汽车电控发动机构造与维修教案.pdf

课题名称 模块一：电控发动机基础 单元一：电控发动机概述 课时 安排 2 课时 第一周 第课时 教学 目标 知识目标 1 了解汽车电控系统的发展过程。 2 了解电控发动机系统的基本组成。 3 了解电控发动机的基本工作原理。 4 了解电控发动机的发展趋势。 技能目标掌握电控发动机的总体结构。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的 理念。 教 材 分 析 重 点汽车电控系统的发展历程 难 点汽车电控发动机的基本工作原理 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，电控发动机结构挂图 教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图 一、组织 教 学 二、导入 三、新授课 师生问好。 导言：发动机构造的课程，大家在上学期已经学习，发动 机的工作过程大家也都有所了解，那发动机在工作时所需 要的燃油量到底是怎么样进行控制的呢，这也是我们这门 课程要进行学习的。 一、汽油机电子控制技术发展史 为适应降低汽油机燃油消耗和有害物排放量的要求， 汽油机燃油供给技术经历了从机械控制汽油喷射到现在的 发动机集中管理系统，以及目前正在迅猛发展的缸内直喷 技术。 1934 年，德国怀特（Wright ）兄弟发明了向发动机进 气管内连续喷射汽油来配制混合气的技术。 1953 年美国本迪克斯公司（Bendix ）开始研制由真空 管电子控制系统控制的汽油喷射装置，并在 1957 年研制成 功。 1967 年，德国博世 （Bosch）公司根据美国本迪克斯公 司的专利技术，开始批量生产利用进气歧管绝对压力信号 和模拟式计算机来控制发动机空燃比A/F 的 D 型燃油喷射 系统（ D-Jetronic） 。 1973 年，德国Bosch 公司在 D 型燃油喷射系统 集中学生注 意力。 加强学生记 忆。 教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图 （D-Jetronic ）的基础上，改进发展成为L 型燃油喷射系 统（ L-Jetronic ） 。 19731974 年，美国通用（ General）汽车公司生产的汽车 装上了集成电路IC 点火控制器。 1976 年，美国克莱斯勒（Chrysler ）汽车公司研制成功微 机控制点火系统，取名为“电子式稀混合气燃烧系统ELBS” 。 1977 年，美国通用汽车公司研制成功了数字式点火控制 系统。 1981 年， Bosch 公司开发出了LH-Jetronic 系统。19871989 年， Bosch 公司开发出电控单点汽油喷射系统。 1995 年，日本三菱（ MITSUBISHl ）汽车公司公布了电控 缸内直喷汽油机（即GDI 系统）。 2001 年， Volkswagen/Audi 集团研制出独有的FSI （ Fuel Stratified Injection ） 缸内直喷系统。 1994 年上海大众推出采用D-Jetronic 电控汽油喷射系统的 桑塔纳 2000 型轿车。 2000 年，我国政府规定：5 人座以下的 化油器式发动机汽车自2001 年 1 月 1 日起停止生产。 二、电控发动机的基本组成 就总体结构而言， 发动机电子控制系统都是由传感器、 电子控制单元（Electronic Control Unit ，简称 ECU ）和执行 器 3 部分组成。 桑塔纳 2000GSi、 3000 型轿车发动机电子控制系统的传感 器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、 怠速节气门位置传感器和节气门位置传感器（两只传感器与节 气门控制组件J338 制作成一体）、冷却液温度传感器、进气温 度传感器、氧传感器、爆震传感器和车速传感器。 发动机电控单元 （ECU ）除了接收上述传感器输送的信号外， 还要接收点火启动开关、空调开关、怠速开关F60、电源电压 以及空挡安全开关（对装有自动变速器的汽车而言）信号，以 便判断汽车运行状态并采取相应的控制措施。 桑塔纳 2000GSi、 3000 型轿车发动机电子控制系统的执行器 有电动燃油泵、电磁喷油器、怠速控制电动机（在节气门控制 组件 J338 内） ，活性炭罐电磁阀、点火控制器和点火线圈。发 动机上不同的执行器完成不同的控制功能。一个执行器和若干 锻 炼 学 生 的 学 习 能 力。 加 强 学 生 记忆。 使 学 生 明 确 本 课 程 的任务。 个传感器组合起来，构成了发动机电子控制系统中一个子系 统，有的子系统同时具有多种控制功能。这些子系统有燃油喷 射控制系统、微机控制点火系统、空燃比反馈控制系统、怠速 控制系统、燃油蒸气回收系统、发动机爆震控制系统、超速断 油控制系统、减速断油控制系统、溢流清除控制系统、故障自 诊断系统等。 三、电控发动机的基本工作原理 1 组成 有三部分组成： 信号输入装置各种传感器，采集控制系统的信号，并 转换成电信号输送给ECU 。 电子控制单元ECU ，给各传感器提供参考电压，接受 传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令。 执行元件由ECU控制，执行某项控制功能的装置。 布置作业预习下节内容 巡回指导 学生分组在发动机实验台上熟悉电控发动机传感器，执行器的名称和位 置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 一、汽油机电子控制技术发展史 二、电控发动机的基本组成 三、电控发动机的工作原理 课题名称 模块一：电控发动机基础 单元二：电控发动机的分类 课时 安排 2 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.了解电控发动机的类型。 2.熟悉 D 型和 L 型电控发动机的结构。 技能目标 1.熟悉各类型电控发动机的结构。 2.能区分不同电控发动机的类型。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点D 型和 L 型电控发动机的结构 难 点各类型电控发动机的结构 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，帕萨特B5 电控发动机，不同类型电控发动机结 构挂图 教学方法 理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问：电控发动机有哪些传感器和执行器？ 导言： 发动机电控系统也是有很多类型的，那么是如何进行分类 的呢？ 一、按发动机使用的燃料分类 分为汽油喷射系统和柴油喷射系统 二、按空气流量的测量方式分类 按空气量测量方式分类，可分为间接测量方式汽油喷射系统 和直接测量方式汽油喷射系统两类。 1间接测量方式汽油喷射系统 ECU 通过测量发动机转速、节气门开度或进气歧管压力， 计算出发动机吸入的空气量。按所需测量的参数分类，可分为节 流-速度方式和速度-密度方式两种。 （1）节流 -速度方式 节流 -速度方式是指ECU 通过测量节气门开度和发动机转 速，根据节气门开度、发动机转速和发动机进气量的关系，计算 出每一循环进入汽缸的空气量，从而确定循环基本喷油量。 （2）速度 -密度方式 速度 -密度方式是指ECU 通过测量进气歧管压力和发动机转 速，根据进气歧管压力、发动机转速和发动机进气量的关系，计 集中学生 注意力。 加强学生 记忆。 算出每一循环进入汽缸的空气量，从而确定循环基本喷油量。 Bosch 公司的 D-Jetronic 系统。 2直接测量方式汽油喷射系统 直接测量方式采用空气流量传感器直接测量发动机单位时 间吸入的空气量，ECU 根据流量传感器测出的空气流量和发动 机的转速， 计算出每一工作循环发动机吸入的空气量，从而确定 循环基本喷油量。对于直接测量方式，按测出的是空气的体积流 量，还是质量流量，可分为体积流量方式和质量流量方式。 （1）体积流量方式 体积流量方式采用翼片式空气流量传感器或卡门旋涡式空 气流量传感器，测量发动机单位时间吸入的空气体积。 （2）质量流量方式 质量流量方式利用热线式或热膜式空气流量传感器，测量发 动机单位时间吸入的空气质量。 二、按喷油器的喷射部位分类 按喷油器喷射燃油的部位不同，汽油机燃油喷射系统可分为 进气管喷射系统和缸内喷射系统两种类型。其中进气管喷射又可 分为单点喷射 （SPI、TBI 或 CFI）和多点喷射 （MPI ）两种类型， 多点喷射又可分为压力型（即D 型）和流量型（即L 型）多点 喷射系统两种类型。 目前， 大众（VAG） 、宝马（BMW ） 、奔驰（Mercedes-Benz） 、 通用（ GM）以及丰田（ Toyota Lexus）等公司已经开始使用缸内 喷射系统。 按喷油器喷射方式分类，汽油机燃油喷射系统可以分为连续喷射 系统和间歇喷射系统两种类型。 1连续喷射系统 连续喷射系统是指在发动机运行期间，喷油器连续不断地喷 射燃油的燃油喷射系统。 2间歇喷射系统 间歇喷射系统是指在发动机运转期间，喷油器间歇喷射燃油 的燃油喷射系统。间歇喷射系统按照各缸喷油器的喷油时序不 同，分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种方式。 （1）同时喷射 同时喷射是指各缸喷油器开始喷油和停止喷油的时刻完全相同。 一般发动机曲轴每转一圈，各缸喷油器同时喷油一次，发动机一 个工作循环所需的油量，分二次喷入进气管。 锻炼学生 的学习能 力。 加强学生 记忆。 使学生明 确本课程 的任务 （2）分组喷射 （3）顺序喷射 布置作业各类型电控发动机的特点 巡回指导 学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执 行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 一、电控发动机的分类 二、电控发动机按空气流量的测量方式分类 三、电控发动机按燃油喷射方式分类 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元一：空气流量计 课时 安排 6 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.空气供给系统的组成。 2.空气流量计的分类和作用。 3.空气流量计的结构和工作原理。 技能目标掌握热膜式和热线式空气流量传感器的检测。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的 理念。 教 材 分 析 重 点热式空气流量传感器的检测方法。 难 点热式空气流量传感器的工作原理。 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，万用表，金德KT600 解码器，检测灯 教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动）设计意图 一复习 上 节 课 重 点 二组织教 学 三导入 四新授课 师生问好。 复习提问：电控发动机的测量进气量的方式？ 导言：发动机电控燃油喷射系统中有很多传感器，那么这 节课咱们来学习空气流量传感器。 一、空气供给系统元件位置 D 型 EFI 空气供给系统 L 型 EFI 空气供给系统 二、空气供给系统基本元件的构造 1空气滤清器 一般为干式纸质滤心式，结构与普通发动机上相 同。 2节气门体 节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工 况下的进气量。 主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置 传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的 车上还设有副节气门和副节气门位置传感器，例如 LS400。 在 LS400 上还设有牵引控制系统（ TRC） ，当车辆 处于 TRC 控制状态行驶时，无论是起步、匀速或加减 速工况，汽车均能根据道路状况（包括泥泞、湿滑路 面）确保输出最佳的驱动力和牵引性能，使车辆平稳 和安全行驶。 在 TRC 控制行驶状态下，发动机的主节气门由主 节气门强制开启器打开 （全开） ，进气量由副节气门控 集中学生注 意力。 加强学生记 忆。 制，节气门开度信号也由副节气门位置传感器负责将 信号传送给 ECU。 注意 ：在装有节气门限位螺钉的汽车上，使用中 一般不允许调节节气门限位螺钉，除非怠速控制阀发 生故障而无法及时修复，可通过调整节气门最小开度 来保持发动机怠速运转，故障排除后，应将节气门限 位螺钉调回原位。 3进气管 为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气 总管和歧管的形状、容积有严格的要求。如LS400 在 空气室设一个大容量的空气室以减少进气脉动和各缸 的相互干涉，有利于提高各缸的充气量，在进气室两 侧各设有 4 根进气管， 8 根进气歧管呈 S型交叉布置， 以增加进气歧管的长度，提高进气谐波压力，有利于 进一步提高充气量。 4空气供给系的检修 维修时应注意进行以下检查： （1）检查空气滤清器滤心是否赃污，必要时用压 缩空气吹净或更换； （2）进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响 比对化油器式发动机的影响大。检查各连接部位应连 接可靠，密封垫应完好； （3）检查节气门内腔的积垢和积胶情况，必要时 用清洗剂进行清洗。 注意：绝对不能用砂纸和刀片清 理积垢和积胶。 锻炼学生的 学习能力。 加强学生记 忆。 使学生明确 本课程的任 务。 二空气流量传感器 根据检测进气量的方式不同，空气流量传感器分为D 型 （即压力型）和L 型（即空气流量型）两种类型。“D”型来 源于德文“ Druck（压力）”的第一个字母，是利用压力传感 器检测进气歧管内的绝对压力，测量方法属于间接测量法。 装备“ D”型传感器的系统称为“D”型燃油喷射系统，控制 系统利用该绝对压力和发动机转速来计算吸入汽缸的空气 量。 “L”型来源于德文“Luftmengen（空气流量）”的第一个 字母，是利用流量传感器直接测量吸入进气管的空气流量。 汽车采用的“ L”型传感器分为体积流量型（如翼片式、涡流 式）传感器和质量流量型（如热丝式和热膜式）传感器。 （1）叶片式空气流量计 1）结构 如图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位 弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速调整 螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。 在流量计内还设有缓冲室和缓冲叶片，利用缓冲 室内的空气对缓冲叶片的阻尼作用，可减小发动机进 气量急剧的变化引起测量叶片脉动，提高测量精度。 l电位计滑臂2可变电阻3接进气管 4测量叶片5旁通空气道6接空气滤清器 2）工作原理 来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气 推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板 的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转 动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角 度，将进气量转换成电压信号VS 送给 ECU。 3）检测 测量 VC与 E2、 VS与 E2、 THA 与 E2之间的电阻。 叶片式空气流量计电路 （2）热式空气流量计 1）工作原理： 如下图，热线电阻RH以铂丝制成， RH和温度补 偿电阻 RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB 共同构成桥式电路。 RH 、R K阻值均随温度变化。当空 气流经 RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增 大，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，就必须使 流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精 密电阻 RA两端的电压也相应变化， 并且该电压信号作 为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。 热线式空气流量计工作原理 2）自洁功能在 1000以上将粉尘烧掉。 3）检测 接通点火开关，不起动发动机，测E 与 D、E 与 C 之间的电压为蓄电池电压。 B 与 C 间的信号电压发动机工作时为24V 发动机不工作为1.0 1.5V F 与 D 间电压，关闭点火开关时，电压应回零并 在 5s 后有跳跃上升， 1s 后在回零，说明自洁信号良 好。 （3）卡门旋涡式空气流量计 在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后 产生许多涡旋。 1）分类：按检测分为超声波检测和反光镜检测 法。 2）反光镜检测法 检测部分结构：镜片、发光二级管和光电晶体管 组成。 原理：空气流经过发生器时，压力发生变化，经 压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从 而将反光二极管投射的的光发射给光电管，对反射光 进行检测。 3）超声波检测法 结构：由超声波信号发生器、超声波发射探头、 涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头 和转换电路组成。 原理：卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响， 信号发生器发出的超声波到达接收器的时机或变早 或变晚，测出其相位差， 利用放大器使之形成矩形波， 矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。 4）检测： 点火开关转至“ ON”位置，检测VC与 E2 间电 压应为 5V，KS与 E2 间电压应为 24V。 布置作业 预习下节内容 巡回指导 学生分组在发动机实验台上熟悉电控发动机传感器，执行器的名称和位 置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 1.空气供给系统的组成。 2.空气流量计的分类和作用。 3.空气流量计的结构和工作原理。 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元二：压力传感器 课时 安排 4 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.熟悉压力传感器的分类。 2.掌握进气压力传感器的结构和工作原理。 技能目标 掌握进气压力传感器的检测。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点进气压力传感器的检测方法 难 点进气压力传感器的工作原理。 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，进气压力传感器一个，万用表一个，金德KT600 一个 教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问： 热膜式空气流量传感器的结构，工作原理和检测方法。 导言： 发动机电控燃油喷射系统中有很多传感器，那么这节课咱 们来学习进气歧管压力传感器。 进气歧管绝对压力传感器的作用是把进气歧管内节气门后 方的进气压力转换成电信号。 进气歧管绝对压力传感器按工作原理可分为压阻效应式、电 容式和电感式三种。 一、进气歧管绝对压力传感器的结构与工作原理 1压阻效应式进气歧管绝对压力传感器 图 2-17 所示为压阻效应式进气歧管绝对压力传感器，主要 由压力转换元件、混合集成电路、真空室、壳体和线束插接器组 成。 图 2-18所示为压阻效应式进气歧管压力传感器的内部结构， 主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真空管接头和引线电极等 组成。 通过特殊加工， 使 4 个电阻应变片处于特殊的位置，即在受到膜 片拉应力的作用下， 应变电阻R2、 R4增加 （即产生正向增量R） ， 应变电阻R1、R3减小（即产生负向增量R） 。如图 2-19 所示， 当惠斯通桥形电路的电源电压为UCC时，电桥的输出电压U0为： U0=（ R+R）UCC/（ R+R）+（R R） （ RR） UCC/（R+ R）+（RR） 集中学生 注意力。 加强学生 记忆。 = UCC（R/R） 式中： R应变电阻的初始值（一般为100m） ； R应变电阻R 的阻值变化量。 2电容式进气歧管绝对压力传感器 将电容变换器与传感器混合集成电路的振荡电路相连接，通 过振荡电路输出与电容变化一致的电信号，从而将进气歧管的压 力转变成电信号。 3电感式进气歧管绝对压力传感器 电感式进气歧管绝对压力传感器的主要由膜盒、铁心、 感应 线圈、电子电路等组成，如图2-22 所示。 二、进气歧管绝对压力传感器的检测 1压阻效应式进气歧管压力传感器的检测 检查进气歧管压力传感器的电源电压。 检查进气歧管压力传感器的输出信号电压。 2电感式进气歧管压力传感器的检测 检查传感器的输出信号。 检查传感器线圈有无断路 进气管绝对压力传感器电路 检测：将点火开关转至“” ，检测 VCC 和 E2 间应为 5V，PIM 与 E2 之间的输出电压应随着真空度增 加而降低。 锻炼学生 的学习能 力。 加强学生 记忆。 使学生明 确本课程 的任务 布置作业 简述进气歧管压力传感器的工作原理？ 巡回指导 学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执 行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 一、熟悉压力传感器的分类。 二、掌握进气压力传感器的结构和工作原理。 三、掌握进气压力传感器的检测方法。 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元三：节气门位置传感器 课时 安排 4 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.了解节气门位置传感器的类型。 2.掌握节气门位置传感器的用途和工作原理。 技能目标掌握节气门位置传感器的检测和匹配。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点节气门位置传感器的检测。 难 点节气门位置传感器的工作原理。 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，节气门阀体一个， 万用表一个， 金德 KT600 一个， 导线一个 教学方法 理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问：进气压力传感器的结构，工作原理和检测方法。 导言： 发动机电控燃油喷射系统中有很多传感器，那么这节课咱 们来学习节气门位置传感器。 节气门位置传感器的作用是把汽油机运转过程中节气门开度转 换成电压信号。用于判别发动机工况（怠速工况、加速工况、减 速工况、小负荷工况、大负荷工况等）。 一、节气门位置传感器的结构与工作原理 常见的节气门位置传感器有触点式、可变电阻式、 触点与可 变电阻结合式三种。 1触点式节气门位置传感器 触点式节气门位置传感器由转盘、活动触点、怠速触点、全 开触点（功率触点）等组成。 在某些装备自动变速器的轿车上，采用多触点式节气门位置 传感器（如图2-49 所示），触点数目多，能更精确地反映发动机 负荷的变化， 以便于更加准确地控制自动变速器的换挡时刻和变 矩器锁止离合器的锁止时刻。 2可变电阻式节气门位置传感器 可变电阻式节气门位置传感器由滑动电刷、电阻片组成。 3触点与可变电阻结合式节气门位置传感器 为使 ECU 更准确地得到节气门怠速位置信号，在可变电阻 式节气门位置传感器的基础上增设了一个怠速触点，形成触点与 集中学生 注意力。 加强学生 记忆。 可变电阻结合式节气门位置传感器。 二、节气门位置传感器的工作电路 节气门位置传感器的型式不同，其工作电路也有所不同。 三、节气门位置传感器的检测 1触点式节气门位置传感器的检测 检查搭铁电路。 检查工作电压。 检查传感器。 2触点与可变电阻结合式节气门位置传感器的检测 检查搭铁电路。 检查工作电压。 检查传感器。 本节课我们学习了节气门位置传感器的结构及工作原理，了解了 其工作电路， 并且对节气门位置传感器的检测也进行了学习，希 望同学们能进一步巩固。 锻炼学生 的学习能 力。 加强学生 记忆。 使学生明 确本课程 的任务 布置作业 简述可变电阻式节气门位置传感器的工作原理？ 巡回指导 学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执 行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 1.了解节气门位置传感器的类型。 2.掌握节气门位置传感器的用途和工作原理。 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元四：温度传感器 课时 安排 4 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.了解温度传感器的作用。 2.掌握温度传感器的工作原理。 技能目标 1.掌握温度传感器的检测。 2.掌握温度传感器的故障诊断。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点温度传感器的故障诊断。 难 点温度传感器的工作原理。 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，温度传感器一个， 万用表一个， 金德 KT600 一个， 温度计一个，热水杯一个 教学方法 理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问：节气们位置传感器的结构，工作原理和检测方法。 导言：发动机电控系统中一个很重要的组成就是有很多的传感 器，那么本节课我们将学习温度传感器。 常见的温度传感器按结构与物理性能不同可分为热敏电阻 式、双金属片式、热敏铁氧体式、蜡式等。双金属片式和蜡式温 度传感器属于结构型传感器，热敏电阻式和热敏铁氧体式温度传 感器属于物性（物理性能）型传感器。现代汽车广泛采用热敏电 阻式温度传感器。 根据特性不同，热敏电阻可分为正温度系数（PTC）热敏电 阻、负温度系数（NTC ）热敏电阻、临界温度热敏电阻（CTR） 。 1冷却水温度传感器 安装在气缸体水道或冷却水出口处。 冷却液温度传感器的作用是把冷却冷却液温度转换为电信 号。该信号输入ECU 后用于： 修正喷油量。 修正点火提前角。 冷启动时决定喷油量。 影响怠速控制阀动作。 影响怠速断油。 影响废气再循环（EGR 控制）。 1冷却液温度传感器的结构 集中学生 注意力。 加强学生 记忆。 冷却液温度传感器的主要元件是负温度系数的热敏电阻。 2冷却液温度传感器的工作电路 3冷却液温度传感器的检测 （1）检查冷却液温度传感器的电源电压 （2）检查冷却液温度传感器的信号电压 （3）检查冷却液温度传感器的工作特性 2进气温度传感器 功用：给 ECU 提供进气温度信号， 作为燃油喷射和 点火正时控制的修正信号。 D 型安装在空气滤清器或进气管内，L 型安装在空 气流量计内。 进气温度传感器内的热敏电阻随着进气温度的增大 而减小，使得分压值也随之减小，ECU 根据分压来判断 进气温度。 进气温度传感器的结构、工作原理与冷却液温度传感器相 同，都是采用负温度系数的热敏电阻。 进气温度传感器的检测可参照冷却液温度传感器的检测方法进 行。 本节课我们学习了温度传感器的结构及工作原理，了解了其工作 电路， 并且对温度传感器的检测也进行了学习，希望同学们能进 一步巩固。 锻炼学生 的学习能 力。 加强学生 记忆。 使学生明 确本课程 的任务 布置作业简述冷却液传感器的工作原理？ 巡回指导 学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执 行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 1.了解温度传感器的类型。 2.掌握温度传感器的用途和工作原理。 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元四：怠速控制与调整 课时 安排 4 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.熟悉怠速控制的分类。 2.掌握怠速控制的组成和工作过程。 3.掌握典型怠速控制机构的工作过程。 技能目标 掌握怠速控制的检测与调整。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点怠速控制的检测。 难 点步进电机式怠速控制阀的工作原理。 教具器材 桑塔纳电控发动机试验台，一个，万用步进电机一个，金德KT600 一个 教学方法 理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问： 导言：怠速控制装置是通过控制进入汽缸的空气量来调整发 动机怠速的。 按照其控制方式不同，可将怠速控制装置分为节气 门直动式怠速控制机构和旁通气道式怠速控制阀。 常见的旁通气道式怠速控制阀有电磁式怠速控制阀、旋转滑 阀式怠速控制阀、步进电机式怠速控制阀三种 一、怠速控制系统的功能与组成 1怠速控制系统的功能： 用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程。 自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。 2怠速控制系统的组成 主要由传感器、ECU 、和执行元件三部分组成。 3怠速控制的方法 怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本 类型有节气门直动式和旁通空气式。 二、节气门直动式怠速控制器 结构主要由直流电动机、减速齿轮机构、 丝杠机构和传动轴 等组成。 原理： 当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭 后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动 轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根 集中学生 注意力。 加强学生 记忆。 据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变 节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实 现对怠速进气量进行控制的目的。 三、步进电动机型怠速控制阀 1控制阀的结构与工作原理 步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋 转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之 间的间隙。安装在节气门上。 工作原理， 当 ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依 次搭铁时， 定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用， 使转子随定子磁场同步转动。同理， 步进电动机的线圈按相反的 顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32 个爪级， 步进电动机每转一步为1/32 圈，工作范围为0125 个步进级。 2控制阀的检修 （1）在检修时应注意 1）不要用手推拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹。 2）不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损 坏。 3）安装时， 检查密封圈好坏，并在密封圈上涂少量润滑油。 （2）检修步进电动机型怠速控制阀的方法 1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON ” ，不起动发动 机，分别检测B1和 B2 与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 2）发动发动机后再熄火时，23s 内在怠速控制阀附近应 能听到内部发出的“嗡嗡”响声。 3）拆下控制阀线束连接器，测量B1 与 S1 和 S3、B2 与 S2 和 S4之间的 节气门直动式怠速控制机构主要由直流电动机、减速齿轮、 丝杠等组成。 电阻，应为10 30。 4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和 B2端子，负 极按顺序依次接通S1S2S3S4 端子时，随步进电动机的旋 转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通S4S3 S2 S1端子，则控制阀应向内缩回。 步进电动机型怠速控制阀工作情况检查 a）接蓄电池正极 b）接蓄电池负极 3控制阀控制的内容 锻炼学生 的学习能 力。 加强学生 记忆。 使学生明 确本课程 的任务 （1）起动初始位置的设定 关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的 M REL端子向主继 电器线圈供电延续约23s。在这段时间内，蓄电池继续给ECU 和步进电动机供电，ECU使怠速控制阀回到起动初始位置。 （2）起动控制 在起动期间，ECU根据冷却液温度的高低控制步进电动机， 调节控制阀的开度，使之到起动后暖机控制的最佳位置，此位置 随冷却液温度的升高而减小。 （3）暖机控制 在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性 控制怠速控制阀的开度，随温度上升， 怠速控制阀开度渐渐减小。 当冷却液温度达到70时，暖机控制过程结束。 （4）怠速稳定控制 当转速信号与确定的目标转速进行比较有一定差值时（一般 为 20r/min ） ，ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速 空气供给量，使发动机的实际转速与目标转速相同。 （5）怠速预测控制 在发动机负荷发生变化时，为了避免怠速转速波动或熄火， ECU会根据各负荷设备开关信号，通过步进电动机提前调节怠速 控制阀的开度。 （6）电器负荷增多时的怠速控制 如电器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压会降低，为了保 证电控系统正常的供电电压，ECU根据蓄电池电压调节怠速控制 阀的开度，提高发动机怠速转速，以提高发动机的输出功率。 （7）学习控制 由于磨损原因导致怠速控制阀性能发生变化，怠速控制阀的 位置相同时，实际的怠速转速与设定的目标转速略有不同，ECU 利用反馈控制使怠速转速回归到目标转速的同时，还可将步进电 动机转过的步数存储在ROM 中，以便在此后的怠速控制过程中使 用。 四、旋转电磁阀型怠速控制阀 1控制阀的结构与工作原理 ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁 场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变 控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。 双金属片制成的卷簧，起保护作用。 当流过阀体冷却液腔的 冷却液温度变化时，双金属片变形，带动挡块转动，从而改变阀 轴转动的两个极限位置，以控制怠速控制阀的最大开度和最小开 度。 工作原理： ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制 阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比） 来实现 的。 2控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、 怠速稳定控制、怠速预测控制和 学习控制。 3控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON ” ，不起动发 动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 （2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使 发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1 与 E1 端子，发动机转速应保持在1000 1200r/min ，5s 后转速下 降约 200 r/min。 （3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分 别测量中间端子（B）与两侧端子（ ISC1 和 ISC2）的电阻应为 18.8 22.8 。 五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀 1控制阀的结构与工作原理 结构主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。 工作原理： 控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与 旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的 占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空 气量的控制。 2控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、 怠速稳定控制、怠速预测控制和 学习控制。 由于旁通气量少，为此需要快怠速控制阀辅助控制发 动机暖机过程的空气供给量。 3控制阀的检修 （1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON ” ，不起动发 动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 （2）拆下怠速控制阀上的两端子线束连接器，在控制阀侧分 别测量两端子之间电阻应为1015。 六、开关型怠速控制阀 主要由线圈和控制阀组成。工作原理与占空比电磁阀相同， 不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断 电两种状态控制。控制阀的控制内容只进行通、断电的控制。由 于旁通气量少， 为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的 空气量。控制阀的检测同占空比控制电磁阀相同。 布置作业 简述步进电机的工作原理？ 巡回指导 学生分组练习，在发动机实验台上熟悉不同类型电控发动机传感器，执 行器的名称和位置。对学生提出的各种问题进行解答。 结束指导 1.了解怠速控制的类型。 2.掌握怠速控制机构的用途和工作原理。 课题名称 模块二：电控发动机空气供给系统 单元六：电子节气门 课时 安排 4 课时 第周 第课时 教学 目标 知识目标 1.了解电子节气门的优点。 2.掌握电子节气门的结构和工作原理。 技能目标掌握电子节气门的检测。 情感、态度 价值观 在理论课程中, 培养学生端正的学习态度，求实的科学态度， 使学生确立对真善美的价值追求以及人与人的和谐相处的理 念。 教 材 分 析 重 点电子节气门的故障诊断。 难 点电子节气门的工作原理。 教具器材 帕萨特 B5 电控发动机试验台，万用表一个，金德KT600 一个 教学方法理实一体法，分组教学法，总结归纳法 教 学 过 程 的 设 计 教学环节教学内容（问题设计、师生活动） 设计意 图 一 组织教 学 二导入 三 新授课 师生问好。 复习提问：步