学习活动4拆检节气门位置传感器.docx
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学习活动4拆检节气门位置传感器
课题
学习任务二发动机故障灯亮的拆检
学习活动4拆检节气门位置传感器
授课
日期
2013/11/13
课程类型
新授
授课学时
6课时
授课
班级
12级汽修
（高级1班）
学生人数
41人
教学场地
博世实训室
教学
目标
知识目标
能力目标
德育目标
1.了解节气门位置传感器的类型与用途。
2.熟悉节气门位置传感器的结构与工作原理；
3.熟悉节气门位置传感器检测原理。
1.技能目标：
（1）能找出并拆检节气门位置传感器并能对其进行匹配操作；
（2）能读懂控制原理图，并能在车上进行检测分析。
2.发展目标：
培养学生自主学习、思考的能力、严谨踏实的工作作风。
通过小组的配合学习，培养学生团队合作意识；锻炼学生的协作、沟通技巧和语言表达能力。
教学
重点
1.节气门位置传感器的结构、控制原理；
2.节气门位置传感器的拆检操作和节气门位置传感器的匹配。
教学
难点
1.节气门位置传感器的结构、控制原理；
2.节气门位置传感器的拆检操作和节气门位置传感器的匹配。
教学
方法
教法：
讲授法、示范法、教学互动学习、多媒体辅助教学
学法：
小组合作学习法
教学
资源
1.传统教学设备（白板、白板笔等）
2.多媒体教学设备（计算机、投影仪和网络设备等）
3.专业教学设备：
整车、常规工、量、器具、举升设备和辅具等
板书
设计
学习活动4拆检节气门位置传感器
复习提问：
1.曲轴转速传感器的作用与类型?
2.水温传感器的作用与检测方法?
学习目标：
1.了解节气门位置传感器的类型及应用；
2.熟悉节气门位置传感器的结构与工作原理；
3.能找出并拆检节气门位置传感器并能进行节气门位置传感器的匹配操作。
一、节气门位置传感器（TPS）的作用与类型
二、节气门位置传感器结构和工作原理
1.开关触点式节气门位置传感器
2.线性式节气门位置传感器（滑动电阻式）
3.霍尔元件型节气门位置传感器
三、桑塔纳2000节气门体
四、桑塔纳2000节气门体的检测、调整
布置作业（完成工作页中有关教学内容）
教学环节与主要内容
教学
目标
教学
活动
学生
活动
复习及引入（时间分配：
10分钟）
【复习提问】
1.曲轴转速传感器的作用与类型?
2.水温传感器的作用与检测方法?
【引入新课】
某修理厂接修一台桑塔纳2000GSi轿车，用户在使用车辆过程中发现发动机有游车现象。
通过维修人员的初步判断，可能是电控系统中的节气门位置传感器出现了问题。
节气门位置传感器是如何工作的?
如何对节气门位置传感器进行检测?
这些内容都将在本次课程中得以解答。
新课讲授（时间分配：
15分钟）
【资讯】
一、节气门位置传感器（TPS）的作用与类型
1.节气门位置传感器作用
（1）用来判断发动机工况处于怠速控制区、部分负荷还是节气门接近全开的加浓区（或催化转化的高温保护区），即用来界定开环、闭环控制区；
（2）用节气门转角变化率的大小作为加速、减速过程中修正喷油量的条件；
（3）可与空气流量计的信号对照互检，提供后者发生损坏的信息，并代替后者与转速配合，作为ECU控制喷油量的条件参数；
（4）用于点火正时修正、废气再循环控制、空调系统控制、燃油蒸发控制、车辆动态稳定性控制、巡航控制和牵引力控制等。
2.节气门位置传感器类型
节气门位置传感器可分为三类：
开关触点式节气门位置传感器、线性式节气门位置传感器和霍尔元件型节气门位置传感器。
二、节气门位置传感器结构和工作原理
1.开关触点式节气门位置传感器
开关触点式节气门位置传感器内部有3个触点：
怠速开关触点IDL、全负荷开关触点PSW和搭铁的触点E。
发动机在怠速或突然减速时，怠速触点闭合，ECU根据此信号对怠速时的混合气进行控制，并修正点火提前角，切断废气再循环系统。
减速断油时，暂时切断供油。
当节气门开度超过一定角度时，全负荷触点闭合，ECU据此信号加浓混合气，提高发动机输出功率。
发动机怠速运转时，IDL触点闭合，IDL信号电压为0V，ECU以此信号控制发动机怠速时的运转工况；加速时，IDL触点断开，其电压变为5V；全负荷时，PSW触点闭合，PSW电压为0V，ECU控制发动机在全负荷工况工作。
开关触点式节气门位置传感器的有关数据
节气门位置
触点
全负荷（V）
部分负荷（V）
怠速（V）
IDL
5
5
0
PSW
0
5
5
2.线性式节气门位置传感器（滑动电阻式）
线性式节气门位置传感器采用线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。
在不同的节气门开度下，接入回路的电阻不同。
1.滑动器（VTA信号触点）2.电阻3.滑动器（IDL信号触点）
发动机怠速运转时，怠速触点闭合，IDL信号端子电压为0V，VTA信号端子与VC电源端子间电阻较大，传感器信号电压较低，为0.3～0.9V。
随着节气门开度的增加，电位计的滑动触点在电阻膜上滑动，从而在该触点上得到与节气门开度成比例的线性电压输出，即VTA信号电压，全负荷时VTA信号在3.5～4.7V。
ECU根据全负荷时VTA信号进行空燃比修正、加浓修正和燃油切断控制等。
线性式节气门位置传感器在各种工况下的数据
节气门位置
触点
全负荷（V）
部分负荷（V）
怠速（V）
IDL
12
12
0
VTA
3.5～4.7
0.9～3.5
0.3～0.9
开关触点式节气门位置传感器只能检测发动机的怠速和全负荷工况。
当IDL触点断开而PSW触点还未闭合时，发动机处于加速状态，该传感器无法输出节气门所在位置的准确信号。
线性式节气门位置传感器的设计避免了开关触点式节气门位置传感器的弊端，利用其电位计的变化可检测出节气门所在的准确位置。
目前的线性式节气门位置传感器已无IDL怠速触点，或虽有怠速触点但并不与发动机ECU相连接。
这些型号用VTA信号探测怠速运行工况。
3.霍尔元件型节气门位置传感器
霍尔元件型节气门位置传感器由霍尔集成芯片IC和可绕其转动的磁铁构成。
磁铁与节气门轴同轴，即和节气门一起转动。
当节气门开启时，磁铁也一同转动，改变位置。
此时，霍尔集成芯片IC探测磁铁位置变化所造成磁通量的变化并产生霍尔效应，从VTA1端子和VTA2端子输出信号电压。
此传感器不仅能精确地探测节气门开启程度，还采用无接触方式，简化了构造，所以不易发生故障。
而且具有不同输出特性的两个系统输出信号，确保了传感器的可靠性。
三、桑塔纳2000节气门体
桑塔纳节气门体是将节气门电位计、节气门定位电位计、节气门定位器及怠速开关集成于一体。
节气门体由发动机ECU控制，ECU收到怠速开关、节气门电位计和节气门定位电位计有关节气门位置的信号后，控制节气门定位器动作，使发动机转速稳定在规定的怠速范围内。
注意：
节气门体的壳体不能打开，内部有电动机等。
节气门体内部元件（如：
电位计和怠速开关）是不能进行人工修理和调节的。
节气门控制组件的电路
1.节气门电位计（G69）
节气门电位计直接与节气门轴相连接。
当驾驶员踩加速踏板时，节气门轴转动，节气门电位计也同时转动，使其电阻发生变化。
此信号可以使发动机ECU获知目前节气门打开的位置，自动变速器ECU（桑塔纳2000GSi—AT俊杰轿车）也是利用这个信号。
根据节气门电位计的接线图可知，ECU（J220）上的端子62为供电线（+5V），与T8h/4端子相连；端子67为供电线（-），与T8h/7端子相连；端子75为信号线，与T8h/5端子相连。
如果发动机ECU没有收到节气门电位计的信号，就用发动机转速传感器和空气流量计的信号来代替。
2.节气门定位电位计（G88）
节气门定位电位计与节气门定位器相连接。
当节气门定位器转动时，节气门定位电位计也同时转动，使其电阻发生变化。
在怠速范围内，节气门定位器所处的位置由节气门定位电位计的信号告诉ECU。
超过怠速范围，节气门继续打开时，节气门定位电位计维持不动。
节气门电位计节气门定位电位计
ECU（J220）上的端子62为供电线（+5V），与T8h/4端子相连；端子67为供电线（-），与T8h/7端子相连；端子74为信号线，与T8h/8端子相连。
如果ECU没有收到节气门定位电位计的信号，节气门体中的紧急运行弹簧将起作用。
此时，发动机处于紧急运行状态，怠速转速升高。
3.怠速开关（F60）
在怠速范围内，怠速开关的触点是闭合的。
驾驶员踩加速踏板后，怠速开关触点打开。
当怠速开关触点闭合时，ECU通过此信号来判定是怠速工况。
ECU（J220）上的端子舱为供电线（+5V），与TSh/4端子相连；端子67为供电线（-），与T8h/7端子相连；端子69为信号线，与TSh/3端子相连。
如果ECU没有收到怠速开关的信号，ECU将对节气门电位计和节气门定位电位计的信号进行比较。
根据这两个信号的比较结果，ECU可以判别节气门怠速的位置。
4.节气门定位器（V60）
节气门定位器也称为怠速电动机，它通过齿轮传动控制节气门开度，使发动机怠速保持在规定转速范围内。
如果ECU对节气门定位器的控制出现故障或者电动机损坏，节气门体中的紧急运行弹簧将起作用，使节气门处于紧急运行位置。
怠速开关节气门定位器
四、桑塔纳2000节气门体的检测、调整
1.测量节气门控制组件的供电电压
测量节气门控制组件的供电电压就是测量节气门定位电位计和节气门电位计的电源电压。
测量方法为：
打开点火开关，测量节气门控制组件插头端子4和7间电压应约为5V（用20V量程档）。
2.检查节气门电位计（G69）
检查节气门电位计的具体步骤如下：
（1）拔下节气门体的插头检查，或用单个节气门体做实验；
（2）用延长线延长节气门体端子5和7，接到万用表电阻档之间，此时电阻值应较大；
（3）缓慢打开节气门，电阻值应平稳变小，说明节气门电位计正常。
3.怠速开关（F60）的检查
检查怠速开关的具体步骤如下：
（1）拔下节气门体的插头检查，或用单个节气门体做实验；
（2）用延长线延长节气门体端子3和7，接到万用表电阻档之间。
关闭节气门时，触点闭合，电阻应小于1.5Ω；打开节气门时，触点断开，电阻应为无穷大。
4.节气门定位器（V60）的检查
检查节气门定位器的具体步骤如下：
（1）拔下节气门体的插头检查，或用单个节气门体做实验；
（2）用延长线延长节气门体端子1和2，接到万用表电阻档之间。
检测怠速直流电动机绕组的阻值，应为3～200Ω。
5.节气门拉索的调整
节气门拉索是非常容易弯折的，因此，在安装时必须非常地仔细。
节气门拉索轻度的弯曲会导致在驾驶中断裂，所以节气门拉索一旦弯折就不能再安装。
安装时要注意节气门拉索在各个支撑座和紧固点之间应保持平直。
通过变换支架上卡板的位置来调整节气门拉索，使节气门杠杆能够达到节气门全开的位置。
6.节气门体与ECU的匹配
发动机ECU具有基本设定功能，它能记录点火开关断开时节气门控制组件的停止位置。
如果拆装或换了新的节气门控制组件或者发动机ECU出了故障，都必须重新进行基本设定，即完成发动机ECU与节气门控制组件的匹配工作。
这一匹配工作要用大众公司的V.A.G1552故障诊断仪来完成。
下列情况会使节气门控制组件的基本设定产生问题：
（1）节气门转动不灵活，如油泥沉积；
（2）节气门拉索调整不当；
（3）蓄电池电压过低；
（4）节气门控制组件线束或插接器不良。
任务实施（时间分配：
180分钟）
【任务准备】
（1）工具：
120件套装世达工具6套等；
（2）量具：
金德KT600发动机故障诊断仪2套、数字式万用表6套；
（3）辅具：
跨接线、抹布若干；
（4）人员分配：
全班分六个工作组；
（5）车辆及设备：
桑塔纳AJR发动机及台架6台、工具车6台。
【学习准备】
车辆使用手册、维修手册、教学参考书和工作页。
【任务实施】
Step1资料收集（时间：
20min）
（1）阅读车辆使用手册；
（2）阅读上海大众桑塔纳维修手册；
（3）阅读教学参考书。
Step2分组学习发动机电控元器件知识（时间：
30min）
以工作页为主线，通过分组学习节气门位置传感器的作用、类型与工作原理等相关理论知识。
Step3分组学习发动机电控元器件检测的操作技能（时间：
90min）
以工作页为主线，通过分组学习、掌握节气门体拆检和匹配的基本操作技能。
Step4分组学习、讨论和小结，填写工作页（时间：
30min）
讨论各自遇到的问题，交流学习心得，并形成小结。
分组汇报按：
①做了什么?
②怎么做的?
③有何问题?
④有何收获?
Step5整理工具、量具和整车，打扫工作场地（时间：
10min）
将实习操作中所使用的各种工具、器材分别放置在规定的位置；并将实习场地打扫干净。
（实施5s作业规范）
小组汇报与评价（时间分配：
30分钟）
1.各小组指定一名同学汇报各自小组学习工作成果；
2.老师点评各组同学在实习当中存在的问题，提出改进建议。
布置作业（时间分配：
5分钟）
教学反思
提出问
题，引
出话题
利用身
边事物
引起学
习兴趣
了解教
学的主
要内容
熟悉教
学内容
归纳学
习成果
巩固学
习成果
教师提
出问题
讲授
介绍资
讯的主
要内容
组织指
导学生
进行节
气门体
结构认
知与拆
检学习
总结并
点评
布置课
后作业
并答疑
思考回
答问题
听讲
听讲
并观察
分组进
行节气
门体结
构学习
与拆检
操作并
填写工
作页
学习并
改进
完成课
后作业
升级会员 