速和进气歧管真空压力计算基本点火时刻，然后，根据不同传感器信号的修正情况确定最佳时刻，并把点火信号发送给每一个点火线圈。通过对前火花塞（进气侧）和后火花塞（排气侧）实施提前或延迟控制，即完成差值点火控制或同步点火控制，如图1-13所示。

图1-12 智能双重顺序式点火（DSI）系统火花塞的布置

图1-13 本田飞度轿车采用的智能双重顺序式点火（DSI）系统控制示意图

本田智能双重顺序式点火（DSI）系统的工作原理如下：

①怠速时，前、后火花塞同时点火，提高燃烧速度，从而增强燃油经济性。

②节气门部分开启时，点火时刻的控制如下：

发动机转速为低速至中速时，前火花塞点火时刻提前，而后火花塞延迟，以便获得高转矩和燃油经济性。

发动机转速为中速至高速时，前、后火花塞同步点火，以便获得高转矩和降低发动机噪声。

③节气门全开时，点火时刻的控制如下：发动机低速转动时，前火花塞点火时刻提前，而后火花塞延迟，以便获得高转矩。

发动机中速转动，后火花塞点火时刻延迟，以便获得高转矩和降低发动机噪声。

发动机高速转动时，前、后火花塞同步点火，以便获得高输出。

不管是哪种点火系统，其主要的发动机转速与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器的检查方法是差不多的，我们要分析它们的结构型式，然后在维修中，可按下述方法检查发动机转速与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及线路。

1）电磁式传感器的检测

①元件检测。关闭点火开关，拔下传感器插头，用万用表电阻档测量传感器感应线圈的电阻值，测量值应符合原厂规定。其阻值一般多在300～2000Ω。

②在线检测

a.用交流电压档2V量程测量其输出电压：起动时应高于0.1V，运转时应为0.4～0.8V。

b.用万用表频率档测其工作频率。

c.用示波器检测其输出信号波形。

d.如果在传感器上能检测到电压信号，而ECU连接器上检测不到信号，则应检查传感器至ECU之间的导线及插头。

2）光电式传感器的检测

①拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁端子之间的电压，应为5V或12V（视车型而异，一般为12V），若无电压则应检查传感器至ECU的导线和ECU上相应端子的电压，若ECU端子有电压，则为ECU至传感器导线断路，否则为ECU故障。

②拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上信号线端子与搭铁端子之间的电压，应为5V。

③插回传感器插头，起动发动机，转速保持在2500r/min左右，测量传感器输出端子的电压，应为2～3V，否则为传感器损坏。

④用示波器检测其信号波形，应为5V方波。

3）霍尔式传感器的检测

①拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压，应为5V或9V或12V（视车型而异），若无电压则应检查传感器至ECU之间的线路及ECU上相应端子的电压，ECU相应端子有电压，则为传感器至ECU之间线路断路，无电压则为ECU故障。

②拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上信号线端子与搭铁之间的电压，应为5V，若无电压则应检查传感器至ECU之间的线路及ECU上相应端子的电压，ECU相应端子有电压，则为传感器至ECU之间线路断路，无电压则为ECU故障。

③插回传感器插头，起动发动机，测量传感器输出端子信号电压，应为3～6V，若无信号电压，则为传感器故障。

④用示波器检查传感器输出电压波形。

4）磁阻元件式转速及位置传感器。其检查方法与霍尔式传感器的检测方法类似。

2014款丰田威驰轿车5NR-FE发动机的曲轴位置传感器、进气凸轮位置传感器和排气凸轮位置传感器均采用磁阻元件（MRE）型。图1-14为怠速状态下其曲轴位置传感器的实测波形，较宽的矩形波对应缺齿位置，用以确定上止点。

事实上，不论是对光电式、霍尔式、磁阻元件式转速及位置传感器，它们都是需外加电源的传感器，只要分别弄清其上的电源、信号、搭铁端子，就可进行模拟检查。把电源端子与蓄电池正极连接，信号端子串接一个3～10kΩ的电阻后再与蓄电池正极连接，搭铁端子与蓄电池负极连接，转动转子，同时用万用表检查信号端子与搭铁端子之间的电压变动情况，应输出相应的信号脉冲，一般是当槽孔处于传感器元件中间时传感器对外输出高电位。

图1-14 丰田5NR-FE发动机磁阻元件 （MRE）型曲轴位置传感器波形

绝大多数车辆在发动机转速与曲轴位置传感器失效后将不能起动，如在运行中突然失去发动机转速与曲轴位置传感器信号，发动机也会立即熄火。但大众公司的某些发动机如捷达前卫两气门发动机、朗逸EA211发动机在运转中如果突然失去发动机转速会熄火，却可以再次起动，只是可能要多起动几秒钟，且加速性能稍稍变差一点，因为此时发动机电脑用霍尔传感器替代转速传感器的工作了。

图1-15为丰田卡罗拉1ZR-FE发动机的曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器。其曲轴位置传感器采用耦合线圈型，即磁电式曲轴位置传感器。曲轴的正时转子有34个齿并空缺两个齿。每转过一个齿，曲轴旋转10°，这样曲轴位置传感器就会输出曲轴转角与转速信号，空缺的齿用于判定上止点。采用了磁阻元件（MRE）型进气和排气凸轮轴位置传感器。为了检测凸轮轴位置，曲轴每旋转两周，进气和排气凸轮轴上的各正时转子便会产生三个（三个高输出、三个低输出）脉冲。其曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器的信号波形如图1-16所示。

图1-15 丰田卡罗拉1ZR-FE发动机的曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器

图1-16 丰田卡罗拉1ZR-FE发动机的曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器信号波形

MRE型凸轮轴位置传感器由MRE、磁铁和传感器组成。通过传感器的磁场方向随正时转子外形（凸起和未凸起部分）的不同而改变。因此，磁阻元件（MRE）电阻改变，输出至ECM的电压也随之升高或降低。ECM根据此输出电压检测凸轮轴的位置。其电路如图1-17所示。

图1-17 磁阻元件（MRE）型凸轮轴位置传感器电路

可变磁阻式位置传感器在发动机转速很低时开始持续输出数字信号，而磁电式（耦合线圈型）传感器输出的是模拟信号，且随发动机转速的变化而变化，如图1-18所示。

图1-18 MRE型和耦合线圈型（磁电式）凸轮轴位置传感器输出波形图比较

在丰田车系电控点火系统中，点火器按发动机电子控制单元（ECU）输出的点火信号（IGT）精确地中断流往点火线圈的初级电流，其控制过程如图1-19所示。

点火正时信号（IGT）：当IGT信号从断转换至通时，点火器起动初级电流。

图1-19 点火控制过程

恒电流控制器：当初级电流到达规定值时，点火器将调节电流以限定最大电流值。

凸轮闭合角控制器：当发动机转速升高时，如果初级电流导通所对应的凸轮轴转角不变，初级电流导通所对应的持续时间渐趋降低，这样初级电流也将下降，将无法保证足够的点火能量。为保证有正确的初级电流持续时间，凸轮闭合角控制器调节初级电流持续的时间长度（凸轮闭合角），即根据发动机转速和蓄电池电压调节点火闭合角，以保证足够的点火能量。在某些发动机型号上，此控制器已通过IGT信号来操作。

当IGT信号从通转换至断时，点火器关断初级电流。

初级电流被关断的瞬间，在初级线圈中产生的成百伏的电压，而在次级线圈中产生成千伏的电压，足以使火花塞引燃火花。

点火器按发动机ECU的IGT信号，精确地中断点火线圈中的初级电流。然后，点火器又按初级电流的电流值，向发动机的ECU输送一个点火确认信号（IGF）。当来自点火器的初级电流达到预定值IF1时，IGF信号即被输出。当初级电流超过预定值IF2时，此系统就判定所许的电流量已流过，因而允许IGF信号回至其原来的电压，如图1-20所示。注意：IGF信号的波形随发动机型号而不同。

如果发动机ECU未收到某缸点火模块的IGF信号，则可认定点火系统内存在故障。为防止喷油器继续喷油导致TWC过热等不良影响，发动机ECU停止该缸的燃料喷射，并将故障码储存在ECU中，此时发动机由于该缸不工作而发抖。但是，发动机ECU不能探测次级电流电路中的故障，因此发动机ECU只能监视初级电流电路中的IGF信号。

应注意的是在有些发动机型号上，IGF信号是通过初级电压判定的。

丰田卡罗拉1ZR-FE发动机采用直接点火系统，其电路原理示意图如图1-21所示。该系统中的IGT与IGF信号的输出关系如图1-22所示。

如果丰田车系有分电器电控点火系缺少点火确认（反馈）信号，即IGF信号时的故障现象是第一次起动发动机时能起动1s左右，也就是说你还没来得及松手让点火钥匙回位发动机就熄火了，如果一直将点火开关置于起动档将不再有起动征兆，若你将点火开关先完全关掉并停留片刻再置于起动档，这时又可起动1s左右然后不再有起动征兆。也就是说在起动后几个IGT信号间电脑检测不到IGF信号，喷油器电路将被切断，而使发动机无法起动。

图1-20 IGT信号与IGF信号

图1-21 丰田卡罗拉1ZR-FE发动机直接点火系统电路原理示意图

图1-22 丰田卡罗拉1ZR-FE发动机直接点火系统的IGT与IGF信号

我们常说，在无分电器单缸独立点火的点火系统中，一个缸的点火线圈或点火模块故障是不会导致发动机不能起动的，但这仅是对大多数发动机而言的。个别车型的发动机记忆了一个缸的点火系统初级电路不良的故障码后，将切断所有气缸的燃油喷射，因而发动机不能起动。这应引起维修人员的注意。

7.点火不正时的原因分析

点火不正时导致发动机不能起动的原因和排除方法一般比较简单，一般为装配不正确。无论是配气正时错误或曲轴、凸轮轴位置传感器安装上的位置偏差或看起来相同而不具互换性的配件相互用错，都应在考虑之列。这里要指出的是磁电式曲轴或凸轮轴位置传感器的两信号线也不能对调错接，这种错误接线可能发生在事故车辆维修时。事故中这些线可能断裂，维修时将两线接错，将引起曲轴、凸轮轴位置信号波形正负颠倒，反映位置失准从而导致点火不正时，有些车型连高压火都没有了。如果磁电式发动机转速及曲轴位置传感器的信号轮上的齿数本来就不多且不对称，这个问题就显得特别突出，因点火提前角相差太大而不能起动了。有些车型当磁电式曲轴位置传感器两信号线对调错接时，还可能出现无高压火的现象。

8.水淹车的处理

有经验的驾驶人都知道在汽车涉水时发动机突然熄火，是不能再起动发动机的。这是因为水进入气缸后由于其不可压缩性而使连杆弯曲，弯曲的连杆又使活塞与曲轴平衡重碰撞，可能使连杆折断、缸体撞破。此时应将车从水中推出或拖出，首先检查空气滤清器中有无水，拆去空气滤清器滤芯，清除其中的水，再拆下所有缸的火花塞，切断喷油器控制电路或油泵控制电路，用起动机带动发动机曲轴旋转使气缸中的水排出，还应注意进气歧管的稳压腔中是否还有积水，图1-23所示的稳压腔靠下方的进气歧管若进水后就不易排出。可将真空管从节气门处伸进去用真空泵吸出来。如果进气歧管的稳压腔中的积水没被排出，当装上火花塞后起动时将被吸进气缸，还是可能造成连杆弯曲。总之，应将水排尽。同时还要视情况把点火系等电气系统沾上的水吹干净，如各个电器接头，分电器盖内、高压线、电脑等。

图1-23 稳压腔靠下方的进气歧管

如果汽车遭水没顶浸泡后，若不及时处理，车辆（尤其是进口高级轿车）就会遭到毁灭性打击———全车电脑元件锈烂、电动机卡死、线束霉烂，对汽车的音响系统、空调系统等来说，也是令人心痛的。此时处理起来可能要麻烦了。对维修技师来说，千万不要慌乱，要一个一个系统、一个一个电子元件来清理，先切断电池电源，所有的电脑、仪表、开关、电器及接头均应拆下，用压缩空气吹干。拆下座椅、门窗、地毯、车内灯开关，保养所有电动机，先用除锈剂清洗电路插头、开关，再用化油器清洗剂或酒精清洗。地毯、座椅拆下晒干，拆下所有电脑元件、控制继电器、熔丝座进行清洗，一定要将锈迹除去，如发动机、变速器、座椅、定速、ABS与TRA、气囊、防盗、动力转向、转向盘自动伸缩与倾斜、电动后视镜、空调等。电脑尽量换掉，若不更换，碰运气清洗一下也可以，清洗时尽量不要弄断插头、针脚。对于仪表，如有损坏的应更换。仪表是较为精密的元件，一般不要去修理它，尽量更换。更换全车各种油液，如机油、自动变速器油、动力转向油、制动油、齿轮油等，放干净燃油箱内的积水或更换燃油。对发动机进气系统、排气系统、气缸中的积水进行处理，方可加注新的油液，接好电池进行起动。在生锈的地方，喷除锈剂，以除掉锈迹。总而言之，处理这种车辆一定要及时。

9.曲轴位置传感器信号与凸轮轴位置传感器信号不同步

有些车型的发动机，当正时链轮或正时带上的正时记号对错时，电脑收到的曲轴位置信号与凸轮轴位置信号不同步，电脑无法进行气缸、上止点位置的识别，便不点火、不喷油，因而无法起动。

如一奥迪V6发动机在行驶中熄火后，不能起动，经查无高压火不喷油，正时带没断，发动机转速传感器、点火正时传感器（曲轴位置、上止点信号）、霍尔传感器（凸轮轴位置气缸识别信号）均有信号输出，仔细检查发现正时带上脱掉了两个齿牙导致配气相位失准，识别信号不同步，电脑不能正常工作。

这种情况可用示波器检查曲轴位置、凸轮轴位置信号是否同步，但必须熟知各机型曲轴位置、凸轮轴位置信号的相位关系才能进行。

10.对正时带跳齿、断裂导致气门弯曲的说明

当正时带跳齿、断裂时，不仅要是调整校正配气正时、更换正时带，还应检查气门是否被顶弯损坏。现在绝大多数的轿车汽油发动机和所有的柴油发动机当正时带断裂时，都会造成气门与活塞的机械运动干涉，导致顶弯气门、挤裂气门导管、击伤缸盖、撞伤活塞挤死活塞环等机械故障。当运行中正时带跳齿，一般是使配气相位变迟，可能引起排气门全部弯曲，而进气门没问题。如果正时带断裂就很难说了。气门是否被顶弯，我们只需拆下气门室盖，检查气门间隙是否过大，并不一定要测量气缸压力，如果气门间隙很大就说明气门被顶弯了，这时还需进一步拆下气缸盖，检查气门导管是否被挤裂、缸盖是否被击伤，如活塞边缘撞伤较严重，应拆检活塞，检查第一道活塞环是否被挤死在环槽内。

所以，当正时带跳齿较多、断裂时，应同时检查气门间隙，判断气门是否被顶弯，并视情作进一步检查。

在实际的维修工作中，装配和检查配气正时一定要仔细。一般应注意以下几点：

①在装缸盖总成时，一般应先把第1缸活塞摇至上止点后再反转曲轴一定角度（通常四缸发动机反转90°，六缸发动机反转60°，八缸发动机反转45°），也就是使各缸活塞均不处于上止点位置，待缸盖螺栓拧紧后再转动各凸轮轴至第1缸压缩上止点位置，然后再把曲轴摇回几十度至第1缸上止点，装好配气正时驱动部分，以免装配过程中气门与活塞发生干涉。

②对不熟悉的机型要查阅相关的维修手册，如实在一时无时查阅，也要凭原理分析，注意双顶置凸轮轴发动机各凸轮轴正常工作时的旋转方向，分析各个冲程气门的开闭情况，不可想当然。

③维修中还要考虑各种因素对配气相位的影响，如气门间隙的大小、正时带或正时链条的磨损变长，顶置凸轮轴式发动机在气缸盖下平面磨削后不但会影响压缩比，也会影响配气相位。

④有一些车的凸轮轴正时齿带轮或正时链轮上有2～3个键槽或定位销槽，并有相应的标记，这有几种可能：一是适应左、右列气缸进、排气凸轮轴正时记号不同的需要，其上通常有英文缩写的字母作标记，如马自达轿车；二是适用于不同国家和地区配气相位可作3°～4°的微调。装配时不可疏忽大意而装错。

⑤对带有凸轮轴位置调整器的可变配气相位系统，在检调正时机构时，凸轮轴位置调整器必须处于延迟位置。

⑥很多车型的正时带张紧器为液压自动张紧器，如东风悦达起亚2.7L发动机等。

每次安装正时带张紧器之前，都要对之进行检查。用手握住张紧器，将推杆用力抵在地面或墙上，检查推杆是否会缩进去。若轻易就能缩进去，应将之更换。如图1-24a所示。此外，尚需检查其油封部分是否漏油（若只有少量油迹，那是正常的），并测量其凸出部分长度（图1-24b）。应在标准范围内，若不合规格，需更换。

图1-24 正时带液压自动张紧器的安装技巧

正时带张紧器其本身张力很大，故在安装过程中要注意技巧，不能强行安装，否则损坏零件事小，有时甚至会造成严重的机械事故。若按以下步骤操作，则安装时将省时省力，安装工艺如下：

a.用压床或台虎钳将正时带张紧器的推杆缓慢压回，直到推杆上的孔与外壳的孔对准。

b.将一把1.5mm的六角扳手穿进两个孔内。固定推杆（图1-24c）。

c.给张紧器套上防尘罩，将它装到发动机上，最后抽出六角扳手。

11.理解燃油子系统的工作，检查汽油泵控制电路

目前，汽油发动机的燃油喷射系统主要是进气道多点燃油喷射系统、汽油缸内直接喷射系统以及同时具备进气歧管多点喷射与缸内直喷的双喷射系统。进气道多点燃油喷射系统按其外面有无回油管可分为有回油管的燃油系统、无回油管的燃油系统，如图1-25、图1-26所示。目前多采用无回油管的燃油系统。

有回油管与无回油管的燃油系统的区别之一是燃油压力调节器的安装位置、结构不同，如图1-27所示。无回油管的燃油系统的燃油压力调节器通常安装在燃油箱内部，有回油管的燃油系统的燃油压力调节器一般装于燃油分配管的一端，且与真空管与进气歧管相连，它保持喷油器喷孔内外压差不变。如果拔下其上的真空管，发现其内有汽油痕迹，就说明内部膜片有破损，它将导致混合气过浓。

图1-25 有回油管的燃油系统

图1-26 无回油管的燃油系统

汽油直接喷射系统又可分为非按需供油的缸内汽油直接喷射和按需供油的缸内汽油直接喷射两种，如图1-28、图1-29所示。目前多采用按需供油的缸内汽油直接喷射。还有一些公司开发了同时具备进气歧管多点喷射与缸内汽油直接喷射的双喷射系统。

图1-27 无回油燃油系统的燃油压力调节器

a）无回油燃油系统的燃油压力调节器 b）有回油燃油系统的燃油压力调节器

图1-28 大众公司曾经使用的非按需供油的缸内汽油直接喷射系统

1—燃油箱 2—电子燃油泵（G6） 3—燃油滤清器 4—热起动燃油增压阀（N290） 5—燃油压力调节器

6—高压燃油泵 7—高压燃油管路 8—燃油分配器 9—燃油压力传感器（G247）

10—燃油压力调节阀（N276） 11—高压喷油器（N30-N33）

在普通操作状态下燃油的压力为0.3MPa，在热起动状态下燃油压力最高为0.58MPa。当冷却液温度高于110℃以及进气温度高于50℃时起动发动机，就是热起动。这时，发动机控制单元向热起动燃油增压阀（N290）供电约50s从而使它关闭至燃油压力调节器的通道。结果，低压燃油系统中的压力上升至电子燃油泵的最高输送压力，即内部限压阀的限制压力0.58MPa。压力的增加能避免高压燃油泵的吸入侧形成蒸气气泡并有利于安全地建立起高压。

按需供油的缸内汽油直接喷射系统中，燃油箱里的电动燃油泵和高压燃油泵在任何时候仅按发动机实际需求供给燃油。因此，燃油泵的电驱动功率和机械驱动功率会保持在最低水平，从而节省了燃油。

图1-29为大众一些发动机上使用的燃油系统，为调节燃油泵的输送率，来自发动机控制单元的PWM信号传递到燃油泵控制单元。存储在发动机控制单元的特征脉谱图确定泵的输送率。泵的输送率也会改变，此为泵电压的功能之一。燃油系统维持0.4MPa的恒压。也有的车的低压燃油系统压力并不恒定，而是根据不同需求，燃油压力在一定范围内（如介于0.2MPa和0.6MPa之间）变化。在正常运行状态下，燃油压力介于0.2MPa和0.5MPa之间。当冷起动或热起动时，根据发动机温度，压力暂时上升至0.5～0.6MPa。

图1-29 大众公司曾使用的按需供油的缸内汽油直接喷射系统

电动燃油泵输送的燃油量始终刚好满足发动机的需要。由于各车型发动机的燃油压力并不相同，因此如果更换发动机控制单元或燃油泵控制单元，必须进行适配。

某大众TSI发动机低压燃油系统油压控制方法如图1-30所示，当前燃油压力由低压燃油压力传感器测量并传输给发动机控制单元。如果该压力与规定压力存在偏差，发动机控制单元就会将一个相应的PWM信号（频率20Hz）发送给燃油泵控制单元。这个控制单元再次利用PWM信号（频率20kHz）控制电动燃油泵，直至燃油压力与特性曲线一致。如果油泵控制单元J538完全失效，则发动机无法起动，油位显示不正常。

通常高压燃油泵上有一个燃油压力调节阀，在大众车上一般被称为N276。高压燃油泵是一个流量调节式单缸高压燃油泵，该泵根据特性曲线将燃油泵入燃油分配器内，使泵入量刚好满足喷射所需要的量，这样即可降低高压燃油泵的驱动功率和耗油量。

新款1.4LTSI增压直喷式汽油机该机型使用了新一代高压燃油泵来产生燃油高压。这种新型燃油泵的特点是能够在不通电状态下输出全供油量（即与EA111汽油机系列所使用的高压燃油泵的控制方式正好相反）以及使用整体式限压阀可以取消高压共轨的回油。

图1-30 大众TSI发动机低压燃油系统

各种车型的高压燃油泵结构不完全相同，其燃油压力调节阀的工作方式也不相同，详见“第四章 发动机加速不良故障的诊断与分析”。

同时具备进气歧管多点喷射与缸内汽油直接喷射的双喷射系统的发动机主要有雷克萨斯和大众公司的一些车型使用。大众公司新的第三代2.0LTSIEA888发动机具有双喷射系统，如图1-31所示，也就是说有两种油气混合方法。其一是使用TSI高压喷射系统在气缸内进行直接喷射，其二是使用进气歧管燃油喷射系统（SRE）。进气歧管燃油喷射会显著减少细微碳烟颗粒的排放。开发双喷射系统的其他目的有：将高压燃油系统的压力增至15～20mPa；达到新EU6排放标准中有关微粒质量和微粒数量的门限值；减少二氧化碳废气排放量；减少部分负荷范围下的油耗；具有进气歧管燃油喷射功能；改善发动机运行声音。

图1-31 大众公司新的第三代2.0LTSIEA888发动机具有双喷射系统

如图1-32所示，整个燃油系统分为燃油低压系统与燃油高压系统。

图1-32 大众公司EA888发动机双喷射燃油系统的组成

进气歧管燃油喷射系统的燃油进入低压燃油油轨，然后再流到进气歧管燃油喷射喷油器，喷油器将燃油喷入进气歧管中。进气歧管燃油喷射系统有自己的压力传感器（低压燃油压力传感器G410）用于监控供油系统。供油只通过燃油箱中的燃油系统增压泵G6，而不通过高压燃油泵。在SRE模式下，高压泵通过燃油压力调节阀N276进行输油可以关闭。在部分负荷范围下主要使用进气歧管燃油喷射。燃油油滴有充分的时间雾化并与空气混合。在点火前很长时间形成混合气，从而减少微粒质量以及炭烟的形成，并减少二氧化碳排放量、降低油耗。

运行模式：对运行时执行模式的调节已在图谱中进行了标准化。图谱中指明了在SRE模式中发动机是否被驱动、何时被驱动，以及在高压模式下何时被驱动。有以下运行模式：

①SRE单喷射；

②高压单喷射；

③高压双喷射；

④高压三重喷射。

根据温度、负荷和发动机转速，系统在各个运行模式之间切换。

发动机起动：当发动机处于冷态且冷却液温度低于45℃时，每次发动机起动，就在压缩循环中通过高压喷射系统进行三重直喷。

暖机和催化转换器加热：在此阶段，在进气和压缩循环中进行双重直喷；点火点有一定的延迟；进气歧管翻板关闭。

发动机在部分负荷范围下运行：如果发动机温度高于45℃，并且发动机在部分负荷范围中被驱动，则发动机切换到SRE模式。进气歧管翻板在大多数情况下保持关闭。

发动机在全负荷下运行：基于高性能需求，系统切换到高压模式。在进气和压缩循环中进行双重直喷。

紧急运行功能：如果任一喷油系统发生故障，发动机使用另一系统由发动机控制单元驱动，从而确保车辆仍可继续行驶。组合仪表中的红色发动机指示灯亮起。

缸内直喷汽油机供油系统对燃油和管道清洁度要求更高，油路脏污、堵塞、泄漏、机械磨损等是系统故障主要影响因素。其低压燃油系统是检查的重点，为此，必须熟悉一些常见车型发动机燃油泵的控制电路，以便快速地查找燃油泵不工作的故障。

常见的燃油泵控制电路原理如图1-33所示。控制油泵的继电器，在丰田车上通常称为开路继电器，其油泵的工作一般受发动机转速信号或点火信号的控制，当发动机运转时，电脑通过接收发动机转速或点火信号来控制油泵继电器使油泵工作。当关闭发动机时，发动机转速或点火信号消失，电脑即控制油泵停止工作。

图1-33 燃油泵基本控制电路

有的燃油泵控制电路具有燃油泵转速控制功能，它可控制燃油泵在发动机不同工况下以两种不同转速运转，当发动机低速运转时，使燃油泵速度变慢，可以减少燃油泵的磨损，减少电能消耗。

如图1-34所示，当电流经燃油泵控制继电器的B触点和电阻，再流入燃油泵时，燃油泵处于低速运转。

在发动机起动时或发动机高速运转时，发动机ECU使燃油泵控制继电器的触点切换到A，使燃油泵处于高速运转。

图1-34 具有燃油泵转速控制功能的燃油泵控制电路

某些型号的燃油泵中，燃油泵的速度是通过燃油泵ECU控制的，而不是由开路继电器、燃油泵控制继电器和电阻控制。采用一个专门的燃油泵ECU来控制燃油泵的工作，它可控制燃油泵在发动机多种工况下以不同转速运转，如雷克萨斯LS4605等。

近年来还有一些车采用ECU直接控制油泵的驱动电压来控制油泵的转速的方式，可减小电能消耗和油泵噪声。

有些汽车的燃油泵控制电路还具有燃油泵切断控制功能，当空气囊充气胀开时或车辆发生碰撞或翻车时使燃油泵停止运转，以保证安全。

如图1-35所示，燃油泵控制电路就具有空气囊充气胀开时切断燃油泵的控制功能。

当驾驶人空气囊、前排乘客空气囊或座椅侧空气囊充气胀开时，燃油切段控制装置使燃油泵停止运转。

当发动机ECU从空气囊中央传感器总成探测到充气信号时，发动机ECU便会断开开路继电器，使燃油泵停止运作。

当燃油断开控制开始运转时，也可通过关闭点火开关而取消，使燃油泵重新开始运转。

图1-36为丰田汉兰达1AR-FE发动机的燃油泵控制电路原理图，在此系统中，中央气囊传感器与ECM之间采用CAN通信方式，ECM检测到来自气囊传感器的气囊展开信号，并关闭电路断路继电器。激活燃油切断控制后，将点火开关从OFF切换至ON可取消燃油切断控制，并可重新起动发动机。

一些车型的燃油泵电路中有一个惯性开关，如一些福特车型上、神龙富康、中华、菲亚特等车型上。惯性开关通常与燃油泵继电器的电磁线圈控制电路串联，惯性开关为一常闭开关，当然它的电源由点火开关ON档提供，当汽车碰撞、翻车或高速驶过凹凸很大的路面，此安全惯性开关会断开，燃油泵停止工作。也有的惯性开关接在燃油泵ECU的“FPC”控制线路中，如图1-37所示。

图1-35 具有燃油泵切断控制功能的燃油泵控制电路

图1-36 丰田汉兰达1AR-FE发动机的燃油泵控制电路原理

若想重新接通惯性开关使燃油泵恢复运转，必须按下开关顶上的复位按钮。惯性开关的工作原理如图1-38所示。如果汽车发生碰撞，钢球脱离链接杆，使开关的触点断开。这样，燃油泵电路即被切断，燃油泵停止供油。

2015款别克君越2.0L LDK发动机的燃油泵控制电路如图1-39所示。

该燃油系统采用电子无回油请求式设计。无回路燃油系统不会使热燃油从发动机返回至油箱，以降低油箱的内部温度。油箱内部温度的降低可以减少蒸发排放。涡轮式电动燃油泵连接至燃油箱内的燃油箱燃油泵模块。燃油泵通过燃油滤清器和燃油供油管路向高压燃油泵提供燃油。发动机控制模块（ECM）控制高压燃油泵、燃油导轨压力、喷射器正时和喷射持续时间。燃油箱内的限压调节阀提供一个附加的过压保护措施。通过发动机控制模块（ECM）指令期望的燃油压力，并且通过一个GMLAN串行数据信息传输给燃油泵电源控制模块。油压传感器为＂闭环＂燃油压力控制提供发动机控制模块所需的反馈。燃油泵电源控制模块从发动机控制模块（ECM）接收期望的燃油压力信息，同时控制油箱内的燃油泵，以达到期望的燃油压力。燃油泵电源控制模块向燃油泵发送一个25kHz的脉宽调制信号，泵速根据该信号变化的占空比而改变。燃油泵最大供应电流为15A。油压传感器位于燃油箱前的燃油供给管线上，安装位置如图1-40所示。

图1-37 带有惯性开关的燃油泵电路

图1-38 惯性开关的工作原理

燃油箱燃油泵模块包括以下主要部件：油位传感器、燃油泵和储液罐总成、燃油滤清器、限压调节阀。限压调节阀取代了机械无回路燃油系统上使用的典型燃油压力调节器。在车辆正常运行时限压调节阀关闭。限压调节阀在高温时用于卸压，一旦燃油泵电源控制模块默认为100%的燃油泵脉宽调制（PWM）时，它也起到燃油压力调节器的作用。由于燃油系统压力的偏差，限压调节阀的开启压力设置高于机械无回路燃油系统压力调节器的压力。

点火开关首次转到“ON（打开）”位置时，控制模块给燃油泵通电2s。让燃油泵在燃油系统内积聚压力。

图1-39 2015款别克君越2.0L LDK发动机的燃油泵控制电路

图1-40 2015款别克君越2.0L LDK发动机油压传感器的安装位置

发动机怠速运转时，确认故障诊断仪上的“Fuel Pressure Sensor（燃油压力传感器）”参数在300～400kHz之间。确认故障诊断仪上的“Short Term Fuel Pump Trim（短期燃油泵调节）”和“Long Term Fuel Pump Trim（长期燃油泵调节）”相乘时小于1.5。在车辆不同负载下运行时，确认故障诊断仪上的“Fuel Pressure Sensor（燃油压力传感器）”和“Desired Fuel Pressure（期望的燃油压力）”之间的差值，在300kPa请求时应在45kPa以内，或在400kPa请求时应在60kPa以内。否则应按燃油压力过低进行检查。

12.气缸压力为零故障分析

有时还可能碰到车况尚好的车辆前一天尚在高速行驶，第二天却气缸压力为零的情况，应为气门积炭造成，这主要是加用了不合格的汽油，因为汽油中含胶质太多，在进气时，胶质将粘附在进气门头部、暴露在进气道中的气门杆部及气门头部与杆部的过渡部位。同时排气时对排气门也会产生积炭，只是由于排气门温度高，胶质将少得多。这些积炭、胶质在发动机停止工作温度降低后变硬，使气门在气门导管中卡滞，不能完全回位。事实上现在的发动机多为多气门发动机，气门弹簧弹力通常设计得较小，只要稍有点卡滞，就会导致气门不回位，而只要稍有点不回位便可使气缸压力降低很多，甚至为零。这样第二天就由于缸压太低或为零而不能起动。要知道哪些气门卡滞，可先检查气门间隙。如气缸压力为零的气缸，其气门间隙过大、在压缩行程时其气门杆尾端较其他缸低，就说明气门卡滞。若未发现气门卡滞现象，需进一步检查，必要时拆检发动机，检查是否活塞气环严重磨损、失去弹力、油环积炭卡滞等。

13.从数据流分析判断火花塞淹死的方法

怀疑火花塞淹死导致发动机不能起动，须拆检火花塞，且通常是在进行了很多检查项目之后再进行的。有什么方法能迅速判断火花塞淹死故障呢？

对于新型的丰田汽车，在丰田的专用诊断仪上的数据流中可以快速判断火花塞淹死故障。我们调出所有数据，其中有CatalystTemp（B1S1）与CatalystTemp（B1S2）两项，即电脑推算的三元催化器触媒温度，当这两项显示为-40.0℃时，就说明已导致火花塞淹死。正常时冷车起动前应与环境温度大致相同。图1-41为卡罗拉轿车出现火花塞淹死发动机不能起动时读到的数据。一般在目视检查后就会连接诊断仪读取故障码和数据流，这样就能发现故障，从而可节省检查判断的时间，提高效率。笔者已多次在实践中得到验证。同行在实践中也不防留意观察验证。

图1-41 卡罗拉轿车火花塞淹死时的数据