淺談電噴轎車冷起動困難故障的簡易修復

【摘 要】本文主要介紹一部95年日產藍鳥轎車，由于發動機ECU的部分控制功能有故障，造成該車冷起動困難，通過增加一個由水溫傳感器和繼電器組成的電路，即使不更換新的ECU這一昂貴電腦部件，也能使該轎車回復良好的起動性能。

【關鍵詞】冷起動困難；噴油脈寬；水溫傳感器

0.前言

汽車電子控制燃油噴射發動機是機電一體化高新技術的產物，尤其是發動機的控制系統，它設置有多個傳感器、執行器和電子控制元件。控制系統工作時，各種信號相互交叉滲透，控制進氣、噴油和點火。一旦發生故障，則癥狀的界限模糊。而且只是局部發生故障而其他部分仍完好的可能性極高。而控制單元一般都是一個整體，為排除局部故障而去整體更換總成，經濟上不合算。所以我們必須全面深刻了解電子控制燃油噴射發動機的結構原理，掌握有關功能作用，運用科學的分析方法和維修技巧，制定出切實可行而又經濟的維修方案，通過采取一些簡單的補償措施，去彌補這部分的功能作用。以達到排除此局部故障的目的。

1.故障現象

有臺95曰產藍鳥U13的轎車，發動機型號為SB20DE，冷起動時，要起動十多次才能著車，起動時踩不踩油門對著車影響不大，熱車相對好一些，起動后發動機工作一切正常，無其他異常現象。這樣起動困難的現象會大大縮短蓄電池和起動機的使用壽命。

2.故障檢測與分析

電子控制燃油噴射系統的發動機工作時，通過控制系統不斷地檢測各傳感器輸入的信號，按程序中設定的算法進行運算，計算出最佳噴油量、最佳初級電路導通時間，并轉變成控制信號，控制噴油器、點火線圈等執行機構工作，以控制噴油量和點火提前角。從而使發動機在各種工況下都能獲得最佳工作狀態。

從汽油發動機的工作原理可知，要使發動機能順利著車，必須具備以下條件：①供給的混合氣要符合工作狀況所需的空燃比(濃度)；②工作時要有合適的氣缸壓縮壓力和噴油壓力；③點火時要有足夠的電火花能量。為診斷出上述車輛故障的原因，根據上述的分析進行如下的檢測：

(1)起動發動機，連續4次起動，都沒有著車跡象。把油門踏到底，再繼續起動2次，依然沒有著火跡象。用萬用表測量，起動時蓄電池電壓為11V，屬于正常。用聲音探聽器對著噴油器，起動時可聽到針閥“嗒、嗒”的動作聲，噴油器動作正常。

(2)拔掉中央高壓線對著缸蓋約距7mm，起動發動機試火，高壓線發出呈藍白色的強火花，聲音響亮、不斷火。拆下4個缸的火花塞，沒有發現濕潤現象。把火花塞分別插到分火線上，插回中央高壓線試火，發出火花也正常。

(3)拔下燃油泵保險絲，起動3次，釋放燃油壓力，測量冷車狀態下的氣缸壓力。依次測得4個氣缸的氣缸壓力值為1108kPa、1110kPa、1112kPa、1110kPa，與標準值1226kPa(熱機狀態下測得)及最小值1030kPa(熱機狀態下測得)相比較是正常的。

(4)測量燃油壓力。把燃油壓力表用三通管連接在汽油濾清器至發動機輸油管中間，裝回燃油泵保險絲，打開點火開關，重復一次，看到壓力表讀數為295kPa，起動時燃油壓力不下降，與標準值294kPa相比是正常的。

(5)分析以上測試結果，發動機起動時噴油壓力、電火花能量、壓縮壓力等均正常，故障原因可能是混合氣的濃度過稀所致。于是拆開空氣濾清器上蓋，用化油器清洗劑邊加濃、邊起動，結果一起動，即能著車，再重復2次，都能順利著車，證明上述判斷是正確的。

那么，影響混合氣濃度的因素有哪些呢?輔助空氣控制AAC閥、節氣門傳感器、空氣流量計、水溫傳感器等都有可能。但從該車故障現象和已檢測的結果分析，起動后發動機工作正常。發動機故障燈又沒有亮起，以及參照ECU的故障——保險系統的設置條件，節氣門傳感器、空氣流量計、水溫傳感器至少沒有存在硬性故障。輔助空氣控制AAC閥也不會在起動時造成混合氣過稀現象。根據電子控制燃油噴射系統的工作原理，發動機在起動時，ECU在收到起動信號后，會提供起動加濃補償噴油脈寬，補償量的大小取決于檢測到的發動機溫度。現在問題是在起動時ECU有沒有收到起動信號?水溫傳感器信號有沒有問題?提供的噴油脈寬補償量夠不夠?參閱BLUEBIRD U13 SR20DE發動機的線路圖(見附頁)，用萬能表測量ECU的34號腳，在起動時的電壓為llV，證明已有起動信號送至ECU。拔掉水溫傳感器配線插頭，打開點火開關，測量信號電壓為4.9V，屬于正常。測量此時水溫傳感器的電阻為1.4kΩ。關閉點火開關，拆下電池頭，拔掉ECU配線插頭，測量水溫傳感器配線到對應ECU的18號、21號腳接柱，正常導通。裝回配線插頭及電池頭。再更換一個新的水溫傳感器、實測電阻為1.5kΩ，插上配線插頭，起動發動機，仍然不能馬上著車。說明該車水溫傳感器無問題。

(6)用發動機故障檢測儀測量噴油脈寬，連接好配線，打開點火開關，點擊菜單進入故障診斷程序。首先，讀取發動機故障碼，顯示“系統正常”。選擇“讀取數據流”顯示當前溫度為30℃起動發動機，噴油脈寬為8.8ms。由于查不到起動時相關詳細的噴油脈寬數據資料，故只能用另外一臺同一型號的正常車去測取數據作為參考。用檢測儀實測得到的不同溫度下正常車起動時的噴油脈寬數值如表1。

表1

3.故障診斷

通過與測得的數據對比分析，發現該車在起動時的噴油脈寬加濃補償量小于正常車輛。會不會是ECU自身出了問題呢?為了盡快得出結論，決定將正常車的ECU與其互換。結果該車互換ECU后冷起動能順利著車，重復幾次，都能順利起動。而另外一臺“正常車”卻不能馬上起動，要在第四次起動后才能著車。試驗結果說明了該車冷起動困難就是由于ECU自身存在故障造成的。

裝回該車有故障的ECU，拔下水溫傳感器插頭，冷車起動發動機，著車順利，但此時發動機故障燈亮起，讀取發動機故障碼為“13”，表示水溫傳感器故障，表明ECU已啟動故障—保險系統。按20℃時預存值進行起動，此時測得20℃的預存起動噴油脈寬為17.8ms。根據前面檢查，正常車發動機在溫度30℃時起動噴油脈寬為11.5ms，而測得該車在當前溫度30℃時，噴油脈寬只為8.7ms，由此得出結論，在同一溫度下，ECU內預存的起動噴油脈寬與依據水溫傳感器信號所提供的起動噴油脈寬存在一定的差值。

這就反映出該ECU在發動機冷起動時所檢測到的信號，不能運算出對應起動溫度所需要的噴油脈寬，使噴油脈寬減少，造成起動時噴油量減少，令混合氣的濃度變稀，不適應起動狀態的需要，故要多次起動待混合氣濃度加大了才能著車。

起動后發動機工作一切正常的現象表明，該ECU只是冷起動這部分功能失效而其他功能還是正常的，如更換新的ECU，價錢很昂貴。只是為恢復起動功能而去換新的ECU，既浪費也不值得，能否在不需要換新的ECU的情況下，去克服冷起動困難的故障呢?

4.故障排除

根據水溫傳感器的負溫度變化特性，水溫越低，水溫傳感器的電阻值就越大。令ECU所檢測到輸入信號后，根據運算提供的噴油脈寬也就越大，使供給發動機的混合氣越濃。既然有故障的ECU把起動時檢測到的輸入信號變小了，不能運算出足夠的噴油脈寬去提供足夠的燃油，以滿足低溫時需要濃混合氣的要求，那只要我們通過增大水溫傳感器兩端電阻，就可以彌補ECU內起動控制部分的故障，令ECU檢測到的信號相應提高，使其本身噴油脈寬相應提高，以滿足起動時的濃度需要。

增加電阻值雖能使發動機在冷狀態下順利起動，但也會影響起動后發動機的正常工作。要保證起動后發動機回復正常工作狀態，就要考慮冷起動時增加的電阻，在起動后能自動消除，要滿足以上條件，可以通過加裝一個繼電器電路來實現。通過一個五腳繼電器，利用起動信號作為控制電源，在起動時，觸點1—3閉合，把電阻R串聯在水溫傳感器的回路上增加電阻，實現起動加濃；在起動后，觸點1—3斷開，觸點1－2閉合，恢復原水溫傳感器電阻以滿足發動機起動后的正常工作不受影響。

電阻R的選用，根據以上的檢測結果可知，當溫度約為30Ω左右時，2個水溫傳感器的串聯電阻阻值約為2.5kΩ，此時ECU提供的噴油脈寬可以使冷車順利起動。熱車是否能順利起動呢?根據對起動時噴油脈寬的檢測結果分析，從理論上講，只要使電阻R保持不小于一定的阻值，就可以達到熱車順利起動的目的。為實現這一目的，只需將電阻R(1個水溫傳感器)安置在不受發動機溫度影響的位置，使總的電阻值在起動時，能讓ECU按收到的水溫信號提供足夠的噴油脈寬，滿足順利起動即可。以熱車發動機80℃時為例，水溫傳感器標準電阻為330Ω，外界溫度在29℃時，電阻R約1.3kΩ，此時的總阻值約1.63kΩ，在起動時ECU提供的噴油脈寬將為11.0ms左右，可以使發動機順利起動。

把電阻R(1個水溫傳感器)、繼電器用導線按照改裝后的電路圖安裝好。為保證電阻R在起動時保持不小于一定的阻值，把電阻R安置在ECU旁邊，以避免受發動機溫度的影響。然后，起動發動機，一次就能順利起動，重復一次，測得此時的起動噴油脈寬為11.1ms，溫度顯示為34℃。讓發動機曖機，使水溫達到80℃，關閉點火開關，重新起動，順利著車，測得起動噴油脈寬為9.1ms，重復多次，都能順順利利起動。實驗證明，電阻R選用1個水溫傳感器是可行的。讓發動機再次降溫、試車，冷、熱狀態下發動機都可以順利起動，故障排除。

5.維修后的效果

該車經過加裝電阻后，冷熱狀態下發動機都能順利起動，發動機的正常工作性能沒有受到影響，恢復了該車的正常使用。從維修至今仍在繼續運行，再沒有出現過冷起動困難的故障，實踐證明這次維修是成功的，加裝的設備是有效的。而且經濟效益也相當可觀，因為換ECU的費用約6500元，而改裝所需的材料費不足130元，大大降低了維修費用。

6.結論

綜上所述，當遇上冷起動困難，且只是ECU冷起動這部分控制功能失效，而其他功能正常的故障時，我們就不必考慮更換整個ECU系統，而只需在溫度傳感器上再串聯一個適當阻值的電阻，就可以解決冷起動困難的故障。

以上用了較多篇幅敘述轎車故障排除的方法，是為了更具體論述一個觀點，就是當貴重的電腦元件有故障時，不一定非要采用更換的做法。尤其只是某部分功能有問題，而其他功能還是完好時，可否通過某種適當的措施，去恢復其有問題的那部分功能，用簡單修復的方法，達到既解決問題又節約費用的效果。