丰田汽车电控系统检修一体化教材课件-第3章

1,丰田发动机电控系统维修综合实训,项目3发动机不能起动，且无着车征兆,2,任务3.1故障案例分析,【教学设备】一辆07款卡罗拉手动挡轿车。【教学组织】在教学用的卡罗拉轿车上设置一个发动机不能起动的故障案例，引导学生对此故障进行分析。采用小组讨论的方式，明确故障现象，分析故障原因，提出故障诊断思路，编制出故障诊断流程图，制定维修方案和工作流程，填写维修工单。每个小组抽查一名学生上台展示学习成果，最后小组互评、教师点评总结。,3,任务3.1故障案例分析,1故障现象一辆2007款1.6L卡罗拉手动挡轿车，发动机无法起动，但起动机带动发动机有力。2故障原因分析（1）发动机正常起动的三个要素：1）强的高压火花，且正时准确。2）合适的空燃比。3）足够的气缸压力，且排气要通畅。这三方面均应符合要求，缺一不可。,4,任务3.1故障案例分析,（2）故障原因1）油路压力过低。2）燃油泵控制电路故障。3）喷油器电路故障。4）曲轴位置传感器故障5）点火系统故障：无高压火或点火正时与标准相差太大6）ECM电源电路，VC输出电路故障7）气门正时链过松或断裂，发生跳齿故障8）发动机气缸压缩压力过低9）三元催化转化器堵塞10）发动机停机系统故障,5,任务3.1故障案例分析,3故障诊断排除思路电控燃油喷射式发动机在设计上具有很好的起动性能。系统的一般故障通常不会导致发动机不能起动。如果出现发动机不能起动且无着车征兆的故障，其原因一定是发动机的点火系统、燃油系统、控制系统和机械系统四者之中的之一或以上完全丧失了功能。,6,任务3.1故障案例分析,诊断思路：1）在查找故障部位之前，应先进行发动机故障自诊断，检查有无故障码。如有故障码，则按显示的故障码查找相应的故障原因。影响发动机起动性能的传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、冷却液温度传感器、空气流量计等。2）检查点火系统。导致发动机不能起动的最常见原因是点火系统不能点火，在进一步检查之前，应先检查有无高压火。点火系统最容易损坏的部件是点火器，应重点检查点火器。3）检查燃油泵工作是否正常。电动燃油泵不工作是造成发动机不能起动的最常见原因之一。4）检查点火正时。点火正时与标准相差太大，也会出现起动时毫无起动征兆的故障现象。5）检查喷油器是否喷油。如果点火系统和燃油泵工作正常，则应进一步检查喷油控制系统。6）检查燃油系统压力。燃油系统油压过低会造成喷油量太少，也会导致发动机不能起动。若电动燃油泵运转，则检查系统油压是否正常。7）检查气缸压缩压力。若上述检查均正常，则应检查气缸压缩压力。若气缸压缩压力低于标准值，则说明发动机机械部分有故障，应拆检发动机。,7,任务3.2点火系统的认识与零部件的检测,【教学设备】1ZR-FE发动机实训台一台、1ZR-FE发动机控制系统示教板三台、发动机控制系统各零部件散件三套、常用拆装工具、线束测量辅助工具、发动机智能检测仪三台、发动机综合性能分析仪一台、汽车专用万用表三台、部分零部件耗材。【教学组织】教师利用多媒体课件、动画视频等教学资源结合实物讲解理论知识，在讲解过程中分阶段培养23名学生作为小组带头人；讲解完后，留出一定时间以小组为单位，由小组带头人带领小组成员理解、掌握理论知识，教师从旁观察指导；在大部分学生掌握了理论知识后，教师利用虚拟软件操作、在实训台上实操的方式示范检测方法，在示范过程中重点培养训练小组带头人；示范完毕后，由小组带头人带领小组成员进行实操练习，教师从旁观察指导、纠正答疑；在学生掌握了检测方法后，每小组抽查23名学生进行考核；最后，教师针对学生实操考核过程中出现的问题进行总结，学生自查总结。,8,任务3.2.1检查是否出现高压火花,【情景设置】在1ZR-FE发动机实训台上设置点火系电源电路故障使火花塞不打火，导致发动机不能起动。,9,任务3.2.1检查是否出现高压火花,【理论知识】1.点火系的组成本车使用直接点火系统DIS（DirectIgnitionSystem），由电源、保险、继电器、点火线圈总成、火花塞、ECM、传感器等组成，如图3-1所示。在直接点火系统中每个气缸都用一个点火线圈来点火，并且火花塞与每个次级线圈尾部相连。次级线圈中产生的强电压被直接应用到每个火花塞上。火花塞的火花从中央电极传到接地电极。因点火线圈和火花塞直接相连，使高压电流过的距离缩短，从而电压损失和电磁干扰减少，提高了点火系统的可靠性。,10,任务3.2.1检查是否出现高压火花,2.注意“冷”和“热”是指线圈温度。“冷”指温度约为-10至50。“热”指温度约为50至100。,11,任务3.2.1检查是否出现高压火花,【技能训练】1.检查是否出现火花（1）检测步骤拆下4个点火线圈和4个火花塞。断开4个喷油器连接器。将火花塞安装到各点火线圈上，然后连接点火线圈连接器。将火花塞接地。检查并确认发动机转动时火花塞出现的火花，如图3-2所示。（2）注意事项检查火花塞时，将其接地。如果有任何点火线圈受到碰撞，须将其更换。不要使发动机转动超过2秒。,12,任务3.2.1检查是否出现高压火花,2检查火花塞（1）火花塞结构发动机采用了长距离、尖电极型火花塞，提高了火花塞在气缸盖部分的冷却性能本发动机的火花塞采用了铱电极火花塞，此火花塞用铱合金作为中心电极，用白金作为接地电极。它具有耐用性和高性能的双重优点。每100,000公里更换。,13,任务3.2.1检查是否出现高压火花,（2）检查火花塞的电极1）使用兆欧计测量绝缘电阻标准电阻：10M或更高。注意：如果结果不符合规定，则用火花塞清洁剂清洁火花塞，并再次测量电阻。,14,任务3.2.1检查是否出现高压火花,2）如果没有兆欧计可替代的检查方法检查步骤使发动机转速快速提高到4,000rpm，进行5次。拆下火花塞。目视检查火花塞。检查结果如果电极是干的，表明火花塞工作正常。,15,任务3.2.1检查是否出现高压火花,（3）检查火花塞的螺纹和绝热器是否损坏，如果有任何损坏，则更换火花塞。（4）检查火花塞的电极间隙旧火花塞的最大电极间隙：1.3mm。新火花塞的电极间隙：1.0至1.1mm如果间隙大于最大值，不要调整电极间隙，应更换火花塞。,16,任务3.2.1检查是否出现高压火花,（5）清洁火花塞如果电极上有湿碳痕迹，用火花塞清洁剂清洁后使其干燥。空气压力：588kPa（6kgf/cm2）。为了防止铱金电极遭到损坏，清洗持续时间不应超过20秒。注意：只有在电极上没有油渍时才可使用火花塞清洁剂。如果电极上有油渍，用汽油将其清除，然后再使用火花塞清洁剂。不要用钢丝刷清洁。不要试图调整旧火花塞的电极间隙。,17,任务3.2.1检查是否出现高压火花,3.实操结果分析,18,任务3.2.1检查是否出现高压火花,【考核方式】,19,任务3.2.2检查点火线圈总成,【情景设置】在1ZR-FE发动机实训台上设置点火线圈总成的点火控制信号线路故障导致发动机不能起动。,20,任务3.2.2检查点火线圈总成,【理论知识】1安装位置,21,任务3.2.2检查点火线圈总成,2作用产生使火花塞放电点火所需要的高压电。3端子含义,22,任务3.2.2检查点火线圈总成,4故障代码提示-这些DTC表示与初级电路有关的故障。如果存储了DTCP0351，则检查1号点火线圈电路。如果存储了DTCP0352，则检查2号点火线圈电路。如果存储了DTCP0353，则检查3号点火线圈电路。如果存储了DTCP0354，则检查4号点火线圈电路。,23,任务3.2.2检查点火线圈总成,4失效保护设定DTCP0351、P0352、P0353和P0354时，ECM进入失效保护模式。在失效保护模式下，ECM切断燃油。失效保护模式一直延续至检测到“通过”条件。6可能导致的故障现象无高压火花；高压火花弱；发动机无法起动。,24,任务3.2.2检查点火线圈总成,【技能训练】1用智能检测仪读取DTC将智能检测仪连接到DLC3上。将点火开关转到ON。打开智能检测仪。进入下列菜单：Powertrain/EngineandECT/DTC。2检查点火线圈总成的电源电压（以B26为例）（1）检查步骤断开点火线圈总成连接器。将点火开关转到ON。用万用表检查点火线圈总成B26线束侧的端子1（+B）与端子4（GND）之间的电压，如图3-16所示。（2）标准电压：1114V。,25,任务3.2.2检查点火线圈总成,3检查点火线圈总成与集成继电器之间的线束和连接器（以B26为例）（1）检查线束开路检查步骤断开点火线圈总成连接器。从发动机室继电器盒上拆下集成继电器。用万用表检查点火线圈总成B26的端子1（+B）与集成继电器端子（1A-4）之间的电阻。标准电阻：低于1。（2）检查线束短路检查步骤断开点火线圈总成连接器。从发动机室继电器盒上拆下集成继电器。用万用表检查点火线圈总成B26的端子1（+B）或集成继电器端子（1A-4）与车身接地之间的电阻。标准电阻：10K或更高。,26,任务3.2.2检查点火线圈总成,4检查点火线圈总成与ECM之间的线束和连接器（以B26为例）（1）检查线束开路检查步骤断开点火线圈总成连接器。断开ECM连接器。用万用表检查点火线圈总成B26的端子2与ECM的端子B31-81之间的电阻；检查点火线圈总成端子（B26-3）与ECM端子（B31-85）之间的电阻。标准电阻：低于1。（2）检查线束短路检查步骤断开点火线圈总成连接器。断开ECM连接器。用万用表检查点火线圈总成B26的端子2（IGF）或ECM端子B31-81与车身接地之间的电阻；点火线圈总成端子（B26-3）或ECM端子（B31-85）与车身接地之间的电阻。标准电阻：10K或更高。,27,任务3.2.2检查点火线圈总成,5检查点火线圈总成与车身接地之间的线束和连接器（以B26为例）（1）检查步骤断开点火线圈总成连接器。用万用表检查点火线圈总成B26的端子4（GND）与车身接地之间的电阻。（2）标准电阻：低于1。,28,任务3.2.2检查点火线圈总成,6检查点火器信号波形（1）检查步骤将点火开关转到ON，让发动机怠速运转。用示波器在IGT（1至4）和E1之间读取IGT信号波形；在IGF1和E1之间读取IGF波形，标准波形如图3-17所示。（2）标准波形波长随发动机转速的增加而变短。,29,任务3.2.2检查点火线圈总成,7实操结果分析,30,任务3.2.2检查点火线圈总成,【总结思考】编制点火线圈总成故障诊断流程图。,31,任务3.2.2检查点火线圈总成,【考核方式】,32,任务3.2.3检查爆震传感器,【情景设置】在1ZR-FE发动机实训台上设置爆震传感器的线路故障导致发动机爆燃。,33,任务3.2.3检查爆震传感器,【理论知识】1安装位置爆震传感器安装在发动机缸体上,34,任务3.2.3检查爆震传感器,2作用爆震传感器的作用是检测发动机爆震信号，当发动机ECM收到爆震信号后，推迟点火，抑制发动机爆震。3结构与工作原理该爆震传感器是利用发动机产生爆震时的振动频率，与传感器本身的固有频率相符合，而产生共振现象，来检测发动机爆震是否发生。爆震传感器的压电元件紧密地贴合在振荡片上，振荡片则固定在传感器的基座上，如图3-19所示。振荡片随发动机振动而振荡，波及压电元件，使其变形而产生电压信号。当发动机爆震时的振动频率与振荡片的固有频率相符合时，振荡片产生共振，此时压电元件将产生最大的电压信号。该传感器能检测较大幅度频率的振动：在大约6kHz和15kHz之间,35,任务3.2.3检查爆震传感器,4端子含义,36,任务3.2.3检查爆震传感器,5线路图,37,任务3.2.3检查爆震传感器,6故障代码,38,任务3.2.3检查爆震传感器,7失效保护设定DTCP0327和P0328时，ECM进入失效保护模式。在失效保护模式下，点火正时延迟达到最大限度。点火开关转到OFF之前，失效保护模式将持续。8可能导致的故障现象发动机爆燃，特别是加速时爆燃；点火正时不准确，发动机工作不良。,39,任务3.2.3检查爆震传感器,【技能训练】1使用智能检测仪读取DTC（1）将智能检测仪连接到DLC3上。（2）将点火开关转到ON。（3）打开智能检测仪。（4）进入下列菜单：Powertrain/EngineandECT/DTC。（5）读取DTC。,40,任务3.2.3检查爆震传感器,2使用智能检测仪读取爆震反馈值（1）检查步骤将智能检测仪连接到DLC3上。起动发动机。打开智能检测仪。使发动机暖机。进入下列菜单：Powertrain/EngineandECT/DataList/KnockFeedbackValue。驾驶车辆时读取数值。注意：使发动机高负荷运转（例如，打开空调系统和使发动机运转）可确认爆震反馈值的变化。（2）检查结果若有故障出现，爆震反馈值不改变；若故障不出现，则爆震反馈值改变。,41,任务3.2.3检查爆震传感器,3检查爆震传感器的电源电压（1）检查步骤断开爆震传感器连接器。将点火开关转到ON。用万用表检查爆震传感器D1线束侧的端子2与端子1之间的电压。（2）标准电压：4.5至5.5V。4检查爆震传感器的电阻（1）检查步骤断开爆震传感器连接器。在20的条件下，用万用表检查爆震传感器D1的端子2与端子1之间的电阻，如图3-23所示。（2）标准电阻：120至280k。,42,任务3.2.3检查爆震传感器,5检查爆震传感器与ECM之间的线束和连接器（1）检查线束开路检查步骤断开爆震传感器连接器。断开ECM连接器。用万用表检查爆震传感器D1的端子2与ECM端子B31-110之间的电阻；检查爆震传感器D1的端子1与ECM端子B31-111之间的电阻。标准电阻：低于1。（2）检查线束短路检查步骤断开爆震传感器连接器。断开ECM连接器。用万用表检查爆震传感器D1的端子2或ECM的端子B31-110与车身接地之间的电阻；检查爆震传感器D1的端子1或ECM的端子B31-111与车身接地之间的电阻。标准电阻：10K或更高。,43,任务3.2.3检查爆震传感器,6检查波形（1）检查步骤将点火开关转到ON，发动机暖机后，使发动机转速保持在4000rpm。用智能检测仪在爆震传感器D1的端子2与端子1之间读取爆震传感器波形。（2）标准波形随发动机转速的增加而变短，标准波形如图所示。显示的波形和振幅根据车辆的状态而稍有差别。,44,任务3.2.3检查爆震传感器,7.实操结果分析,45,任务3.2.3检查爆震传感器,【总结思考】编制出爆震传感器故障诊断流程图。【考核方式】,46,任务3.2.4检查ECM的电源电路,【情景设置】在1ZR-FE发动机实训台上设置ECM电源电路线路故障导致发动机不能起动。,47,任务3.2.4检查ECM的电源电路,【理论知识】,48,任务3.2.4检查ECM的电源电路,【技能训练】,49,任务3.2.4检查ECM的电源电路,【总结思考】编制出ECM电源电路的故障诊断流程图。【考核方式】,50,任务3.3知识拓展（雅阁F23A3发动机点火系的认识与零部件的检测）,【教学设备】雅阁F23A3发动机实训台一台、雅阁F23A3发动机控制系统示教板三台、发动机控制系统零部件散件三套、常用拆装工具一套、解码器三台、发动机综合性能分析仪一台、汽车专用万用表三台、部分零部件耗材。【教学组织】在知识拓展中重点培养学生的自我学习能力。雅阁发动机点火系与丰田发动机不同的内容由老师带领学生学习，相同的内容以小组为单位，由小组带头人带领小组成员理解学习理论知识，并自主进行技能训练，教师从旁辅助指导答疑。,51,任务3.3.1检查与调整点火正时,【情景设置】在雅阁F23A3发动机实训台上设置点火系电源电路故障使火花塞不打火，导致发动机不能起动。【理论知识】1点火系的组成雅阁F23A3发动机的点火系统主要由蓄电池、分电器、高压线、火花塞和ECM/PCM等组成。点火系统的点火线圈和点火控制模块ICM（内置防噪音电容器）均安装在分电器内。另外气缸位置（CYP）传感器也安装在分电器内。2分电器的结构雅阁F23A3发动机用分电器的结构如图3-25所示，主要由分电器点火（DI）壳体、CYP传感器、点火控制模块（ICM）、分电器点火（DI）转子、分电器点火（DI）盖和点火线圈等组成。,52,任务3.3.1检查与调整点火正时,3电路图,53,任务3.3.1检查与调整点火正时,【技能训练】1.检查与调整点火正时（1）检查并视情调整发动机怠速。（2）从前乘客席侧仪表板下的插头支架上拔出2芯维修检查插头（绿/黑及红/白导线），然后接上专用工具SCS短路插头。（3）起动发动机，并让发动机在3000r/min下进行无负荷运转（换档操纵手柄置于N或P位置），直到发动机达到正常工作温度（即散热器风扇运转）为止，然后将发动机转速降至怠速。（4）将正时灯连接到第1缸分缸高压线上，然后将灯光对准同步带下罩上的检查标记。在前大灯、鼓风机、后窗除雾器和空调器等用电器均不工作的情况下，检查点火正时。（5）曲轴皮带轮上的上止点前（BTDC）标记与同步带下罩上的检查标记对正，则表示点火正时值正确，如图所示，其值为上止点前122。（6）如果上述正时标记未对正，则应松开分电器固定螺栓并顺时针（或逆时针）转动分电器壳体以推迟（或提前）点火正时。（7）拧紧分电器固定螺栓，再次检查点火正时。（8）拆下SCS短路插头。,54,任务3.3.1检查与调整点火正时,2.检查火花塞检查火花塞电极脏污、磨损与烧蚀情况以及陶瓷绝缘柱上是否有裂纹。若其中心电极已磨圆，则应更换火花塞。电极烧损与磨损的可能原因为：点火正时提前、火花塞松旷、火花塞热值过高或火花塞冷却不充分等。火花塞脏污的可能原因为：点火正时迟缓、燃烧室存有油污、火花塞电极间隙不符合要求、发动机怠速过高或过低、空气滤清器堵塞、点火线圈或导线老化等。,55,任务3.3.1检查与调整点火正时,3.检查分缸高压线（1）拉下橡皮套，小心地拆下分缸高压线。注意：切勿弯曲分缸高压线，否则可能会将导线内部折断。（2）外观检查分缸高压线有无锈蚀、弯曲(两端头)和破裂现象，并视情予以更换。（3）如图所示，用万用表档检测各分缸高压线的电阻值。电阻值应不大于25k（在20时），否则应予以更换分缸高压线。,56,任务3.3.1检查与调整点火正时,4.实操结果分析,57,任务3.3.1检查与调整点火正时,【总结思考】分析点火正时不准对发动机工作的影响。【考核方式】,58,任务3.3.2检查分电器,1点火线圈【情景设置】在雅阁F23A3发动机实训台上设置点火线圈电路故障使火花塞不打火，导致发动机不能起动。,59,任务3.3.2检查分电器,【理论知识】（1）安装位置安装在分电器内。（2）作用将电源提供的12V低压电变成1520kV的高压电。（3）结构点火线圈由初级线圈、次级线圈和铁芯等组成,60,任务3.3.2检查分电器,（4）端子含义,61,任务3.3.2检查分电器,【技能训练】（1）检查初级线圈的电阻1）检查步骤关闭点火开关（OFF），拆下分电器点火（DI）盖。分别拆开点火线圈的正、负极端子上的导线。用万用表测量正极端子A与端子B之间的电阻值。2）标准电阻：0.450.55。（2）检查次级线圈的电阻1）检查步骤关闭点火开关（OFF），拆下分电器点火（DI）盖。拆开点火线圈的正极端子上的导线。用万用表测量正极端子A与端子C之间的电阻值。2）标准电阻：16.8k25.2k。（3）检查初级线圈的电源电压1）检查步骤关闭点火开关（OFF），拆下分电器点火（DI）盖。拆开点火线圈的正极端子上的导线。用万用表测量正极端子A与车身接地之间的电压。2）标准电压：1114V。,62,任务3.3.2检查分电器,（4）实操结果分析,63,任务3.3.2检查分电器,2点火控制模块（ICM）【情景设置】在雅阁F23A3发动机实训台上设置点火控制器电路故障使火花塞不打火，导致发动机不能起动。,64,任务3.3.2检查分电器,【理论知识】（1）安装位置安装在分电器内，如图（2）作用接收ECM的信号，切断或接通点火线圈初级线圈的电路,65,任务3.3.2检查分电器,（3）端子含义,66,任务3.3.2检查分电器,【技能训练】（1）检查点火控制模块的电源电压