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1、1UZ-FE V8型电喷发动机点火系故障检修毕业设计（论文） 题目： 1UZ-FE V8型电喷发动机点火系故障检修 系( 院)： 专业班级: 汽车检测与维修技术 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 毕业设计（论文）任务书 姓名学号毕业届别08届专业汽车检测与维修技术毕业设计（论文）题目丰田1UZ发动机故障诊断及排除指导教师姜绍忠学 历本科职 称工程师具体要求： 课题组(D)任务: 一、电控点火系基本组成及电路布置 二、电控点火系工作特点 三、电控点火系的常见故障原因分析 四、电控点火系故障诊断与检修 五、实例分析 工作分配: :侧重上述三、四项工作；第五项取舍由前面的内容决定。进度安排：09年
2、11月211月3 论文课题准备 指导老师分组安排各指导小组选定毕业设计题目09年11月311月5 开题、选题、分组 学生选题及分组09年11月511月8 动员布置 毕业论文总体安排及要求、指导老师与学生见面，布置课题09年 11月812月20 毕业设计及撰写 毕业论文学生资料收集、进行设计撰写毕业论文09年11月底 中期检查 毕业设计（论文）进展情况，质量情况09年12月2012月25 完善设计（论文） 上缴初步成果，指导教师提出修改指导意见09年12月2512月27 上交毕业论文 毕业论文及各种成果09年12月2712月31 答辩 对论文及各成果进行答辩评价 指导教师签字： 年 月 日专业组
3、长意见：项目已具备实施条件 专业组长签字： 年 月 日题目发出日期设计（论文）起止时间附注：目录一、1UZ-FE V8 发动机点火系电路及部件1、点火系电路及工作原理.32、点火系部件.4二、1UZ-FEV8型发动机点火系故障诊断与检测1、点火系常见故障及原因分析.52、1UZ-FEV8型发动机自诊检测.52.1故障码代码的读取.62.2故障代码的清除 .72.3 故障代码及其含义.72.4故障检修.93、1UZ-FEV8型发动机跳火不良常规检测流程.144、1UZ-FEV8型发动机主要部件故障检测.155、1UZ-FEV8型发动机.点火正时检查调整.166、维修时的注意事项.17三、故障实例
4、1、Z-FE V8型电喷发动机起动困难怠速不稳.172、1UZ-FE V8型电喷发动机不能着火.18结束语附录一: 参考文献.附录二:谢辞.前言电子控制点火技术的迅速发展使之代替了传统的机械点火控制技术，在汽油机上获得广泛的应用。为了提高火花点火发动机动力性、经济性和改善排放,进行点火提前角的调整优化，通常采用电控点火系统，因此电控点火系统的检修在汽车故障检修中显得尤为重要，本文将主要对1UZ-FE V8型电喷发动机点火系故障检修故障诊断检修作系统阐述。 摘要: 本文阐述了1UZ-FE V8型电喷发动机点火系故障的诊断流程及检测方法，以图表形式列出了检查步骤，并对跳火、高压线、火花塞、线圈、曲
5、轴位置传感器和凸轮轴位置传感器、点火继电器、点火正时等进行了检修概述；同时以丰田凌志LS400汽车1UZ-FE V8型电喷发动机为例，介绍了解决电控发动机起动困难、怠速不稳，不能着火等故障的经验。 关 键 词: 发动机；点火系；故障诊断；传感器；检测 一、1UZ-FE V8 发动机点火系电路及部件1、点火系电路及工作原理1） UZ-FEV8型发动机，该型号发动机的点火系统有电子控制单元、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、点火器、分电器、点火线圈、高压线、火花塞等组成。为简化控制方法，发动机两排气缸分别由两套独立的点火系统控制。因此，凸轮轴位置传感器、点火器、分电器、点火线圈等均为两套，其工作受
6、ECU的点火信号控制。ECU内存储着大量发动机运转工况的最佳点火数据，他依靠发动机传感器送来的各种发动机运转工况信息（如转速、进气量、发动机温度等）以及车辆的行驶状况(如怠速、换挡、减速等)，计算点火正时，点火正时一经确定，微机则给点火器送出一个信号IGT，点火器内的三级管被这个信号导通，初级电流经过点火开关至点火线圈，点火线圈存储点火电能。曲轴位置传感器到达点火正时，微机停止IGT信号，点火器的三级管截止，点火线圈初级电流切断，产生高压电送至火花塞使之在电极之间产生火花，点燃混合气。 当初级电流被切断时，点火线圈产生一个反电动势，导致点火器产生一个相应的点火信号IFT,送给微机，用来监视点火
7、系的正常工作状态。2、点火系部件1）曲轴转速传感器曲轴转速传感器Ne转子装在分电器轴上，其Ne感应线圈装在分电器壳内。Ne转子是一个具有12齿的信号盘，当其旋转时，齿面切割Ne感应线圈的磁力线，传感器线圈产生感应脉冲信号，ECU即可通过其脉冲信号取得足够精确的发动机转速信号。 ）凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器的G转子装在分电器轴上，其线圈G1、G2也装在分电器壳内，G转子为一个单凸缘的信号盘，当其放置一圈时，凸缘便分别切割G1、G2感应线圈的磁力线，G1为八缸上止点前10的凸轮位置信号，G2为二缸上止点前10的凸轮轴位置信号。ECU根据G1、G2信号和点火顺序向点火器发出点火指令。 3）点火
8、器1UZ-FE V8型发动机的两排气缸分别有两套独立的点火系统控制，1号点火器用于控制左侧汽缸，2号点火器用于控制右侧汽缸，但1号点火器电路和2号点火器电路是完全相同。其点火器为无触点式，集电子开关和大功率信号放大器功能于一体，具有点火正时和点火顺序识别、点火闭合角调整等功能。当点火器接到ECU的点火信号（IGT）后，便立即断开点火线圈低压电路，从而在次级线圈上产生3万V以上的高压电供点火之用。在点火器断开点火线圈低压电路后，又利用产生的瞬间反向电动势向ECU反馈一个点火确认信号（IGF）。 4）点火线圈1UZ-FE V8型发动机具有两个点火线圈，但其功能完全相同都是为闭磁路点火线圈，受控于点
9、火器，当点火器一旦切断其初级线圈电路时，在点火线圈的次级便产生了30000V以上的高压电。5）分电器1UZ-FE V8有两个分电器但它们的作用相同都是是按发动机点火顺序将高压电分送到各缸火花塞。同时也是曲轴转速传感器、凸轮轴位置传感器的载体。二、点火系故障诊断与检测1、点火系常见故障及原因分析点火系的常见故障主要有跳火不良（无火、火花弱）、点火正时不准确。无火、火花弱故障产生的原因可能是机械类故障（火花塞间隙、插子松动老化等）或者是低压电路、高压电路、ECU、传感器工作不良，可以通过拔高压线做跳火实验来判断；点火正时不准确可能是点火顺序不对、分电器位置不正确等，可以用正时灯检查；一般检查之前可
10、通过故障自诊断来快速判断传感器、ECU、线路、点火器是否有故障2、1UZ-FEV8型发动机自诊断检测丰田凌志汽车电控点火系统的检测凌志LS400型汽车配用1UZ-FEV8型发动机，该型号发动机的点火系统有电子控制单元、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、点火器、分电器、点火线圈、高压线、火花塞等组成。为简化控制方法，发动机两排气缸分别由两套独立的点火系统控制。因此，凸轮轴位置传感器、点火器、分电器、点火线圈等均为两套，点火系统电路（如下图）凸轮轴位置传感器分别用于检测第1缸和第6缸压缩行程上止点信号（G1、G2），曲轴位置传感器则用于曲轴每转一周产生12个脉冲信号。ECU根据G1和G2信号检测曲
11、轴转角位置，根据NE信号检测实际曲轴转角和发动机转速，由此即可确定一基本提前角，行成基本点火正时。在发动机运转时，ECU还会根据发动机转速和负荷信号，计算出相应工况的点火提前角，在根据水温、进气温度、节气门位置、怠速开关、爆震信号等，对点火提前角进行修正，从而得到一个最佳点火正时。所以，1UZ-FEV8型发动机的实际点火提前较为基本点火提前角、点火提前角及点火提前角修正三者之和。实际工作中，ECU先到通信号IGT，接通点火器中的功率三级管，形成点火线圈初级电流。在达到点火正是角度时，ECU切断点火线圈初级电流并在次级线圈中感应出高压电使相应汽缸的火花塞跳火，并利用切断点火线圈初级电路所产生的反
12、电动势，向ECU反馈一点火信号IGF，若没有IGF反馈信号，ECU将停止燃油喷射，以保证车辆及人员的安全。2.1故障码代码的读取 ECU设有自诊断系统，可以检测发动机信号网络的故障，并通过仪表板上的“CHECK”故障指示灯显示故障情况。其诊断方式有两种：普通方式和试验方式，与皇冠车几乎完全相同。若在普通方式下检测到一个故障，ECU即点亮“CHECK”故障指示灯，通知驾驶员发生了故障。故障排除后，指示灯即自动熄灭，但故障代码仍然存储在ECU的存储器中，关闭点火开关，取下EFI保险丝，ECU存储代码即被消除。 将TDCL连接器或检查连接器上的TE1与E1端子连接起来，根据“CHECK”故障指示灯的
13、闪烁次数，就可读出故障代码，故障代码由小到大循环显示。TDCL连接器设在位于左侧或右侧仪表板下的小盒子内。TDCL是一个专用连接器，能对来自发动机、ECT、ABS、A/C、安全气囊、空气悬架、牵引控制和车速控制系统的数据进行诊断以改善汽车使用性能。2.2故障代码的清除 凌志LS400型汽车故障代码的清除方法是，从2号就J/B接线盒上拔下EFI保险丝，20s后再装上，故障代码即被清除。2.3 故障代码及其含义 与点火系统相关的故障代码及其含义如下表所示故障码电路系统诊断CHECK指示灯故障部位正常状态实验状态12RPM信号(转速信号)发动机转动后2s内无NE或G1、G2信号至ECU亮无此诊断曲轴
14、位置传感器、1号凸轮轴位置传感器、2号凸轮轴位置传感器开路或短路；曲轴位置传感器、1号凸轮轴位置传感器、2号凸轮轴位置传感器；启动器13RPM信号(转速信号)发动机转速在1000r/min或更高时，在0.1s或更长一段时间内无NE信号至ECU亮无此诊断曲轴位置传感器电路短路或开路；曲轴位置传感；ECU在G1和G2脉冲之间的时间间隔内无NE的12个脉冲至ECU无此诊断亮凸轮轴位置传感器电路开路或短路；曲轴位置传感；ECU；机械系统故障（正时皮带跳齿、皮带拉长）发动机暖机后做怠速运转（节气门全闭）时间内,在G(G1G2)和NE信号中的偏差持续1s亮无此诊断机械系统故障（正时皮带跳齿、皮带拉长）；1
15、号、2号凸轮轴位置传感器；ECU141号点火信号在811只连续的IGT1信号间，无IGT1信号至ECU亮无此诊断1号点火器到ECU的IGT1电路开路或短路；1号点火器；ECU152号点火信号在811只连续的IGT2信号间，无IGT2信号至ECU亮无此诊断2号点火器到ECU的IGT2电路开路或短路；2号点火器；ECU17凸轮轴位置信号G1信号不送至ECU（除发动机正在旋转外）无此诊断亮ECU与1号凸轮轴位置传感器之间的配线或连接器；1号凸轮轴位置传感器；G1信号板；ECU18凸轮轴位置信号G2信号不送至ECU（除发动机正在旋转外）无此诊断亮ECU与2号凸轮轴位置传感器之间的配线或连接器；2号凸轮
16、轴位置传感器；G2信号板；ECU521号爆震控制信号发动机转速在6505200/min之间，曲轴连续工作3圈中无1号爆震传感器信号到ECU亮无此诊断1号爆震传感器电路开路或短路；1号爆震传感器（松动）；ECU53爆震控制信号发动机转速在6505200/min之间，发动机控制计算机（爆震用）故障亮无此诊断ECU552爆震控制信号发动机转速在6505200/min之间，曲轴连续工作3圈中无2号爆震传感器信号到ECU亮无此诊断2号爆震传感器电路开路或短路；2号爆震传感器（松动）；ECU2.4自诊断故障检修1)发动机曲轴位置传感器及凸轮轴位置传感器电路故障检修若接通ECU自诊断系统，输出故障码为12、
17、13或17、18，则说明转速信号和凸轮轴位置信号电路存在故障，诊断结果及可能的故障部位（上表）。凸轮轴位置传感器及曲轴位置传感器与发动机ECU的链接电路（如上图）发动机曲轴位置传感器（NE信号）和凸轮轴位置传感器（G1和G1信号）由一块信号板和一只感应线圈组成。G1和G2信号板分别安装在左列和右列凸轮轴上，每块板的外圆周上只有一齿。当凸轮轴旋转时，信号板上的突出部分和传感线圈的空气间隙随之变化，引起磁场波动并在感应线圈中产生电动势，所以凸轮轴没转一圈，传感线圈中即产生一个正弦脉冲信号。NE信号板安装在曲轴上，由十二个齿，发动机没转一圈，曲轴位置传感器便产生12个NE信号。ECU根据G1、G2信
18、号检测标曲轴转角位置，根据NE信号检测实际曲轴转角和发动机转速。当曲轴位置和凸轮轴位置信号电路系统存在故障时，应首先检查各传感器，如传感器电阻值符合（下表）标准，则再按代码表的故障部位进行其他方面的检测。传感器温度状态电阻值/欧姆1号凸轮轴位置传感器冷态8351400热态106016452号凸轮轴位置传感器冷态8351400热态10601645曲轴位置传感器冷态8351400热态10601645注：冷态-1050，热态是501002)点火信号电路的检修 若读取的故障码为14或15，说明点火信号电路存在问题，凌志LS400型汽车发动机的电路图ECU决定点火正时，在点火正时前的某一预定角度接通V1
19、并向点火器输出一个点火信号IGT”1”。因IGT的信号周期不变，点火器的定位角控制电路根据发动机转速和上一次点火正时，确定流向点火线圈的初级电流的开始时间，即V2导通的时间。到达点火正时后，ECU切断V2并输出IGT信号“0”。使点火线圈初级绕阻断流，而次级线圈中则产生高压，使火花塞跳火。利用切断初级电流时产生的反电动势，点火器向ECU发回点火确认信号IGF。若ECU接收不到IGF信号时，ECU将停止燃油喷射。1UZ-FE V8型发动机的两排气缸分别有两套独立的点火系统控制，1号点火器用于控制左侧汽缸，2号点火器用于控制右侧汽缸，因此1号点火器电路和2号点火器电路故障的检修程序是完全相同，只是
20、故障代码不同。在故障检修过程中，若出现故障代码14，应检测1号点火器电路；若出现故障代码15，则应检查2号点火器电路。故障检修流程（如下图）3)爆震传感器电路故障检修 凌志LS400型汽车电控系统的爆震传感器电路与皇冠汽车完全相同，发动机机体的左侧和右侧各装一只爆震传感器，用来检测发动机爆震倾向。爆震传感器内有压电元件，当发动机因爆震使机体振动时会引起压电元件变形而产生电压信号，ECU根据此信号推迟点火时间以限制爆震的发生。在进行电路故障诊断时，若出现故障码52，应检查左侧的1号爆震传感器电路；若出现故障代码55则应检查右侧的2号爆震传感器电路；若出现故障代码53，则应更换发动机ECU。爆震传
21、感器电路的故障诊断程序（如图）3、1UZ-FEV8型发动机跳火不良常规检测流程当点火系统出现故障时，先拆下分电器盖上高压线，使高压线端离车身约12.5mm，启动发动机（时间不超过1s），如果跳火无火花，可按下图顺序检查。4、1UZ-FEV8型发动机主要部件故障检测1）高压线的检查 a.从火花塞和分电器盖上分别拆下高压线。 b.检查高压线电阻。用欧姆表测量，最大电阻应为25k，如果电阻大于最大值，应更换高压线。c.从新将高压线装回火花塞和分电器盖。2）火花塞检查 a.用欧姆表检查火花塞的检查火花塞电极绝缘电阻，标准值应10m，如果小于10m，就则应拆检火花塞。 b.拆下火花塞，检查火花塞螺纹和绝
22、缘体是否损坏，如损坏，应更换。c.检查电极间隙，正常间隙为1.1mm，最大间隙为1.3mm，如果间隙大于最大值，就应予等换。d.用火花塞清洗器清洗火花塞。 e.安装火花塞，用专用工具(sst:09155-16100)拧紧力矩为18N.m f.装上高压线或点火线圈3）线圈检查 a.检查初级线圈电阻：用欧姆表测量正极(+)与负极（-）端子之间的电阻，1UZ-FE型发动机冷态时0.410.50热态时0.450.65，如不符合规定值，应更换点火线圈。b.检查次级线圈电阻 ：用欧姆测量正极（+）端子与高压线端子之间的电阻，1UZ-FE型发动机冷态时为10.213.8，如果不符合规定值，就应更换点火线圈。
23、说明：冷态是指温度在-1050，热态指温度50100。检查时最好脱开蓄电池负极电缆。4)1UZ-FE曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的检查 用欧姆表测量左、右侧凸轮轴位置传感器连接器，两端子之间的电阻应为9501250,如不符合规定值，应更换传感器；在曲轴皮带轮后，用欧姆表测量曲州位置传感器，两端子之间的电阻应为9501250，如不符合规定值，应更换传感器。5)1UZ-FE点火继电器检查a.检查继电器的导通情况 ：用欧姆表检查端子3和6之间、端子4和5之间，应导通，端子1和2之间应不导通，如果导通情况不符合规定，就应更换继电器。b.检查继电器的工作情况 ：将蓄电池电压加在端子3和6端子4和5上
24、时，用欧姆表检查端子1和2之间应不导通，如果导通情况不符合规定要求，应更换继电器。5、1UZ-FEV8型发动机点火正时检查调整 1UZ-FE型发动机点火正时检查怠速运转（65050rpm）、火正时（812BTDC）启动发动机并暖机到正常工作温度，然后保持怠速运转，进行点火正时的检查。a.连接DCL1端子TE1和E1。b.将正时灯接到6号高压线上c.用正时灯检查点火正时。d.调整点火正时，如点火正时不符合规定值，应检查节气门是否完全关闭、节气门位置传感器端子IDL与E2之间是否导通、气门是否正时。e.脱开DCL1的TE1和E1连接，用正时灯进一步检查，此时的点火正时应在7-17之间变化。f.检查
25、完毕后，脱开转速表和正时灯。6、维修时的注意事项1）电控发动机如果不能启动，点火开关的接通时间不得超过10分钟。2）发动预热到正工作温度并将转速表调至4缸量程，同时确认转速表的适应情况。将转速表接入系统时，应将转速表表棒接在DLC1端子IG(-)上。3）勿让转速表的表棒接地，否则会引起点火器和点火线圈损坏。4）发动机正常运转时，不得脱开蓄电池。5）检查点火器的搭铁线是否正常牢靠。 三、故障排除维修1、Z-FE V8型电喷发动机起动困难怠速不稳1)故障现象：1UZ-FE V8 发动机起动时困难，启动后怠速不稳定。2)故障诊断：经检查蓄电池够电，保险丝全部良好，燃油泵也有工作运转声，手捏输油管有油
26、压张力感。怀欵故障出在1号点火器到ECU的IGT1电路开路或短路，1号点火器，ECU。发动机在启动或正常运转中，ECU对点火系统时刻处在监控状态，若点火系工作不良，将点亮仪表盘上的发动机故障警告灯。此时，可读取故障代码，并按代码所示的故障内容进行检修。经自诊断，显示故障代码14，表明在811只连续的IGT1信号间，无IGT1信号至ECU。由于1UZ-FE V8分为两套点器，鉴于此2好点火器工作良好，排除ECU的故障。对此，应对1号点火器进行检测，检查其电阻，符合规定值。于是继续检查其与ECU连接导线，发现没有短路或短路。没办法准备跟换点火器试试，更换时发现叉子保险短裂。更换新叉子，故障解决。原
27、来点火器收不到ECU提供的信号，点火线圈不产生高压，分电器没有高压电到也不点火。由于1UZ-FE V8采用两套点火装置，只剩一半工作，当然起动困难怠速不稳啦。2、1UZ-FE V8型电喷发动机不能着火1)故障现象：1UZ-FE V8 发动机被起动机带动运转，却不能起动，而无着火征兆。2)故障诊断：经检查保险丝全部良好，燃油泵也有工作运转声，手捏输油管有油压张力感。怀欵故障出在点火系、曲轴位置传感器及ECU，因为该车燃油喷射系统和点火系统同微机集中控制，即TCCS。发动机在启动或正常运转中，ECU对点火系统时刻处在监控状态，若点火系工作不良，将点亮仪表盘上的发动机故障警告灯。此时，可读取故障代码
28、，并按代码所示的故障内容进行检修。经自诊断，显示故障代码12，表明启动机接通2s以上，仍无曲轴转速传感器或凸轮轴位置传感器信号G1、G2、NE传送到ECU，对此，应当检查传感器及相关线路是否断路或短路。从分电器上拔下高压线，握住它使其端部离缸体12mm左右，转动曲轴，无高压火花产生。检查点火线圈、点火器和分电器接头一切正常。当用万用表检测曲轴位置传感器传感线圈电阻时，发现Ne传感线圈断路，即Ne传感线圈接头脱焊。将此接头焊修后，发动机一切恢复正常。原来发动机ECU收不到曲轴位置传感器Ne信号，便不可能发出喷油和点火指令，发动机既不点火，也不喷油，当然无法起动，也谈不上着火征兆。结束语通过上述课
29、题，排除了如怠速不稳、不能着火、等点火系相关故障。从中得出结论，造成发动机电控点火系统不正常工作的主要原因火花塞的检查高压线的故障、传感器的故障、点火正时的故障、 点火继电器的故障等。以及读取故障码诊断1UZ-FEV8型发动机电控点火系，如13号故障码RPM信号(转速信号)等的诊断。对于无故障码时故障的诊断与排除，应有简单到复杂，由外到里进行检查。比如发动机被起动机带动运转，却不能起动，无着火征兆现象，确定故障部位可能是出在点火系、曲轴位置传感器及ECU。点火系统故障会是影响到发动机的动力性、经济性和排放性。所以平时也要对它进行定期的维护是很有必要的。致谢在论文的写作过程中,得到了许多老师的帮助,学院的老师们严谨治学的教学使我获益非浅,我非常感谢我的指导教师戴文彬老师，他不仅为此提供大量的资料而且使我经过深思熟虑作出准确课题研究方向和明确课题任务,他不惜花费自己时间对课题任务提出许多改进的意见,既给了我持久不断的鼓励，又使我在论文写作过程中不断完善课题的研究成果。参考文献1、 汽车发动机控制系统及诊断维修 行文凯 化学工业出版社 2007.082、 电控发动机原理与检测技术 张葵葵 机械工业出版社 2007.023、 点火系统 于春鹏 化学工业出版社 2005.07 4、 最新丰田轿车使用与检修 张贵荣 青岛出版社 2003.08