豐田卡羅拉1ZR發動機燃油供給系統及點火系統主要部件檢測

趙寶平，蔣延蓮

（1.南京交通職業技術學院 汽車工程學院，江蘇 南京 211188；2.南京交通技師學院 汽車應用系，江蘇 南京 210049）

豐田卡羅拉1ZR發動機燃油供給系統及點火系統主要部件檢測

趙寶平1，蔣延蓮2

（1.南京交通職業技術學院 汽車工程學院，江蘇 南京 211188；2.南京交通技師學院 汽車應用系，江蘇 南京 210049）

簡要介紹豐田卡羅拉1ZR電控發動機燃油供給系統及點火系統的結構組成及控制原理；著重闡述燃油供給系統及點火系統相關傳感器與執行器的檢測。

1ZR電控發動機；燃油供給系統；點火系統；檢測

1 豐田卡羅拉轎車概述

豐田卡羅拉轎車一直是日本豐田車系經典車型，整車性價比以及發動機動力性、燃油經濟性、排放等性能非常優越?？_拉第11代轎車搭載了國際上較為先進的1ZR雙頂置凸輪（DOHC）VVTi（可變正時）1.6L電控汽油發動機及CVT無級變速器。1ZR 1.6L電控發動機采用了日本DENSOR 電控技術。

2 1ZR電控發動機電子控制部分組成

2.1 傳感器

傳感器主要有轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器（進、排氣側各1只）、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器（2只）、爆震傳感器、節氣門體執行器（內含節氣門位置傳感器）、油門踏板位置傳感器、質量空氣流量傳感器等。

2.2 ECM

ECM即發動機電子控制單元，是發動機電控系統的核心，其B31連接器（126P端子）、A50連接器（60P端子）如圖1所示。

2.3 執行器

執行器有噴油器（1、2、3、4缸）、點火線圈（ 1、2、3、4缸）、節氣門體執行器、VSV清污電磁閥（簡稱碳罐電磁閥）、凸輪軸正時機油控制電磁閥（進氣側、排氣側）、燃油泵繼電器、主繼電器、IG2繼電器（點火繼電器）、電動燃油泵等。

圖1 ECM端子號排序

3 燃油供給系統及點火系統組成

3.1 燃油供給系統的組成

豐田卡羅拉1ZR電控發動機燃油供給系統主要有燃油箱、燃油泵繼電器（C/OPN）、燃油泵、燃油管路（進油管路、回油管路、燃油蒸發管路）、燃油總管、油壓調節器、噴油器、活性碳罐電磁閥、燃油泵及噴油器控制電路、發動機電子控制單元ECM等。燃油系統控制電路圖如圖2所示。

圖2 燃油系統控制電路圖

3.2 點火系統的組成

豐田卡羅拉1ZR電控發動機點火系統主要由點火線圈、火花塞、發動機轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器、發動機電子控制單元ECM、點火系統相關控制電路、IG2 熔斷絲、IG2 No.2熔斷絲、IG2繼電器、靜噪濾波器、點火開關等組成。點火系統控制電路圖如圖3所示。注：每只氣缸均采用獨立點火方式，即每只氣缸均采用一只點火線圈，其點火線圈上自帶點火高壓線。

圖3 點火系統控制電路圖

4 燃油供給系統及點火系統控制原理

4.1 燃油供給系統控制原理

4.1.1 燃油泵電路控制原理分析

通過圖2可以看出，電動燃油泵供電受燃油泵繼電器（C/OPN）控制，而燃油泵繼電器線圈電源受控于IG2繼電器，觸點30電源受EFI主繼電器控制，燃油泵繼電器線圈信號受ECM →端子A50/19驅動。

通過燃油泵電路原理圖分析，可以得知：燃油泵是否能夠正常工作與燃油泵自身的好壞有關，同時與熔斷絲IGN、熔斷絲IG2、熔斷絲IG2 No.2 、熔斷絲EFI MAIN、熔斷絲AM2、燃油泵繼電器、燃油泵供電線路、主繼電器及控制線路、IG2繼電器及控制線路、點火開關、發動機ECM有關。另外，根據發動機電控系統控制邏輯原理，還與發動機轉速傳感器及其線路以及發動機防盜控制系統有關。

4.1.2 噴油器電路控制原理分析

通過圖2可以看出，1ZR發動機4個噴油器供電電源受熔斷絲IG2、 IG2 No.2 、IG2繼電器控制，而1～ 4缸噴油器控制信號分別受ECM連接器/B31的端子86、85、84、83控制。

根據噴油器控制電路原理圖得知，4個噴油器是否能夠正常工作與4個噴油器本體、熔斷絲IG2、IG2No.2、IG2繼電器、發動機ECM、點火開關以及噴油器供電線路有關，另外還與發動機轉速傳感器及其線路和發動機防盜控制系統有關。

4.2 點火系統控制原理

4.2.1 點火系統低壓電路分析

通過圖3可以看出，4個點火線圈的低壓電路各有4根線，其中每個點火線圈的端子1為電源（IG或ON擋電源），受IG2、 IG2 No.2熔斷絲及 IG2 繼電器控制；每個點火線圈的端子4為搭鐵線；每個點火線圈的端子2線路并聯至ECM/B31的端子82，作為各點火線圈點火反饋信號；每個點火線圈的端子3作為初級繞組的觸發信號（搭鐵），1～ 4號點火線圈分別與ECM/B31的端子109、108、107、106相連接。

因此，每個點火線圈是否能夠正常工作與點火線圈本體的好壞、點火線圈供電線路、發動機ECM密切相關，同時也與發動機轉速傳感器、凸輪軸位置傳感器、發動機防盜控制系統有關。

4.2.2 點火系統高壓電路分析

因卡羅拉1ZR電控發動機點火系統采用獨立點火方式，即每只點火線圈、點火放大器與高壓線集成為一體，雖無法對點火線圈及高壓部分進行測量，但可以通過高壓跳火試驗法、斷缸法（拔下點火線圈4P連接器）判斷某只氣缸是否能夠正常點火（斷開點火線圈低壓電路4P連接器，發動機轉速立馬下降，說明此缸點火線圈工作正常；如斷開點火線圈低壓供電線路4P連接器，發動機轉速無反應，說明該缸點火線圈及其供電線路可能存在故障）。

注：在汽油發動機點火系統中沒有低壓控制電路就不可能產生高壓脈沖電，因發動機點火系統中的15～30 kV的高壓脈沖電是由12 V的低壓直流電經點火線圈轉變而來的。其實，點火系統中的點火線圈就相當于一臺升壓變壓器。

5 燃油供給系統及點火系統主要部件的檢測

5.1 傳感器的檢測

能夠影響1ZR電控發動機燃油系統及點火系統正常工作的相關傳感器主要包括：發動機轉速傳感器、發動機凸輪軸位置傳感器。

5.1.1 發動機轉速傳感器及其線路的檢測

1ZR發動機轉速傳感器（也稱為曲軸位置傳感器）屬于磁電式的傳感器，其功用是：把曲軸精確的轉角位置和發動機轉速信號輸送給發動機ECM，供ECM判別點火正時和計算基本噴油量。當轉速傳感器發生故障時，ECM如果沒有收到轉速信號，發動機會立即停止噴油與點火，使發動機停止運行或者不能起動。

注：使用專用診斷儀可以讀出該故障的信息為：“信號不可信、沒有信號”。該元件為不可分解元件，如檢測確認無效，應更換。

1）發動機轉速傳感器的安裝位置與ECM通信電路 發動機轉速傳感器安裝位置如圖4所示。轉速傳感器及凸輪軸位置傳感器與發動機ECM通信電路如圖5所示。

圖4 發動機轉速傳感器安裝位置

圖5 轉速傳感器及凸輪軸位置傳感器與ECM通信電路圖

2）發動機轉速傳感器電壓值的檢測 點火開關處于ON擋時（注：發動機起動著車后并保持怠速狀態下），轉速傳感器電壓值分別為：端子1與ECM的端子B31/122相通，可測得點火正時/轉速信號值（+）；端子2與ECM的端子B31/121相通，為信號線（-）。注意：在發動機正常怠速狀態下，用數字式萬用表交流電壓擋能夠測得發動機轉速傳感器交流信號電壓：5～9 V。隨著發動機轉速的升高，其信號電壓最高可達到交流15～20 V。

3）發動機轉速傳感器電阻值的檢測 點火開關置于OFF擋，拔下發動機轉速傳感器2P連接器。端子1與2之間可測得電阻值：冷態，1 630～2 740 Ω；熱態，2 065～3 225 Ω。

圖6 凸輪軸位置傳感器安裝位置

5.1.2 發動機凸輪軸位置傳感器的檢測

卡羅拉1ZR電控發動機采用進排氣側凸輪軸位置傳感器，對發動機點火正時進行修正。凸輪軸位置傳感器安裝在氣缸蓋的末端，如圖6所示。凸輪軸位置傳感器屬于有源傳感器。

凸輪軸位置傳感器的檢測，斷開點火開關至OFF擋，拔下凸輪軸位置傳感器3P連接器。

1）凸輪軸位置傳感器供電線路電壓的檢測 接通點火開關至ON擋，用數字式萬用表測量進氣凸輪軸位置傳感器端子1～2之間電壓為5.02 V；端子2～3之間電壓為5.01 V。其中端子1為參考電源（白色線），端子2為搭鐵線（粉紅色線），端子3為信號線（黑色線）。排氣凸輪軸位置傳感器測量方法相同。

2）凸輪軸位置傳感器電阻值的檢測 端子1～2之間電阻值約21.25 kΩ，端子2～3之間電阻值為無窮大。

5.2 執行器的檢測

能夠影響到1ZR發動機燃油系統及點火系統正常工作的相關執行器主要包括：點火線圈、燃油泵繼電器、主繼電器、IG2繼電器、噴油器。

5.2.1 點火線圈及其供電線路檢測

由于1ZR發動機點火系統采用了獨立點火方式，其特點是4個點火線圈共用一根電源線（IG電源），共用一根搭鐵線，其觸發信號線均由ECM 中相應的三極管進行控制。故點火系統的常規檢查為：點火線圈的低壓供電電源線（IG電源，即ON擋電源）及搭鐵線是否正常；點火線圈電阻值的檢測；各氣缸點火線圈的初級繞組的觸發信號線與ECM通信是否正常。

1）點火線圈低壓供電電源（電壓）的檢測 斷開點火開關至OFF擋，拔下點火線圈4P連接器后，再接通至ON擋，用數字式萬用表直流電壓擋測量其端子1～4之間的電壓，應為：12 V（蓄電池電壓）。

如果4P連接器端子1～4之間經測量無12 V電壓顯示，則說明供電電源或搭鐵線路有故障。具體可以用以下方法來驗證：①用數字式萬用表的紅色表筆接4P連接器的端子1、黑色表筆接蓄電池的負極或車身金屬部分，如果萬用表顯示12 V（蓄電池電壓），說明點火線圈供電電源線正常，則搭鐵線存在故障。需檢查氣缸蓋上的搭鐵線。②用數字式萬用表的黑色表筆接4P連接器的端子4、紅色表筆接蓄電池的正極，如果萬用表顯示12 V（蓄電池電壓），說明點火線圈的搭鐵線正常，則供電電源線存在故障。需檢查熔斷絲IG2、IG2繼電器、熔斷絲 IG2 No.2。

2）點火線圈電阻值的檢測 點火線圈的初級繞組電阻值通常為：0.5～1 Ω，用數字式萬用表的歐姆擋可以測得該車型點火線圈1、3端子之間的電阻，即初級繞組的電阻；點火線圈的次級繞組電阻值通常為：4.8～7.1 kΩ，由于該車型點火線圈與點火高壓線為一整體，不便于次級繞組電阻值的測量。

注：在汽車維修領域，維修技師在診斷發動機故障時，如果發現發動機缺缸（即某一只氣缸不工作或工作不明顯），首先想到的是確定哪一只氣缸不工作，可以用專用診斷儀做斷缸試驗（即逐缸斷油法）或斷火法（即逐缸拔掉點火線圈）快速診斷。在確定了某氣缸不工作后，通常采用互換相鄰兩氣缸點火線圈的方式來快速確定是否是點火線圈故障。當然，要想測量該車型點火線圈的次級繞組電阻值，只能用萬用表的歐姆擋測量點火線圈端子3與點火線圈高壓線末端之間的電阻（即次級繞組+高壓線的電阻）。

3）點火線圈初級繞組的觸發信號線與ECM通信之間的測量 通常在確認某只氣缸不點火的情況下，才需測量點火線圈初級繞組的觸發信號線與ECM通信是否正常。前提是該氣缸火花塞及點火線圈處于完好狀態。畢竟驗證火花塞及點火線圈工作的好壞比檢查線路容易。在測量點火線圈初級繞組的觸發信號線與ECM通信是否正常時，需提前將點火開關置于OFF擋，斷開蓄電池負極電纜，拔下ECM/B31連接器方可測量。測量其觸發信號線是否處于導通、斷路還是短路？根據實際情況進行修復。

5.2.2 噴油器及其線路的檢測

當噴油器發生阻塞、發卡、滴漏時，ECM不能檢測到，必須人工檢查和排除。如果有一個噴油器不工作，發動機可能會產生起動困難、怠速不穩或加速不良、動力性差等現象。當噴油器控制電路開路或短路時，ECM能檢測到。使用診斷儀讀取發動機系統故障代碼，可以得知××氣缸噴油器的相應故障代碼；另外，也可以通過診斷儀進行逐缸噴油器動作測試來驗證噴油器是否工作正常。

1）噴油器電阻值測量 斷開點火開關至OFF擋，拔下噴油器2P連接器，用萬用表歐姆擋對噴油器端子進行測量，其電阻值約為12.8 Ω，標準電阻值為：11.6～13.4 Ω。

2）噴油器工作電壓值測量 發動機起動著車狀態下，用萬用表直流電壓擋測量噴油器工作電壓約為：11.97 V。

5.2.3 燃油泵繼電器、主繼電器、IG2繼電器及其控制線路檢測

燃油泵繼電器、主繼電器、IG2繼電器的檢測主要是測量其線圈電阻值，通常其線圈電阻值為62～125 Ω。

5.2.4 電動燃油泵及其線路的測量

1） 燃油泵供電線路測量 在發動機起動或運行狀態下，可測得燃油泵5P連接器處對應的燃油泵工作電源電壓為12 V。

2） 電動燃油泵電阻值的測量 斷開點火開關至OFF擋，拔下燃油泵5P連接器，用萬用表電阻擋對燃油泵電阻值進行測量，其電阻值為：0.8～3 Ω左右。

注：ECM能檢測燃油泵故障，而使用診斷儀可以讀出故障的信息。

（編輯 凌 波）

4 故障總結

本車故障主要是由于給發動機電控單元供電的線路出現了斷路現象，排除本故障時，應首先用解碼器進行故障碼的讀取，之后不能盲目地判斷是電控單元的故障，而要根據發動機工作的條件及故障碼進行綜合分析，最先懷疑供電電路，之后對發動機電控單元連接的相關供電電路進行識讀，一步一步地進行檢測及判斷。在現代汽車上，電控電路是很重要的組成部分，需要學會結合故障碼及相關電路圖進行分析，這才是現代汽車故障排除的正確思路。

（編輯 凌 波）

Toyota 1ZR Engine Oil Supply and Ignition System Major Part Testing

ZHAO Bao-ping1，JIANG Yan-lian2
（1.Automobile Application Department，Nanjing Vocational Institute of Transport Technology，Nanjing 211188；2.Nanjing Communication Technician College，Nanjing 210049，China）

This article briefly introduces structure and control principles of Toyota Corolla 1ZR electric engine oil supply system and ignition system，and emphasizes the testing for relevant sensors and actuators.

1ZR electric control engine；oil supply system；ignition system；testing

U464.23

B

1003-8639（2017）09-0059-04

2017-06-14；

2017-08-08

趙寶平（1969-），男，江蘇人，高級技師、國家級高級考評員（汽車修理工），機動車機電檢測維修工程師（交通部），南京交通職業技術學院汽車工程學院汽車專業老師。