发动机启动困难故障诊断

任务情境

一、任务描述

一辆丰田卡罗拉GL轿车，装备1ZR-FE汽油电控发动机，行驶里程15万km，进厂维修，客户反映发动机不容易启动，每次启动好几次才能着车，以往是一次点火就发动。如果这张派工单给你，你将如何诊断并排除此故障？

二、任务提示

启动困难是电控发动机常见的故障，启动困难并不是无法启动，它有明显的着车征兆，但不能启动，或需要连续多次启动或长时间转动启动机才能启动，或在某种特定条件下才好启动，总之不同于无法启动，无法启动是不经过维修无法排除的启动故障。

任务目标

一、知识目标

（1）能描述发动机启动困难的常见原因。

（2）能描述诊断发动机启动困难的故障思路。

二、能力目标

（1）能根据发动机启动表象，分析发动机启动困难的原因。

（2）能根据诊断思路查找排除发动机启动困难的故障。

必备知识

一、基本知识

发动机起动困难故障现象及原因分析

发动机启动困难的常见故障包括：冷车启动困难；热车启动困难；间歇性或任何时候都启动困难。

1）故障现象1

症状：冷车启动困难。

怀疑部位：

发动机在低温状况下，机械结构紧密，运转阻力大，需要较优先的启动条件，当这些优先条件不成熟时，冷车启动就变得困难，为保证发动机在温度低的情况下启动性好，发动机ECU设定了冷车启动程序，即温度传感器监测发动机温度，低温时，发动机ECU调整混合气，便于提高启动性能。当温度监测及应变环节出现故障，则产生冷车启动困难的故障现象。

汽油发动机冷车启动困难的主要故障原因有：

（1）起动机转速过低。

发动机在冷车时，机械零件运转阻力大，需要较大的起动机运转力矩，而冷车时蓄电池电压也相对较低，使得发动机转动较慢，影响启动性能，故在冷车启动时，首先排除起动机运转转速过低故障。起动机转速过低的故障原因有：

a.蓄电池电压过低或存电不足。

b.蓄电池接线柱接触不良。

c.发动机电源、搭铁线不良。

d.起动机性能变差。

排除方法：

检修启动系统，必要时更换蓄电池或起动机。

（2）点火性能不良。

电控发动机在低温启动时，需要更大的点火能量，点火过弱则会引起发动机冷车启动困难，冷车启动困难的点火系统故障有：

a.点火线圈性能不良。

b.火花塞型号不对。

c.高压线漏电。

d.点火模块不良。

e.发动机ECU故障。

排除方法：

检修点火系统，根据检查结果更换可疑元件。

（3）燃油供给不良。

燃油系统引起冷车启动困难的原因主要在于燃油保持压力不足，由于冷车多是车辆长时间没发动，燃油系统发生泄压，油压无法保证启动时的足够压力，造成冷车启动困难。

连接燃油压力表，测试燃油保持压力，30 min内燃油压力下降50%以上，则燃油保持压力不足。燃油系统引起冷车启动困难的故障原因有：

a.燃油泵不良。

b.燃油滤芯不良。

c.燃油泵保压性能不良。

d.回油调压阀不良。

e.燃油品质差。

排除方法：

检修燃油系统，根据检查结果更换可疑元件。

（4）混合气浓度不良。

混合气的浓度直接影响到发动机的着火性能，混合气浓度不正常，过浓或过稀都会引起冷车启动困难的故障。如图2-2-1所示为通过火花塞反应出混合气的状况，混合气引起启动困难的故障原因和部位有：

a.空气滤芯脏堵。

b.燃油滤芯堵塞。

c.喷油器堵塞。

d.燃油蒸汽回收炭罐及控制线路故障。

e.节气门过脏。

图2-2-1　根据火花塞判断混合气浓稀

排除方法：

综合性故障，检修进气、燃油排放等系统，根据检查结果更换可疑元件。

（5）发动机ECU及控制线路不良。

电喷发动机的启动完全由发动机ECU控制，ECU检测信号错误或不良以及ECU内部故障都会导致发动机冷车启动困难。ECU及线路引起起动困难的故障有：

a.水温传感器及线路故障。

b.进气温度传感器及线路故障。

c.发动机ECM 及线路故障。

d.怠速电机及其线路不良。

e.电子节气门单元及线路故障。

排除方法：

进行故障自诊断，根据检查结果更换可疑元件。

（6）发动机机械故障。

冷车状况下，发动机机件比较紧凑，运转不够灵活，引起各方面工况不能达到最佳状态，发动机起动也比较困难。常见的发动机冷车启动困难的机械方面的原因有：

a.气门关闭不严﹑气门积碳﹑胶质物等使气门关闭不够严密，引起气缸压力不足，导致启动困难，一旦发动机温度上升，积碳胶质物软化，气门状况变好，启动性能又得到改善。如图2-2-2所示为气门脚胶质物。

b.机油润滑不良。

c.涡轮增压器故障。

d.可变进气系统故障。

e.气缸压力不足。

f.点火正时安装不准确。

图2-2-2　气门积碳和胶质物

排除方法：

检修机械系统，根据检查结果更换可疑元件。

2）故障现象2

症状：热车启动困难。

怀疑部位：

热车启动困难多与发动机及部件受高温发热影响引起性能变差有关。热车启动困难在发动机温度降低后，启动性能有所改善或恢复。热车启动困难的原因有：

（1）点火系统。

点火系统故障主要是点火线圈或点火控制模块高温发热后损坏﹑失效或性能变差，通过高压火花强度可以判断点火性能及元件性质。点火系统易发热部件有：

a.点火线圈。

b.点火模块（放大器）。

c.主继电器。

排除方法：

检修点火系统，根据检查结果更换可疑元件。

（2）燃油系统。

燃油系统引起热车难启动的主要原因是燃油泵性能或燃油气阻引起供油不畅，而发生启动困难现象，主要故障原因和部位有：

a.燃油泵电机。燃油泵电机因为高温发热，性能变差，运转不良，造成燃油压力下降，以致供油不畅，发生启动困难。或因燃油泵继电器发热工作不良，引起油泵工作不良。

b.燃油气阻。燃油在油管内流动，当外界温度升高后，部分燃油在油管内挥发，形成燃油蒸气，挤占油管空间，形成一股股压力气体，即“气阻”，影响发动机供油。“气阻”多发生在夏季气温较高时段。对于燃油气阻现象应及时清洗燃油滤清器，保证油路畅通，这是最基本的防止办法。当然，也有一些可以参考的技巧。而一旦燃油系产生气阻时，应对燃油管路进行排气；或高速运行发动机，使油路畅通，消除“气阻”。

排除方法：

检修燃油系统，根据检查结果更换可疑元件。

（3）机械故障。

热车启动困难的机械故障原因主要是气缸垫有轻微冲蚀，当发动机温度上升后，气缸垫产生泄漏；而发动机温度下降后，症状有所改善或恢复。如图2-2-3所示为轻微冲蚀的气缸垫。

图2-2-3　轻微冲蚀的气缸垫

排除方法：

检修机械系统，根据检查结果更换可疑元件。

（4）水温过高。

有些车辆，当发动机温度过高后，机件发生变形，或发动机ECM检测到温度过高而保护性切断启动功能，也容易产生启动不着的现象。这种状况在发动机冷却后故障消失，又可正常启动，对于这类故障，不需维修，只需等待发动机温度下降，但要防止发动机温度过高损坏机件。

排除方法：

检修冷却系统，根据检查结果更换可疑元件。

（5）传感器故障。

有些传感器，特别是曲轴位置传感器，在高温的情况下，会发生性能变差，产生故障，当温度下降后，性能又有所恢复，发动机又可以启动。对于此类传感器，最好更换新件，保证启动性能正常。

排除方法：

检修传感器，根据检查结果更换可疑元件。

（6）发动机ECU。

发动机ECU在工作时间过长﹑工作温度过高的情况下，会产生故障，引起启动困难故障现象，或发动机ECU内部自带散热风扇失效，引起发动机ECU 温度偏高，ECM保护性丧失功能，当温度下降后，功能自行恢复。

排除方法：

检修控制系统，根据检查结果更换ECU。

3）故障现象3

症状：间歇性启动困难，或不论冷车热车都启动困难。

怀疑部位：

发动机间歇性发生启动困难的原因有：

（1）燃油系统间歇故障。

燃油泵随机发生卡滞，燃油滤芯堵塞，都会引起供油不畅，发生间歇性启动困难。

排除方法：

检修燃油泵。

（2）发动机ECU。

发动机ECU偶发故障，及发动机ECU线路、传感器信号偶发错误，引起发动机ECU判断错误，产生发动机间歇启动困难。

排除方法：

检修电控系统，根据检查结果更换可疑元件。

（3）继电器﹑线路间歇故障。

继电器接触不良、工作不正常，保险丝、线路连接不良，均会引起发动机间歇性起动困难。

排除方法：

检修电器及线路，根据检查结果更换可疑元件。

二、基本技能

卡罗拉启动困难故障诊断步骤

以下以丰田卡罗拉为例，介绍发动机启动困难的故障诊断步骤。

1）准备工作

（1）防护装备：工作服、工作帽、手套、劳保鞋。

（2）车辆、台架、总成：卡罗拉整车或发动机台架。

（3）检测设备：KT600诊断仪、万用表、测试灯泡、专用短接线、二极管试灯、燃油压力表。

（4）专用工具：燃油管拆装专用工具。

（5）手工工具：拆装工具一套。

（6）辅助材料：翼子板布和前格栅布、三件套、抹布、手套、白板笔。

2）冷车启动困难诊断步骤

（1）排除启动系统原因。

启动发动机，检查启动时蓄电池电压降是否正常。如果电压降很大或起动机运转无力，充电或更换蓄电池。

（2）排除控制系统原因。

连接诊断仪器，读取故障码，如果有与混合气相关的故障码（如空气流量计、冷却液温度传感器等），根据故障码内容检修。

读取数据流，重点检查冷却液温度信号，如果在发动机还是冷车时，冷却液温度的数值比较高（热车），则检查冷却液温度传感器及其线路。

（3）排除进气系统原因。

检查进气系统是否堵塞，节气门体部位是否积碳，必须清除积碳。

（4）排除发动机机械原因。

检测气缸压力是否偏低，如果偏低则检查气门是否积碳。

（5）排除点火系统原因。

测试高压火花强度，如果火花弱，检查更换火花塞或点火线圈。

（6）排除燃油系统原因。

a.测试燃油压力是否偏低，并检查燃油保持压力，如果不正常则更换燃油泵及燃油滤清器。

b.检查喷油器是否堵塞或泄漏。

3）热车启动困难诊断步骤

（1）排除控制系统原因。

a.连接诊断仪器，读取故障码，如果有与混合气相关的故障码（如空气流量计、冷却液温度传感器等），根据故障码内容检修。

b.读取数据流，检查冷却液温度信号，如果在发动机还是热车时，冷却液温度的数值偏低，则检查冷却液温度传感器及其线路。

c.读取数据流，检查空气流量计、节气门位置传感器、氧传感器等，这些与混合气相关的传感器，如果发送错误信号给控制单元（不一定记忆故障码），控制单元控制喷油器的喷油时间太长，导致混合气浓，造成热车启动困难。

（2）排除点火系统原因。

测试高压火花强度，如果火花弱，检查更换火花塞或点火线圈。

提示：

点火线圈容易因温度升高而工作不良。

（3）排除燃油系统原因。

a.测试燃油压力是否正常，燃油压力偏高导致混合气太浓；燃油泵容易因温度过高而工作不良，燃油压力偏低。

b.检查喷油器是否堵塞或泄漏。喷油器堵塞或泄漏都会导致混合气不良。

（4）排除其他容易因为温度高工作不良的元件。

“线圈类”的元件，如曲轴位置传感器、点火线圈、燃油泵等，不论是传感器还是执行器，在温度过高时工作不良。

控制单元也可能因温度过高而发生故障。

提示：

在必要时，可以采用“电吹风”加热可疑的元件，如果故障更快发生，则判断该元件不良。

4）间歇性或任何时候都启动困难诊断步骤

对与间歇启动困难，首先检查燃油品质，如果正常，应等到故障发生时，参照冷车和热车程序进行故障诊断。

（1）检查燃油品质。

（2）排除控制系统原因。

（3）排除进气系统原因。

（4）排除发动机机械原因。

（5）排除点火系统原因。

（6）排除燃油系统原因。

三、拓展知识

1．发动机冷车启动冒“白烟”

发动机排气管冒白烟，实际上是冒“白汽”，是排气管排出的水蒸气，发动机在冷车，特别是冬天，排气管冒“白烟”，热车后消失，属正常现象。而水温上升后，仍冒“白烟”，则属异常现象，说明发动机存在故障。

发动机冒白烟的根本原因是发动机燃烧气缸有水进入，高温变成水蒸气，通过排气管排除，遇冷便变白汽。

2．发动机ECU高温保护

发动机ECU具备高温自我保护功能，在工作温度过高的情况下，会自动切断保护，引起发动机熄火不工作，当温度下降后，功能自行恢复。

对于发动机ECU高温自我保护状态，可以不必维修，等待温度降低，故障自动消失。

四、学习小结

（1）启动困难的常见故障包括：冷车启动困难；热车启动困难；间歇性或任何时候都启动困难。

（2）发动机冷车启动困难的主要原因有：起动机转速过低、点火性能不良、燃油供给不良、混合气浓度不良、发动机ECU及控制线路不良、发动机机械故障。

（3）发动机热车启动困难的主要原因有：点火系统高温、燃油系统燃油泵性能或燃油气阻、机械故障、水温过高、传感器故障、发动机ECU过热。

（4）发动机间歇性发生启动困难的原因有：燃油系统间歇故障、发动机ECU偶发故障、继电器﹑线路间歇故障。

（5）发动机启动困难检修步骤。

五、任务分析

发动机启动困难，应先进行发动机自诊断，如有相关的故障代码，则按故障代码内容检修。如果没有故障代码，则根据简单到复杂的原则，结合故障现象（冷车、热车），对燃油、点火、机械、控制系统进行检修。

六、自我评估

1.填空题

（1）发动机启动困难的常见故障包括：________启动困难；________启动困难；________启动困难。

（2）发动机在冷车时，机械零件运转________，需要较大的启动机运转力矩。

（3）造成热车起动困难的点火系统故障，是点火线圈或点火控制模块________后损坏﹑失效或性能变差。

（4）燃油泵随机发生卡滞，燃油滤芯堵塞，都会引起供油不畅，发生________启动困难。

2.判断题

（1）发动机启动困难，无论是冷车、热车、间歇性的故障，都可能和发动机ECU有关。（　　　）

（2）气门关闭不严﹑气门积碳﹑胶质物等使气门关闭不够严密，引起气缸压力不足。（　　　）

（3）曲轴位置传感器没有信号，发动机根本不能启动，因此启动困难和曲轴位置传感器无关。（　　　）

（4）对于冷车和热车启动困难的故障，进行数据流诊断时应重点检查冷却液温度（水温）传感器。（　　　）