南建平

（鄂州職業(yè)大學 機械工程學院，湖北鄂州 436099）

發(fā)動機是汽車的最重要部件之一，被稱為汽車的“心臟”。發(fā)動機不能起動故障屬于比較嚴重的故障。發(fā)動機不能起動故障的診斷要求對故障發(fā)生機理有一定了解。直觀診斷優(yōu)先于專業(yè)診斷。直觀診斷和專業(yè)診斷可同時進行。

直觀診斷是指根據(jù)故障癥狀，利用經(jīng)驗，而不是專業(yè)檢測工具，對故障原因進行初步判斷，基于對發(fā)動機各系統(tǒng)的結構和工作原理的了解，進行直觀檢查。經(jīng)驗的積累，依賴平時對故障現(xiàn)象的觀察、分析和總結。當初步判斷和檢查不能確定故障原因時，需要進行專業(yè)診斷。專業(yè)診斷是指對照發(fā)動機系統(tǒng)電路圖，利用萬用表、示波器、故障診斷儀等工具獲取可疑電路節(jié)點的關鍵數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)流，將實測數(shù)據(jù)與規(guī)范數(shù)據(jù)進行比較，從而實現(xiàn)故障定位。專業(yè)診斷的有效性取決于診斷程序的合理性和精準性。遵循成熟可靠的專業(yè)診斷程序可節(jié)省診斷時間和避免偶然誤差。專業(yè)診斷的實施以熟悉車型發(fā)動機系統(tǒng)電路工作原理為必要條件。機械拆裝技能應使拆裝工作量最小化，同時能滿足電氣和機械檢修的需要。盲目拆裝，魯莽操作可能會對發(fā)動機造成二次傷害。

1 故障發(fā)生機理

發(fā)動機不能起動即發(fā)動機不能進入正常的工作循環(huán)。發(fā)動機進入正常的工作循環(huán)的前提條件是正常的盤車（起動機帶動曲軸旋轉）、向氣缸供氣和供油正常（規(guī)定的空燃比A/F 范圍）、正確的點火時刻和足夠的點火能量。當這四個條件中的一個或多個得不到滿足時，即發(fā)生發(fā)動機不能起動故障。這四個條件對應于發(fā)動機的起動系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)，如圖1 所示。

圖1 發(fā)動機正常起動條件

2 經(jīng)驗診斷

應急情況下，當缺乏檢測工具時，可根據(jù)起動操作過程中發(fā)動機的表現(xiàn)，基于經(jīng)驗，大致判斷故障原因，再進行核實檢修。起動系統(tǒng)應得到重點關注。多數(shù)時候，蓄電池欠電壓（“虧電”）導致發(fā)動機不能正常起動。蓄電池欠電壓的原因為自放電嚴重，即蓄電池在不使用的情況下，電量自動減少或消失。極板上活性物質（例如，PbO2、Pb）脫落、正負極板短路、電解液不純、蓄電池存放過久等因素都可導致自放電。用于核實蓄電池欠電壓的兩種方法：將點火鑰匙擰到“ON”，給附件系統(tǒng)上電。開啟大燈，目測大燈亮度是否明顯變暗，如果是，說明蓄電池欠電壓。另一種方法，當?shù)谝淮纹饎邮r，間隔5s 或更久，再嘗試第二次起動，第二次起動不成功時，再間隔5s 或更久，嘗試第三次起動。耳聽起動機的轉動是否一次比一次弱，持續(xù)時間是否一次比一次短。如果是，說明蓄電池欠電壓。核實蓄電池欠電壓后，更換蓄電池或跨接起動。多數(shù)時候，進行跨接起動?？缃悠饎討⒁饪缃与娎|的連接和斷開次序?？缃与娎|有兩根，一黑一紅。黑電纜連接救援車蓄電池正極和被救授車發(fā)動機缸體（例如，發(fā)動機搭鐵螺栓），紅電纜連接救授車蓄電池正極和被救授車蓄電池正極，如圖2、圖3 所示（圖中帶圈序號分別表示電纜連接和斷開順序）。

圖2 跨接電纜的連接順序

圖3 跨接電纜的斷開順序

經(jīng)驗診斷宜由外及里，由簡單至復雜進行。蓄電池連接電纜松脫、保險絲熔斷可以目測檢查。重新擰緊松脫電纜，更換同規(guī)格保險絲后，嘗試重新起動。另外值得注意的是，有些車型采用發(fā)動機防盜設計：當拔下點火鑰匙時，如果方向盤沒回正或有轉動，則方向盤自鎖功能啟動，發(fā)動機被鎖定不能起動。這種情況不屬故障。用針腳踩住制動踏板，用左手適度左右搖晃方向盤，同時用右手轉動點火鑰匙。不久，方向盤即可解鎖，再嘗試起動發(fā)動機。

3 專業(yè)診斷

專業(yè)診斷忌盲目拆解發(fā)動機。拆解工作應是必需且按照維修流程進行。特定車型的維修手冊是專業(yè)診斷的必需文件。查找故障原因時，按照圖1 涉及的四個系統(tǒng)依次進行。必須首先了解各系統(tǒng)電路的節(jié)點。組成系統(tǒng)電路的蓄電池、安全裝置（熔斷器、斷路器、保險絲）、控制裝置（開關、繼電器）、接地點、接線盒、線束連接器和線束間連接器等均可視為節(jié)點。根據(jù)故障概率估算，采用排除法，對故障節(jié)點或線束精準定位。

3.1 檢測起動系統(tǒng)

理解起動電路的工作原理。確定起動電路是否具有電氣連續(xù)性和動力傳遞（動力流）連續(xù)性。連續(xù)性缺失時，即導致發(fā)動機不能起動故障。以2006 版豐田凱美瑞1AZ-FE 發(fā)動機起動系統(tǒng)為例，說明起動系統(tǒng)檢測要點，如圖4 所示（注：圖4摘自1AZ-FE 發(fā)動機維修手冊，圖中用“長圓孔形”表示零部件位置，而現(xiàn)行豐田車系電路圖用“圓形”表示零部件位置）。

圖4 凱美瑞1AZ-FE 發(fā)動機起動系統(tǒng)電路圖[2]

起動系統(tǒng)電氣運行有三條電路：

（1）起動機第一控制電路：當點火鑰匙處于START 位置時，蓄電池正極→AM1 保險絲→點火開關4#針腳→點火開關3#針腳→駐車/空檔位置開關→起動繼電器1# 針腳→起動繼電器線圈→起動繼電器2#針腳→接地。此時，起動繼電器線圈得電，起動繼電器觸點閉合，起動繼電器5#針腳和3#針腳導通；

（2）起動機第二控制電路：當點火鑰匙處于START 位置時，蓄電池正極→ST/AM2 熔絲→點火開關5#針腳→點火開關7#針腳→起動繼電器5# 針腳→起動繼電器3# 針腳→起動機C3 位置1#針腳后分兩路（一路經(jīng)保持線圈→接地；另一路經(jīng)吸引線圈）→起動電動機→接地。此時線圈得電，電磁開關閉合；

（3）主電路：蓄電池正極→起動機D1 位置1#針腳→電磁開關→起動機接地→蓄電池負極。

起動機動作過程可分解：

（1）起動繼電器電磁線圈通電→起動繼電器觸點閉合→起動機電磁開關的吸引線圈和保持線圈通電→鐵芯移動→小齒輪移出；

（2）吸引線圈的小電流通過起動電動機的繞組→電樞開始轉動→小齒輪轉動；

（3）鐵芯移動→電磁開關閉合→吸引線圈被短路→保持線圈產(chǎn)生的磁力使鐵芯保持當前位置，電磁開關保持閉合→電樞獲得大電流，繼續(xù)轉動→小齒輪轉動；

（4）小齒輪轉動→飛輪轉動；

（5）松開點火鑰匙→點火鑰匙返回ON 位→點火開關5#針腳與7#針腳斷開→吸引線圈和保持線圈串聯(lián)，旋向相反，磁性相互抵消→在彈簧力作用下，小齒輪回退，不嚙合飛輪齒圈。

當發(fā)生電氣連續(xù)性缺失時，檢查各電路節(jié)點。當發(fā)生動力傳遞連續(xù)性缺失時，檢查起動機傳動機構等。

3.2 檢測進氣系統(tǒng)

發(fā)動機的進氣量信號是控制噴射燃油量的主要信號[3]。如果起動系統(tǒng)檢測完成后，仍未確定故障原因，則開始檢測進氣系統(tǒng)。怠速控制閥、空氣流量傳感器（L型電噴系統(tǒng)）、空氣濾清器和進氣門為重點檢查部位。有時，進氣系統(tǒng)漏氣、空氣濾清器堵塞和進、排氣門積碳過多導致氣門密封不嚴實，導致發(fā)動機起動失敗。檢測方法可用故障診斷儀讀取故障碼。如有故障碼，按故障碼定位。也可讀取數(shù)據(jù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)流分析故障原因。可以利用真空表，測量發(fā)動機怠速時節(jié)氣門后方的真空度，判斷是否發(fā)生進氣系統(tǒng)漏氣。如果真空度小于規(guī)定值或進氣管附近有“嘶嘶”聲，則說明進氣系統(tǒng)漏氣。應檢查進氣系統(tǒng)各個節(jié)點，例如，管接頭、碳罐電磁閥、EGR 閥等。

3.3 檢測點火系統(tǒng)

電控點火系統(tǒng)的控制主要包括點火提前角、閉合角及爆震控制等方面[1]。點火系統(tǒng)的主要部件是點火器、火花塞和點火線圈?；鸹ㄈ麑僖讚p件，需要定期更換。長時間使用不更換，電極間隙會變大，影響點火能量。同步帶打滑錯齒造成點火正時故障，發(fā)動機不能進入工作循環(huán)。點火線圈出現(xiàn)故障可能會導致發(fā)動機缺缸。

利用人工法或電火花檢測儀檢測火花質量。采用人工法檢查時，取下火花塞上的高壓分線頭，對準該火花塞頂約5mm，然后轉動發(fā)動機，觀察跳火情況。若火花強烈并呈天藍色，說明點火系統(tǒng)工作正常。若火花微弱發(fā)紅，為工作不良。

利用正時燈或人工法檢查點火正時。如必要，調(diào)整點火正時。點火正時檢測宜與發(fā)動機電控系統(tǒng)傳感器檢測同步進行。曲軸位置傳感器或其電路發(fā)生故障時，發(fā)動機ECU 接收不到曲軸位置信號，點火正時無法正確控制，導致發(fā)動機不能進入工作循環(huán)。

3.4 檢測燃油系統(tǒng)

油路未接通，發(fā)動機不能起動。燃油系統(tǒng)的診斷可分為供油和噴油兩個部分進行。當懷疑燃油泵和控制電路故障，導致燃油系統(tǒng)中燃油壓力過低時，可利用燃油壓力表檢測燃油壓力，包括燃油壓力建立快慢、壓力值、保持壓力等。將燃油壓力表接入燃油管路中，然后起動發(fā)動機，測量燃油壓力。如果燃油壓力過高，則應更換壓力調(diào)節(jié)器；燃油壓力過低時，可夾住回油軟管，若燃油壓力上升到正常值，則說明燃油壓力調(diào)節(jié)器損壞，否則可檢查燃油泵和燃油濾清器。噴油部分的檢測可與電控系統(tǒng)傳感器的檢測合并進行。有時曲軸位置傳感器發(fā)生故障，導致噴油正時和點火正時不正確，噴油器不工作，火花塞不跳火。

電動燃油泵提供油路壓力，電動燃油泵由開路繼電器控制，而開路繼電器又由主繼電器（EFI）控制。供油部分故障大概率發(fā)生于這三個節(jié)點。當然燃油濾清器嚴重堵塞、油箱內(nèi)無油也會導致發(fā)動機無法起動。噴油器因針閥機械故障或電磁線圈激勵信號缺失而未開啟可導致發(fā)動機不能起動。

3.5 檢測發(fā)動機電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)故障通常可用故障診斷儀讀取故障代碼。發(fā)動機不能起動故障可能與三種傳感器及其外圍電路發(fā)生故障有關。這三種傳感器是指曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和水溫傳感器。凸輪軸位置傳感器同樣提供ECU運算的基礎信號。此信號丟失或異?？稍斐砂l(fā)動機起動困難。如果發(fā)動機電控單元接收不到發(fā)動機轉速信號和曲軸位置信號，噴油和點火正時無法正確控制，噴油器不工作，火花塞不跳火。另外，汽車泡水后，發(fā)動機ECU內(nèi)部電路可能損壞。

4 故障診斷流程

首先，聽取客戶反映故障癥狀，然后確認故障癥狀。運用經(jīng)驗診斷法進行診斷。當經(jīng)驗診斷法無法確定故障原因時，用故障診斷儀讀取當前故障碼。如果有當前故障碼，參照維修手冊，根據(jù)故障碼查找故障原因。如果無當前故障碼，依次檢查起動系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和發(fā)動機電控系統(tǒng)。切忌盲目拆解各系統(tǒng)。檢查順序應由表及里，從簡單到復雜。排除故障后，試車。故障診斷流程如圖5 所示。

圖5 故障診斷流程圖

5 結語

直觀診斷屬于經(jīng)驗診斷法。故障診斷人員必須了解被診斷系統(tǒng)的結構和工作原理，可能產(chǎn)生的故障現(xiàn)象以及原因，需要一定的維修經(jīng)驗。直觀診斷對明顯的機械缺陷所引起的故障、密封件的失效引起的泄露、發(fā)動機電控系統(tǒng)電氣連接松脫的診斷比專業(yè)診斷更簡明和節(jié)省時間。專業(yè)診斷分為有故障碼診斷和無故障診斷碼診斷。有故障碼時按故障碼信息查找故障原因。無故障碼時按合理診斷流程分系統(tǒng)查找故障原因。忌盲目拆解。有效利用系統(tǒng)電路圖可按節(jié)點進行故障定位。