一、技术标准与技术要求
1.诊断座型式
丰田5A发动机实验台故障自诊系统采用跨接诊断座有关端子，由组合仪表上故障指示灯(检查发动机)灯的闪烁读出故障码。其跨接诊断座如下图1所示。丰田车系的诊断目前已全部使用统一的OBD—Ⅱ16座孔的诊断座如下图2所示。诊断座中各端子代号及其功能如表1所示。

 
图1丰田5A发动机实验台故障自诊系统采用跨接诊断座

  
图2 OBD—Ⅱ故障诊断座的跨接脚

表1 诊断座中各端子代号及其功能
2．故障诊断模式
  丰田车系发动机故障诊断模式有四种：正常诊断模式(发动机故障码读取)、试验诊断模式(开关信号故障码读取)、空燃比(A/F)修正模式(混合比浓稀)和氧传感器输出信号检测模式。
正常诊断模式(发动机故障码读取)
a.故障码读取程序
当下述条件都具备时，故障码按顺序从最小码到最大码，由组合仪表上的发动机故障指示灯闪烁次数读出。故障码读出条件：
1)电源电压在11V以上。
2)节气门处于全关闭状态。
3)切断全部用电设备。
4)跨接诊断座中端子TE ₁(T)与E ₁。
5)点火开关置ON(接通)，但发动机不起动。
当上述条件满足时，组合仪表上的“CHECK ENGINE"指示灯闪烁。如果没有故障，“CHECK ENGINE”指示灯将以每隔0.25秒的频率均匀连续闪烁，如图3所示。

 
图3

当有故障时，故障指示灯闪烁频率发现变化，以0.5s的频率闪烁。闪烁的第一个数是两位故障码的第一位数，间歇1.5 s后，闪烁的第二个数为第二位数。如果有两个以上故障码，每个故障码之间间歇2.5s。
全部故障码显示完毕间歇4.5 s，再重复显示全部码，如图4所示。

 
图4

b.故障码的清除：
故障排除之后，要清除ECU存贮器中的故障码，清除步骤如下：
1)故障排除之后，先将点火开关置OFF后，再将熔断器盒内EFI熔断器拆下10s以上。
2)也可采用拆除电瓶负极桩电缆的方法来清除ECU内贮存的故障码，但这样做，会使时钟、收音机等的记忆系统也被清除。对于具有防盗音响系统，绝对不允许采用拆电瓶电缆的方法，否则会激活防盗系统。
3.故障代码：故障代码内容及其相关技术要求如表7071—2所示。

表2  故障代码内容及其相关技术要求
4.发动机电脑板端子名称及其电压值如表7071—3所示
表3  发动机电脑板端子及其电压值

 
二、预备知识
1丰田5A—FE电控发动机特点
1.1 空气供给系
空气供给系统除包括与普通汽油机相似的空气滤清器、进气总管和进气歧管外，还有电控汽油机特有的空气计量装置—进气压力传感器、节气门体和节气门位置传感器。
1.2燃油供给系
燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、燃油分配管、喷油器、压力调节器等组成。
1.3电子控制系统
丰田5A—FE发动机电子控制系统电路图如图5所示。

 
图5丰田5A—FE发动机电子控制系统电路图

a．曲轴位置传感器
发动机曲轴位置传感器，装在分电器内，采用磁感式，动磁生电原理，接有二条线，带有屏蔽防止干扰，冷车时电阻为1630-2740欧，热车时为2100-3300欧。
b．节气门位置传感器
   如图6所示，节气门位置传感器信号VTA，随节气门开度增大信号电压变大，变化范围为0.3-4.9V。

 
图6节气门位置传感器结构和电路

V_C一电源  VTA—节气门开度输出信号  IDL—怠速触点  E一地线
c．进气压力传感器
如图7071—7所示，丰田5A—FE发动机进气压力传感器为真空膜盒式。主要利用进气歧管的压力变化来检测发动机的负荷情况。点火开关打开,节气门全关到全开时，PIM为0.8~4.5V，着车时为2V左右。

 
图7 进气压力传感器结构

d．水温传感器
如图8所示，水温传感器是利用热敏电阻的负特性来检测水温的变化，修正喷油量与点火时间。水温20度时，电阻2 -3千欧，水温80度时，电阻200-600欧。

 
图8水温传感器结构

2丰田5A—FE发动机各系统检修注意事项
2.3电控系统检修注意事项
(1)拆卸和安装传感器和信号开关的连接器前应首先将点火开关OFF。
(2)拆卸和安装发动机ECU连接器前应首先将点火开关OFF，然后拆下蓄电池负极柱上的极桩线，因为有的发动机ECU上只有点火开关来的火线，有的发动机ECU不仅有点火开关来的火线，还有蓄电池来的常火线。
(3)安装蓄电池时特别注意正、负极不可接反。
(4)拆蓄电池负极桩线后，发动机ECU所有诊断码都会被清除，因此，如有必要，应在拆蓄电池负极线前，读取诊断代码。现代汽车上还有车辆防盗系统和音响防盗系统，随意拆蓄电池极桩线会使防盗系统起作用，或使收放机锁死，带来不必要的损失，所以如不熟悉车辆情况，应在拆卸电瓶前必须先向车主询问有无车辆防盗和音响防盗以及车主是否知道音响密码；如果音响带有密码而车主不知道密码，但又必须更换蓄电池，可先用另一只应急蓄电池将正、负线接在车上正、负线上，然后再拆车上的蓄电池，车上安装新蓄电池后再拆下应急蓄电池的正、负线，这样可保证车上始终保持有电。
(5)不可用起动电源帮助起动，因为起动瞬间输出电流很大，会损坏发动机ECU与其他部件上的电子元器件，用其他蓄电池辅助起动时应先将点火开关OFF，才能跨接线缆，起动时不可猛踩加速踏板。
(6)不可用水冲洗发动机室。水是导电的，可能造成电路短路损坏电子部件，进气系统进水后使发动机工作不良，冲洗发动机后发动机发动温度升高，水变成蒸气进入各连接器后腐蚀接插件，以后会造成无规律的故障发生。
(7)检测控制系统中输入信号和发动机控制系统输出信号不可用汽车上灯泡作试灯。汽车灯泡功率大，电阻值小，容易损坏电子元器件，．-／m3301]电阻串联—个发光二极管自制—个试灯。
(8)万用表有指针型和液晶显示两种，检测控制系统电阻必须使用内阻10hO)以上的液晶显示万用表。
(9)不可用刮火的方法来判断是否有电或是不是火线。
(10)在晴天拆卸、安装发动机ECU时应注意防止静电，先使自己接铁(接触大地)，人体产生的静电电压较高，可能损坏发动机控制电脑。
(11)车上不宜装功率超过8W的无线电台，如必须装时，天线应尽量远离发动机控制电脑，否则会对发动机ECU产生不良影响。
(12)在车身上使用电弧焊时，应先断开蓄电池负极线。
3常常见的故障现象及故障原因
3．1丰田5A——FE发动机发动机不能起动，起动机不转；
故障现象：接通点火开关，起动起动机，起动机不转。
故障原因：1、蓄电池无电或严重亏电；2、蓄电池电源线连接不良；3、点火开关起动档接触不良；4、点火开关火线至起动机导线有断路；5、有关熔断丝烧断；6、起动继电器坏或有故障，如线圈断路、搭铁、严重短路、触点烧蚀、调节弹簧拉力过大、线路连接不良等；7、起动机电磁开关吸引线圈或保持线圈搭铁、断路、或匝间严重短路，电磁开关触点烧蚀或接触盘与触点接触不良。8、起动机电枢轴弯曲或轴过紧，磁场绕组断路、搭铁、匝间严重短路，电枢绕组搭铁、短路，换向器严重油污、烧蚀、电刷卡住，电刷弹簧折断，绝缘电刷搭铁等。
  训练时教师可根据实际情况在以上原因中设若干个故障点让学生进行故障排除练习。
3．2丰田5A——FE发动机不能起动，起动机转得慢；
故障现象：接通点火开关起动档后，起动机能带动发动机曲轴转动，但转速低，甚至有短暂停转现象，显示起动动力不足。
故障原因：1、蓄电池亏电或有故障；2、蓄电池导线连接不良，极桩连接部松动或严重氧化，负极搭铁不良；3、起动机电源主回路接柱氧化、松动而接触不良。4、起动开关触盘与触点脏污，接触不良；5、起动机内部有故障：（1）电枢绕组短路或断路；（2）起动机装配过紧，转动力矩过大；（3）起动机定子与电枢相碰，电枢轴弯曲，有扫膛现象；（4）起动机前后端盖磨损严重；（5）磁场绕组有匝间短路，磁场力矩减小；（6）发动机有机械故障造成起动阻力大。
3．3丰田5A——FE发动机不能起动，起动机运转正常。
故障现象：接通点火开关起动档后，发动机不能起动，但起动机运转正常。
    故障原因：1、点火线路故障；2、燃油压力及其线路存在故障；3、点火正时失准；4、喷油器及其线路存在故障；5、进气压力传感器、曲轴位置传感器等及其线路存在故障；6、ECU及其控制线路有故障等。
3．4丰田5A——FEI汽油电控发动机怠速不稳。
故障现象：发动机起动正常，但不论冷车或热车，怠速均不稳定，怠速转速过低，易熄火。
故障原因：1、进气系统漏气；2、燃油压力过低；3、空气滤清器堵赛；4、喷油器雾化不良、漏油或堵塞；5、怠速调整不当；6、怠速控制装置工作不良；7、空气流量计有故障；8、汽缸压缩压力过低。
3．5丰田5A——FE发动机综合故障诊断基本流程如图10所示。

七、操作规范
1操作前准备
1.1设备、工具、材料检查与准备，仪器、量具检查与校对；
1.2直观检查
2丰田5A——FE发动机不能起动的故障诊断与排除
2.1起动发动机，观察故障现象：发动机不能起动，起动机不转
a.故障诊断规范化检测与排除步骤：
第一步：检查起动时电磁开关是否有电：用万用表电压档“V-”20的红表笔接电磁开关的STA接线柱，黑表笔搭铁,若有12V的电压则检查起动机电磁开关；若没有，则进行第二步；
第二步:检查点火开关（故障盒2）是否断路、松动；检查主继电器（故障盒1）是否搭铁或断路；检查起动继电器（故障盒22）是否损坏。
（1）用一根导线将继电器“电池接柱B”和“点火开关接柱ST”短接，观察起动机起动情况，如果起动机能转，则故障在点火开关，如起动机仍不能转，则故障在起动继电器上（线圈断或触点脏污）；（2）用导线短接点火开关的两个接柱，如起动机能转，则为点火开关坏，应更换。如仍不转，则为与开关两接柱相连的导线有断路、松脱或连接不良故障，应检查排除；
第三步:检查蓄电池电压是否正常；检查蓄电池极桩是否松动、氧化。
（1）如果蓄电池“+”极端无电压或电压很低，则为电池故障，应对电池充电或更换；
（2）如果蓄电池有电压，则为蓄电池搭铁线松或接触不良、电池正极电源线连接不牢固或松脱，应紧固。
b.排除故障，进行结果验证：排除故障后，起动发动机，观察发动机运转是否正常。
2.2起动发动机，观察故障现象：发动机不能起动，起动机转得慢       
a.故障诊断规范化检测与排除步骤：
第一步检查起动时蓄电池电压应大于9.5伏: 检查电池导线、起动机接柱连接是否良好，若有氧化应清洁接柱，松动应拧紧。如接柱良好，应检查蓄电池的放电程度。关闭点火开关，在蓄电池“+”极处试火，观察蓄电池存电情况是否充足。放电超过50%，则为蓄电池故障，应维修。
第二步检查起动机是否良好: 如电池电压正常，则故障在起动机，检查电刷接触是否良好、换向器是否脏污、电刷弹簧弹力是否过弱、电刷搭铁是否不良或有松动，应以维修；上述检查正常，则故障在起动机电源电路和磁场电路或机械故障（如电枢绕组短路、磁场绕组短路、定子与电枢相碰擦、电枢弯曲、前后端盖磨损严重或起动机装配过紧），应以维修。
第三步检查发动机是否旋转阻力大：如果起动机检查均良好，则为发动机有机械故障，应以排除。
b.排除故障，进行结果验证：排除故障后，起动发动机，观察发动机运转是否正常。
2.3起动发动机，观察故障现象：发动机不能起动，起动机运转正常。
a.故障诊断规范化检测与排除步骤步骤如图11所示

图11发动机不能起动，起动机运转正常故障的检测步骤

b.排除故障，进行结果验证：排除故障后，起动发动机，观察发动机运转是否正常。                      
3丰田5A——FEI汽油电控发动机怠速不稳的故障诊断与排除
a.故障诊断规范化检测与排除步骤如图12所示：

图12 发动机怠速不稳故障的检测步骤

b.排除故障，进行结果验证：排除故障后，起动发动机，观察发动机运转是否正常。          
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