汽车维修工技师专项技能训练与考工相关课题浅析——以“发动机点火电路的故障诊断与排除”为例

南京交通技师学院 戴德荣

“发动机点火电路的故障诊断与排除”是《汽车维修工国家职业技能标准（2018年版）》中规定的技师专项技能训练与考工的课题之一，该课题需要较强专业理论基础，考生在操作过程中难免犯错。在技能考核时各职业技能鉴定所可根据自身情况选择典型车型作为考试用车，笔者结合教学中的一些心得体会，以南京交通技师学院（南京市第二国家职业技能鉴定所）使用的丰田卡罗拉车为例解析其点火电路的故障诊断与排除方法。

第10代卡罗拉车搭载的是1.6 L 1ZR发动机，该发动机采用的是直列4缸16气门双顶置凸轮轴设计，配置了双智能可变气门正时、直接点火系统、电子节气门及涡流式进气歧管。要想顺利通过考核，考生必须了解卡罗拉车发动机点火模块的基本结构，熟悉其点火电路的组成、工作原理及检测方法，并熟练掌握其点火电路的故障诊断及排除方法。

1 卡罗拉车发动机点火电路识读

1.1 卡罗拉车电路的组成及工作原理

卡罗拉车发动机点火电路由蓄电池、点火开关、集成继电器、点火线圈总成（点火模块）及ECM组成。发动机点火系统工作时ECM确定点火正时并为各气缸传输点火信号（IGT）。ECM根据IGT信号接通或断开点火器内的功率晶体管的电源，功率晶体管进而接通或断开流向初级线圈的电流。初级线圈中的电流被切断时，次级线圈中产生高压，此高压被施加到火花塞上并使其在气缸内部产生电火花。一旦ECM切断流向初级线圈的电流，点火器会将点火确认信号（IGF）发送回ECM，ECM据此控制各气缸点火。

1.2 点火模块各端子的识别

卡罗拉车发动机点火模块实物如图1所示，端子1接电源线，工作时由点火开关控制集成继电器向其供电；端子2（IGF）为点火确认信号线，点火系统正常点火后，点火模块通过2号端子向ECM发送一个IGF信号，确认该缸已经正常点火，如果ECM连续4次收不到该缸的点火确认信号，ECM会停止向该缸发送喷油脉冲信号，该缸喷油器便停止喷油，以防止喷油而不点火浪费燃油且污染环境；端子3（IGT）为点火信号线，点火模块只有在收到点火信号后，功率晶体管才会断电，点火线圈次级产生高压电，使火花塞产生高压电火花，点燃可燃混合气；端子4为搭铁线，为功率晶体管提供搭铁。

图1 卡罗拉车发动机点火模块

1.3 IGT、IGF端子的识别

为了能够通过ECM端子示意图快速找出实物上面的IGT、IGF端子位置，为后续检测做准备，可以查看维修手册上面关于卡罗拉车发动机ECM端子识别图部分的内容，如图2所示。连接器B31上的端子82为IGF信号线，端子109为IGT1信号线，端子108为IGT2信号线，端子107为IGT3信号线，端子106为IGT4信号线。

图2 卡罗拉车发动机IGT、IGF端子

2 卡罗拉车发动机点火电路的故障诊断与排除

卡罗拉车发动机在点火系统发生故障时会存储故障代码P0351、P0352、P0353和P0354，其含义分别为发动机1缸、2缸、3缸和4缸点火线圈总成电路故障，产生故障的原因可能有：点火系统故障、点火线圈总成与ECM之间电路断路或短路、各缸点火线圈总成故障或ECM故障等。下文以3缸点火线圈总成电路出现故障，存储故障代码P0353为例，详述其故障的诊断步骤和方法。

2.1 点火模块总成的检测

（1）关闭点火开关，连接故障检测仪。（2）接通点火开关，清除故障代码。（3）将3缸与4缸的点火线圈总成进行互换。注意，点火线圈总成连接器的排列形式不能变换。

（4）起动发动机，执行模拟测试，再次读取故障代码。

如果读取的故障代码不变，说明该缸点火线圈总成正常，需进行下一步检测；如果故障代码为P0354，则说明3缸的点火线圈总成损坏，更换即可。

2.2 搭铁线路的检测

（1）关闭点火开关，拔下3缸点火线圈总成连接器B28。

（2）用万用表测量端子4与发动机搭铁之间的电阻。如果测得的电阻小于1 Ω，说明点火线圈总成与车身之间的搭铁良好，需进行下一步检测；如果测得的电阻为无穷大，则说明搭铁线路存在断路，需维修或更换线束、连接器。

2.3 电源电路的检测

（1）关闭点火开关，拔下3缸点火线圈总成连接器B28。

（2）接通点火开关，用万用表测量端子1与发动机搭铁之间的电压。如果测得的电压为9 V～14 V，说明点火线圈总成的供电正常，需进行下一步检测；如果测得的电压为0 V，说明点火线圈总成的供电异常，应检查线路线束、集成继电器及相关熔丝。

2.4 IGF信号电路的检测

（1）关闭点火开关，拔下3缸点火线圈总成连接器B28。

（2）接通点火开关，用万用表测量端子2与发动机搭铁之间的电压。如果测得的电压为4.5 V～5.5 V，说明ECM内部工作正常，且点火线圈总成B28与ECM之间的线束正常，需进行下一步检测；如果测得的电压为0 V，说明ECM无反馈电压，应检查线路线束、集成继电器及相关熔丝。

2.5 IGT信号电路的检测

（1）关闭点火开关，断开蓄电池负极电缆，分别断开3缸点火线圈总成连接器B28及ECM的连接器B31（图3），连接器B28的端子3为IGT信号线，连接器B31的端子107为IGT信号线。

（2）用万用表分别测量连接器B28的端子3和连接器B31的端子107之间的电阻、点火线圈总成的连接器B28的端子3与发动机搭铁之间的电阻。如果测得的电阻小于1 Ω且搭铁电阻超过10 kΩ甚至无穷大，说明IGT连接线束正常，无断路或短路故障，需进行下一步检测；如果导线电阻无穷大或搭铁电阻小于1 Ω，说明对应的线束需要维修或更换线束、连接器。

2.6 IGT、IGF信号波形检测

（1）关闭点火开关，断开3缸点火线圈总成连接器B28。

图3 连接器B28和连接器B31的端子分布

（2）用专用跨接线跨接点火线圈总成和连接器，将IGT、IGF信号端子分别与故障检测仪相连。

（3）起动发动机，读取IGT、IGF信号波形（图4），波长应该随着发动机转速的升高而变短，如果信号波形出现异常则需要更换发动机ECM。

图4 卡罗拉车发动机IGT、IGF信号标准波形

“发动机点火电路的故障诊断与排除”课题的实操性很强，除了要求考生能够熟练掌握其电路的工作原理及检测方法外，还需要熟练运用专业检测设备和仪器，同时注意安全防范措施，才能快速高效通过考核。