浅谈丰田5A—FE型发动机NE信号错乱导致无法起动

邓聪强

摘 要：丰田5A-FE型发动机广泛用于威驰、天津一汽威乐等车型。主要介绍了一部威驰肇事车，经该厂修整并换了分电器总成后，还是无法排除故障。经过多方检测、判断，其原因是修整过程曲轴位置传感器NE+和NE-信号线错位，造成发动机有油、有电、缸压正常却无法起动的现象，最后排除故障，使发动机恢复工作。

关键词：5A发动机；点火系统；故障排除；故障检测

中图分类号：U472 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.106

随着科学技术的发展和电子技术的不断进步，汽车发动机点火系统也越来越先进、越来越精确。本文对微机控制点火系统的优越性和复杂性进行了阐述，并以丰田威驰车典型的无法起动故障为例，从常规检查到故障检测，再到波形检测，通过比较分析，最终找到了故障所在，希望能给同行一点启示——只有使用新技术、新设备检查故障和排除故障，才能达到事半功倍的效果，从而节约维修时间和维修费用。

1 故障现象

一辆装用丰田5A-FE型汽油喷射发动机的威驰轿车在一次碰撞肇事后，发动机点火系统受损，经修理厂修复并更换了分电器总成后，在起动发动机的过程中发现起动机运转正常，但该发动机却无法起动。经查，该车有油有电、有缸压，起动机运转有力，就是无法起动，给修理检测带来了一定的困难。

2 5A-FE型燃油喷射发动机点火系统概述

2.1 基本组成

丰田5A-FE电控发动机采用的是有分电器式电控点火系统，一般由电源、电子控制单元（ECU）、传感器、点火控制器、点火线圈火花塞和分电器等组成。

5A-FE型发动机的分电器是整体式的分电器，里面装有点火线圈、电子点火控制组件以及曲轴、判缸信号发生器等。这种将点火系统许多部件集中于分电器中的控制方式是该类车型的结构特点。

2.2 电控点火系统的工作原理

发动机工作时，电控单元根据接收到各传感器送来的信号，按照ECU存储器中的相关数据和有关程序，确定出该工况下点火线圈初级电路的闭合角（导通时间）和最佳点火提前角，并以此为根据向点火控制器发出指令信号（IGT信号）。点火控制器将依据电控单元的指令，控制点火线圈初级电路的接通和切断。当点火线圈初级电路接通时，将会有电流从点火线圈中的初级电路通过，这时点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来；当初级电路中的电流被切断时，次级线圈中将产生很高的感应电动势，一般达到10～30 kV，经分电器分配至工作气缸火花塞，此

时点火能量经火花塞瞬间释放，产生的高压电火花点燃气缸内的可燃混合气使发动机完成做功过程，以此不断循环。

3 故障原因及故障检测分析

3.1 故障原因分析

接车后，先确认故障，具体步骤为：起动发动机，这时起动机能带动发动机正常转动，但是发动机却无法正常起动，故障明确。然后利用X-431发动机故障诊断仪检测读取故障码，显示“系统正常”。无故障码存储，只能按常规法作进一步检查。

经分析，对于电喷发动机来说，造成起动机能转动而发动机无法起动的故障可能由以下几个原因导致：①蓄电池亏电，造成发动机转速偏低而无法起动（对于该故障，可在起动过程中用万用表测量电池电压）；②有火无油，导致发动机无法起动（对于该故障现象，应该重点检查燃油喷射控制系统）；③有油无火，导致发动机无法起动（对于该故障，主要检查点火系统）；④有火有油，发动机无法起动（对于该故障现象，应该主要检查配气正时、点火正时、气缸压力及进排气是否通畅）；⑤无油无火，发动机无法起动（对于该故障现象，应该主要检查发动机控制单元的供电和搭铁是否良好、曲轴位置传感器信号是否丢失等）。

3.2 故障检测分析

根据故障分析的原因，对该故障现象逐一进行排除。具体步骤为：①用万用表测量电压，工作状况良好，不存在亏电问题。②检查点火电路，查看有无高压火，结果火花强烈，再拔下其他分缸高压线试火，火花也强，说明点火系统正常。③检查油路部分。将油压表接至管路中油压调节器与汽油滤清器之间，起动发动机观察油压表压力情况，压力值约为315 kPa（正常值在304～343 kPa之间）。此数据表明油箱内有油并能满足系统正常工作要求。④检查喷油情况。拔下1缸喷油嘴插头，连接高阻试灯，接着起动发动机观察试灯情况，发现灯能随发动机运转不断闪烁，说明喷油嘴有驱动信号。⑤检查气缸压力。拔掉油泵继电器，拆掉所有火花塞，起动发动机，用气缸压力表测量冷车状态下的各个气缸压力值，分析各个数值，4个气缸的压力分别在0.98～1.05 MPa左右，满足工作要求；留意拆卸的火花塞，发现火花塞没有积炭但发现火花塞全都湿了，说明喷油嘴可以工作；有汽油进入发动机气缸内，怀疑是不是混合气过浓。⑥拆卸水温传感器测量，主要包括信号电压的检测和水温传感器的电阻检测。当冷却水温度为20 ℃时，ECU的连接端子THW和E2之间会产生0.5～3.4 V的电压；当温度为60 ℃时，则会产生0.2～1.0 V的电压。当冷却水温度为20 ℃时，水温传感器的电阻值应在2.376～2.624 kΩ之间；在80 ℃时，水温传感器的电阻值应在0.316～0.329 kΩ之间。经过以上的检测未发现异常，测量电脑线束STA端子，起动时起动信号正常。⑦检查火花塞、喷油器是否工作良好。用喷油器清洗机清洗喷油嘴并通电检查密封情况、喷射情况、喷油器雾化情况，结果发现都良好。⑧检查进气管路有无真空泄漏，并清除滤清器脏物。⑨检查点火正时情况，拆卸正时皮带室盖，检查正时皮带有无跳齿等异常现象，结果未发现皮带异常，再次转动曲轴，核对正时记号为正常，点火正时没有错误。⑩更换火花塞后再次起动，但是发动机还是无法起动。

电喷发动机不能起动的油路故障多是混合气过浓或过稀造成的，而电路故障多是点火过早或过晚造成的，所以只能从油路和电路方面检查。

通过前面测压及测试，油路方面不可能存在问题，那么，问题只能出在电路方面。检查及判断点火系统故障的步骤为：①根据有无高压跳火现象来判定，这一点已经在上述试跳火时证明没问题；②如果有高压火花跳出，表明信号发生器、点火控制装置以及点火的电路良好，要检查火花塞和点火正时。

在检查及判断点火系故障的第二步中，发现有高压火花跳出，虽然证明高低压电路正常工作，但还可能存在火花塞和点火正时问题。由于该车装有分电器，可以调整点火提前角，于是松开分电器的2个固定螺栓，一边起动发动机，一边再正转分电器，此时有着车迹象但发动机仍无法起动。随后，装上正时枪来检查点火正时。起动发动机时检查发现，该正时记号与第1缸的实际点火正时相差较多（点火过晚），笔者这时才发现，这就是造成该发动机无法起动的真正原因。

检查分电器，安装无异常，将分电器顺时针转到最低位，再用正时枪检查点火正时，还是点火过晚。正时皮带安装位置和分电器位置都正确，是什么原因造成点火过晚呢？至此，既检测不到故障码，又查不出机械方面有故障，笔者当时的想法是只能调辆同型号的车来了，用换件法排除故障。另外，用新设备示波器来检测曲轴位置传感器信号，查看NE信号与点火信号IGT的波形是否同步等。联系车辆，取出MT3500型试波器。该试波器为四通道多功能产品，利用示波器的通用双通道，1条信号提取线中心线接NE+，搭铁接NE-，由通道1进入；另1条信号提取线中心线接IGT，搭铁接发动机气缸体，由通道2进入，检测的NE和IGT波形打印出该车波形图，然后在另一辆同品牌且正常运行的车上将示波器连接到发动机点火系统上进行同样的检测，检测的NE和IGT波形打印出该车波形图。

通过对两组波形图比较，发现故障车的NE信号波形180°反相。到此，才找到不能起动的真正原因，即由于NE信号波形是磁电式曲轴位置传感器产生的是交流波形，传统方法无法判断其相位正反，但NE信号还是分为NE+和NE-，NE+作为采集信号输入，NE-与ECU内部搭铁线相连。为此，只有NE+与NE-的信号线接反了，才有可能造成交流波形180°反相。查分电器接线及插座，未发现异常。考虑该车是事故车，事故后又修整并换了分电器总成，只能是修复过程出的错。

4 故障排除

由于有故障的发动机曲轴位置信号的交流波形反相，造成整个点火信号比正常点火信号晚了，使发动机无法在压缩上止点时准确点火，虽然可以通过分电器调整点火提前角，但其调整范围有限，已无法达到正常工作的要求。

按照上述思路检查分析、判断，不管是新换件，还是原车哪方出了错，只要将NE+和NE-两线调换即可，查出两线将其取出调换后插入连接器，起动发动机，正常着车，故障排除。

5 结束语

随着科学技术的发展和微电脑技术在现代汽车上的普遍应用，其点火控制将越来越复杂，检测技术要求也越来越高，新设备、新技术的应用也显得越来越必要，再用传统检测技术和方法己不能满足排除故障的需求，当遇到本文中的故障时，就需用新技术、新设备（示波器）分析处理检测波形，才能达到事半功备的目的，有效节省维修时间，提高维修效率。

参考文献

[1]刘希恭.高级汽车修理工[M].天津：天津科学技术出版社，2004.

[2]曹红兵.汽车发动机电控技术原理与维修[J].北京：机械工业出版社，2008.

〔编辑：王霞〕