《汽车发动机电控技术》教案.docx

1、汽车发动机电控技术教案 柳 州 职 业 技 术 学 院教 案 2010 2011 学年度 上 学期课程名称： 发动机电控系统检修 * * 课程所属系（部）： 汽车与环境工程系 课程名称:汽车发动机电控技术授课班级：2009汽车检测与维修技术1、2、3班 2009汽车电子技术班课程类型： 理论课实践课总学时：96学分：5使用教材：杨庆彪 李佳音 主编 汽车电控发动机检修中国劳动社会保障出版社 2006年9月第1版 教学方法、手段：理论教学、多媒体教学、实验教学考核方式：过程性考核主要参考书目：1、邹长庚 主编现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（发动机部分） 北京理工版2、（美）汤姆逊学习公司

2、 编 发动机机械和发动机性能修理训练 机械工业出版社出版3、李东江 主编 汽车发动机电控系统维修技巧 北京理工大学出版出版标题: 课题一：发动机无法起动故障的检修1.1燃油系统原理、点火系统原理教学目标与要求：1、了解发动机电控系统的基本工作原理2、能指出电控发动机各个系统主要部件的具体位置 3、初步了解电控发动机各系统的工作内容 4、熟悉电控发动机的各主要部件的名称授课时数：4课时教学重点：能指出电控发动机各个系统主要部件的具体位置教学内容及过程:知识讲授：1、概论一、汽车电子技术的发展过程二、国外汽车电子控制技术应用的概况1、动力传动系统的控制（一）发动机部分的电子控制（二）自动变速器的电

3、子控制2、底盘方面的控制3、车身方面的控制三、发动机电控系统控制内容主要控制汽油喷射（喷射量、喷射定时）、点火控制(点火时刻、闭合角、爆震的防止)辅助控制怠速控制、进气控制、排放控制等四、发动机汽油喷射的发展过程60S 机械式67S K,KE,D,型73S L型79S 集中控制80S TBI83S 单点，a/n2、发动机燃油汽油喷射系统的分类一、按喷油器安装位置分类1、缸内喷射2、缸外喷射二、按喷油方式分类1、连续喷射系统2、间歇喷射系统三、按喷射时序分类1、同时喷射2、分组喷射3、顺序喷射四、按喷射装置的控制方式分类1、机械式汽油喷射系统2、机电结合式汽油喷射系统3、电控式汽油喷射系统五、按

4、空气量的检测方式分类1、L型质量流量型（热线式、热膜式）2、L型体积流量型（翼片式、卡们漩涡式）3、D型（歧管压力计量式）3、汽油发动机电控系统的组成及功能一、进气控制系统 空气滤清器、节气门（节流阀）、进气总管、进气歧管、涡轮增压器、可变气门系统二、燃油喷射控制系统燃油泵、燃油虑清器、燃油脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器及供油总管三、点火控制系统点火电子组件、点火线圈、火花塞及高压导线四、排放控制系统五、电控单元I/O口、ECU、PROM等学生活动安排：一、认识常见发动机的电控系统各部件1、观察电控发动机燃油喷射系统的工作特点1、比较电控发动机与化油器式发动机各工况工作的异同。2、注意观察

5、启动、怠速的工作特点。2、观察电控发动机电子点火系统找到各发动机火花塞、点火线圈、点火器、分电器、曲轴位置传感器（转速传感器）的位置。比较传统有触点式分电器、无触点式分电器、双缸同时点火等点火方式的异同。3、观察电控发动机燃油系统找到油泵、汽油格、高压油轨、油压调节器、喷油器的具体位置。比较L型与D型发动机的燃油系统具体区别。比较单点与多点喷射的区别二、认识常见车辆上各主要电控单元部件的位置思考与讨论:1、比较电控发动机与化油器发动机的组成有哪些区别？2、电控系统有哪几部分组成？各有什么特点？3、作业:完成工作页相关内容课后小记: 标题: 1.2点火系统的检修教学目标与要求：1、熟悉电控发动机

6、的点火电路各主要部件的名称和位置2、能诊断发动机无法起动的故障原因 3、能诊断并修理发动机无点火故障 4、能检测点火电路各主要部件5、会读常见车型点火电路图授课时数：8课时（2次）教学重点：能诊断发动机无法起动的故障原因、能诊断并修理发动机无点火故障教学内容及过程:教师活动学生活动1.发动机工作的三个基本要素。1足够的压缩比（气缸压力）2.合适的混合气浓度（空燃比）3.准确的点火时间及足够的点火能量1.小组讨论：发动机工作的三个基本要素是什么？2.完成工作页相关内容。2点火电路高压点火产生过程及原理小组讨论：初级电路及次级电路的分界点，及如何判定点火电路发生在初级或次级电路？3电控点火系统常见

7、点火方式（电路讲解）1.分电器式2.双缸同时点火3.独立点火完成工作页相关内容4双缸点火系统点火工作过程对照电路图，在讲台独立讲解点火过程。5双缸点火系统点火故障判断过程（示范）1.火花塞试火及观测2.点火高压线是否乱缸检查3.点火线圈检测4.曲轴位置传感器/凸轮轴位置传感器的检测5.1.模仿完成点火故障判断2.完成相关工作页课后小记: 标题: 1.3燃油供给系统的检修教学目标与要求：1、熟悉电控发动机的燃油供给系各主要部件的名称和位置2、能诊断发动机无油压的故障原因 3、会读常见车型油泵控制电路图 4、能对燃油供给系各部件进行修理授课时数：8课时（2次）教学重点：能诊断发动机无法起动的故障原

8、因、能诊断并修理发动机无点火故障教学内容及过程:教师活动学生活动1.燃油供给系的工作原理1各部件作用、工作原理、位置2.常见损坏现象1.完成工作页相关内容。21.燃油压力传感器的作用；2.油泵、压力调节器的故障分析油压检测31.燃油泵电路分析2.电路检测的逻辑思路设计小组讨论：1.油泵电路诊断分析树状图2.继电器的判断4设置故障完成4GB1、465试验台模拟故障诊断课后小记: 标题: 1.4五菱荣光轿车无法起动故障检修教学目标与要求：1、能诊断发动机无法起动的故障原因2、能在实车上找到各传感器、执行器、保险、继电器的位置 3、会读常见车型电路图授课时数：12课时（3次）教学重点：能诊断发动机无

9、法起动的故障原因、能诊断并修理发动机无点火故障教学内容及过程:教师活动学生活动1.燃油供给系的工作原理1保险2.继电器3.搭铁线4.油泵模拟损坏1.完成工作。2点火控制电路的故障1.保险；2.曲轴位置传感器 1.完成工作。课后小记: 标题: 课题3：发动机加速不良故障的检修教学目标与要求：1、能分析出发动机加速不良的故障原因 2、能设计诊断发动机加速不良故障的诊断流程3、能通过专业设备查询实车上的各传感器、执行器、保险、继电器的位置 4、具备分析问题解决问题的方法能力 5、培养学生的团队协作能力 6、培养学生遵守安全规程、规范操作的专业素养授课时数：4课时教学重点：能分析并总结发动机无法起动的

10、故障原因总教学内容及过程:教学内容教师活动学生活动1.课程导入课程导入1加速不良的概念2.复习发动机工作的三个基本要素3.前两个课题“发动机无法起动”、“发动机怠速不稳”的故障原因。回答老师提问2. 新知识引入1.点火提前角的概念2.各功率空燃比和经济空燃比概念3.进排气导致发动机功率下降的原因1.完成工作页相关问答。3加速不良故障原因的总结1.提出任务，小组讨论并总结发动机加速不良的详细原因有哪些？2.对各组的结论进行总结。1.完成故障原因的脑图2.阐述本小组的脑图总结，并对其他组的进行答辩。4.加速不良故障的诊断过程设计1.对前面两个课题诊断过程的分析及该诊断任务的提示。2.讲解、演示如何

11、使用设备进行车辆维修信息的查询。1.实操：模仿老师的操作进行信息查询操作。2.完成工作页的诊断流程设计。课后小记: 标题:进气系统的结构与原理教学目标与要求：1、能够识别进气系统各元件的位置 2、能够检测进气系统的各个传感器授课时数：6课时教学重点：各传感器、执行器的工作原理教学内容及过程:一、进气系统的组成二、进气温度传感器1、结构与作用2、控制电路三、 空气流量计1、种类：体积流量型：翼片式/量芯式/卡门涡流式需要有进气温度传感器进行补偿修正质量流量型：热线式/热膜式不需进气温度传感器目前最常见的形式是热线式/热膜式热线式：三菱、尼桑、福特等车型热膜式：以大众车型为代表端子数：一般为6端，

12、特殊的有3端的形式2、热线式原理： 热线式流量计接线端子图：有A、B、C、D、E、F六个端子。端子作用： A：可变电阻器 B：输出电压 C：接地 D：搭铁 E：蓄电池电压（12V） F：自洁信号3、检测方法： （1）车下测量：将12V电压加于D、E间，测B、D间电压值为1.6+0.5V（或11.5V），同时给传感器吹气，B、D间电压值应上升24V。（2）车上测量： 插好插座，点火开关置ON档。不起动发动机，B、D间电压值应为24V。 起动后，B、D间电压值应为11.5V。（3）测自洁信号：在水温60、发动机在1500r/min，熄火瞬间：测量F与D之间的电压：应先下降为0，5秒内跃升，1秒后再

13、下降为0四、进气压力传感器（MAP）1、种类：半导体压敏电阻式/电容式/表面弹性波式/可变电感式常见的有半导体压敏电阻式,由压敏应变电阻惠斯通电桥和放大电路组成。端子数：3（VC、VO、GND/VC、PIM、E2），意义：电源供电、信号输出、接地注意：桑塔纳AFE电控发动机的压力传感器与温度传感器制造在同一器件上3VC；4VS；1E1；2THA。2、工作原理：利用半导体压敏电阻（桥）在压力下的应变引起电阻值变化。3、检测方法：一般测量步骤步骤内容拔下传感器插头后，测量接线端子的电压值，以此判断传感器供电和接地是否正常；启动发动机运行后，使节气门在不同开度，测量MAP传感器的输出电压变化用真空泵

14、模拟真空条件给传感器抽气，传感器输出电压值应与气压成正比。检测数据：VC与E2之间电压：4.85.1V，供电电压基本不变。PIM与E之间电压：真空度高时：1.52.1V （压力低即真空度高时）真空度低时：3.94.8V（压力高即真空度低时）输出信号电压随着进气管压力在0-电源电压间呈增函数变化。五、节气门位置传感器（TPS）1、种类：a.开关式/b.线形输出式（综合式）可变电阻式常见类型有后两种2、工作原理：a.开关式，PSW、TL或E、IDL、Accb.综合式电位计的串联分压原理具体结构、端子数4、3（VC、VTA、IDL、E2），3端型少一IDL端子。3、检测方法：一般测量步骤：步骤测量接

15、线端子的电压值，以此判断传感器供电和接地是否正常；在通电情况下转动节气门，并测量传感器VTA、IDL输出电压，判定判定传感器的好坏。拔下传感器插头后，测量传感器的电阻值。判定传感器的好坏。检测数据： 注测该传感器的电阻值提倡用指针式万用表欧姆10或者100档。VC-E2的电阻值：5千欧姆左右（电阻值恒定不变）VTA-E2的电阻值：几十欧姆-5千欧姆（电阻值随节气门开度连续增大）IDL-E2的电阻值：节气门全关：0或者几十欧姆；节气门打开：无穷大VC-E2的电压值：5伏特左右（供电电压恒定不变）VTA-E2的电压值：0.1-5伏特（输出电压随节气门开度连续增大）IDL-E2的电压值：节气门全关：

16、接近5伏特；节气门打开：迅速降为0伏特。六.怠速控制装置（怠速空气调整器）1.种类：怠速空气阀（机械式）：包括双金属片式和石蜡式怠速控制阀（ISCV电子式）；按进气途径分为旁通气道型和气门直动型。旁通气道型包括旋转滑阀、步进电机、比例电磁阀（平动电磁阀）大部分电控发动机气门直动型包括一个控制节气门微开的直流减速电动机桑塔纳2000GSi2.工作原理与检测石蜡式：水温低时，弹簧力作用将阀门打开，空气经怠速通道可以流入燃烧室。ECU同时控制喷油器多喷油，实现.快怠速暖机。暖机结束后，水温已升高，石蜡融化，膨胀克服弹簧的作用将阀口逐渐关闭。怠速进气由怠速调整螺钉所在通道进入燃烧室，满足正常怠速的进气

17、需要。局限性：只能实现.快怠速暖机功能。检修：观察阀门在水温高时能否关闭，水温低时能否打开。旋转滑阀式：ECU用占空比信号控制旋转滑阀偏转在不同开度，实现了怠速进气通道面积的可调。检测：测量内部2组线圈的电阻值，每组线圈值的电阻值为1015，以证明是否存在短路。发动机在怠速过程中，测量1、3端是否有脉冲，可打开空调进一步测试，若无，说明线路存在短路、断路或ECU故障。步进电机式：ECU交替的给各组线圈依次通电（输送脉冲），控制步进电机的正反转，丝杠机构将电机的圆周运动转化为直线运动，实现阀口的不同开度。检测：测线圈电阻，应为1520欧姆动作检查，用蓄电池模拟步进电机的工作状态。给各组线圈依次通

18、电，电机应能实现正转或反转。熄火检查：熄火瞬间，听步进电机能运转片刻（阀口在熄火后开至最大位置）。比例电磁阀：ECU控制了通过电磁阀线圈的电流，从而可以控制线圈产生的电磁力。磁场力与阀门弹簧力平衡时，阀口位置处于稳定状态。电磁力大，阀口开度大，电磁力小或者消失，阀门在弹簧回复力的作用下关闭。比例电磁阀（平动电磁阀）气门直动式工作特征：没有怠速旁通气道，怠速进气依靠节气门打开微小开度实现。节气门的微开由一个直流电动机通过减速齿轮带动。微开度受电机控制。作业：57页1、2、3课后小记:标题: 实验传感器、执行器的检测教学目标与要求：1、熟悉电控发动机各传感器、执行器的工作原理 2、掌握电控发动机各

19、传感器、执行器的检测方法 授课时数：10课时教学重点：电控发动机各传感器、执行器的检测方法教学内容及过程:一、翼板式空气流量计的检测1、静态检测 Vc. Vs . Foc . THA与E1的电阻2、动态随车检测 Vc.Vs电压一、进气歧管绝对压力传感器的检测1、静态检测2、动态检测二、节气门位置传感器的检测1、静态检测IDL.Vc.VTA与E1的电阻三、氧传感器的检测1、动态检测电压的变化四、水温传感器的检测1、动态检测电阻负温度系数五、喷油器的检测1、静态测量电阻14欧姆3、检测喷油器喷雾质量的好坏4、各缸喷油器的喷油量均衡的测试（讲解）5、清洗喷油器六、燃油系统的检测1、系统油压的检测（1

20、）零流量压力（讲解）（2）检测电控发动机工作压力2、油压与真空度的对应关系绘制“油压气压”对应曲线3、油压与转速及节气门开度的关系绘制“油压转速”对应曲线作业:实验报告课后小记: 标题:燃油供给系统的结构与原理教学目标与要求：1、能够识别燃油供给系统各元件的位置2、能够检测进气系统的各个传感器3、掌握燃油供给系的工作原理授课时数：6课时教学重点：各传感器的工作原理一、燃油供给系的组成见15页表121二、燃油滤清器1、作用2、位置3、结构特点及使用注意事项三、电动汽油泵（燃油泵）1.作用：为整个供油系统提供喷射需要的高压燃油，建立供油压力。2.位置：绝大数安装在燃油箱内（内置燃油泵），极少数安装

21、在油箱外（外置燃油泵）。3.工作原理：直流电动机带动叶轮旋转，将燃油从燃油箱中吸入，加压，然后输送到燃油管路中。单向阀防止熄火后燃油回流。卸压阀在管路发生堵塞压力升高时开启，使燃油在油泵内部循环，避免了高压对管路的损坏。4.检测：a线圈电阻：23欧姆b泵油量：大于1升/40秒c测系统油压：油压不能小于250千帕，夹持回油管，油压应大于350千帕。5.油泵常见故障故障类型引起的故障现象排除方法电机出现故障无电机运转时的嗡嗡声，无油压更换油泵总成油泵内部堵塞噪音大，运转时有卡滞现象清洗或更换总成滤网堵塞油压偏低清洗或更换滤网卸压阀过早开启油压低更换油泵总成单向阀失去止回作用熄火后，油压迅速降低对工

22、作无影响6.电动汽油泵控制电路四、燃油压力调节器1位置2作用3工作原理五、燃油压力脉动阻尼器1位置2作用3工作原理六、高压油轨1作用及原理七、电控喷油器1.作用：在ECU的控制下将燃油喷入进气管或燃烧室内，实现燃油与空气的良好混合。2.安装位置：进气歧管（缸外喷）或燃烧室（缸内喷）3.工作原理：在ECU的控制下，电流在喷油器线圈内产生磁场，磁力克服弹簧力吸开喷油阀，高压燃油从喷口高速喷出，与空气混合。4.检测：线圈电阻值电阻值：高阻（1216欧姆），低阻（34欧姆）喷油器的供电：喷油量：喷油器阀口的密封情况：5.常见故障类型故障类型故障现象排除方法喷油嘴，油道堵塞喷油不畅，雾化不良清洗，无效后

23、更换总成电磁线圈断路、短路喷油器不工作更换总成阀口关闭不严阀口有滴漏现象清洗，无效后更换总成八、冷启动喷油器的内容与喷油器相似不同点：电阻值大约为25。作业:实验报告30页1、2、4课后小记:标题:发动机电子控制系统的结构与原理教学目标与要求：1、了解电子控制系统的结构2、掌握发动机电子控制系统的工作原理3、了解发动机电子控制系统的检测方法授课时数：10课时教学重点：电子控制系统的工作原理教学内容及过程: 1电子控制系统初步认识一、电子控制系统的组成二、传感器基准信号修正信号反馈信号燃油喷射控制（燃油量控制、喷油正时控制）的各传感器信号点火控制（点火提前角控制、点火闭合角控制）的各传感器信号三

24、、开关信号1、STA启动信号2、NSW空档信号3、A/C空调信号四、闭环控制与开环控制1、电控发动机常见闭环控制种类2、氧传感器的闭环控制过程及原理3、氧传感器的结构与工作原理4、氧传感器闭环工作的必要条件（见97页）5、氧传感器的检测方法 2燃油喷射控制一、汽油发动机可燃混合气的要求空燃比对发动机的影响1）空燃比的概念实际空燃比理论空燃比2）空燃比对发动机动力性和经济性的影响发动机对混合气的要求1）怠速很浓 混合气中废气比例较高2）小负荷逐渐稀 废气比例减小3）中负荷较稀 最佳经济性4）大负荷浓 功率空燃比5）冷启动极浓 2：1 6）暖车逐渐稀7）加速加浓二、喷油量的控制1、点火开关接通2、

25、发动机启动氧传感器无信号T决定于THW3、暖机无信号 T决定于THW4、怠速可能有、但可能不问T决定于THW5、中负荷有T=Tp(S实现既定空然比的喷射时间)*Fc（修正系数）+Tu发动机温度修正、加减速修正、理论空然比反馈修正、学习控制修正、大负荷修正6、急加速有、不问（异步喷射）7、减速有、不问8、全负荷有、不问9、点火开关关闭三、发动机的各种断油控制1.减速断油2.限速断油（含限转速/车速）3.启动防溢断油（节气门全开启动）4.个别缸不工作断油 3点火控制一、点火系的发展过程1、有触点式2、半导体辅助式3、普通电子点火系4、双缸同时点火5、独立点火二、发动机对点火系的要求及点火波形分析（

26、一)、能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压8-10KV、启动17KV、现代已可以达28KV（二）、火花应具有足够的能量（三）、点火时刻必须适应发动机工作情况点火过迟，功率下降、热损失大、发动机过热、油耗大点火过早，功率下降、油耗增加、爆燃 1、发动机转速 2、负荷随负荷增大而减小 3、辛烷值 4、空燃比11.7左右速度最快 5、进气压力压力低、空气稀薄、增大提前角 6、冷却水温水温低，暖机加大提前角，水温高、减少NOx、HC适当减小提前角三、ECU对点火提前角的控制1、日产ECCS系统 平常行驶：实际点火提前角基本点火提前角水温修正系数 怠速、减速：根据车速减小点火提前角。水温低于50、车速低于

27、8、转速高于1200，点火提前角保持10度。 启动：水温0度以上，点火提前角16度。水温0度以下，增加提前角。2、丰田TCCS系统实际点火提前角原始设定点火提前角基本点火提前角修正提前角4怠速控制一.怠速的定义发动机在无负荷（对外无功率输出）情况下的稳定运转状况。二.ECU控制怠速的过程实质是对怠速时进气量和喷油量的控制1.实现发动机启动后的快速暖机过程（快怠速控制）2.在负荷改变的情况下自动维持怠速在目标转速下稳定旋转三.种类旁通气道式和气门直动式1.旁通气道式有5种具体的结构机械式：双金属片和石蜡式空气阀电子式：比例电磁阀，旋转电磁阀，步进电机2. 气门直动式均为电子式，一般由直流电机和减

28、速机构组成四.怠速的控制过程1、启动初始位置的确定2、启动修正控制3、暖机控制（50度70度）4、反馈控制5、负荷变化的预控制6、电器负载增多时的控制7、减速时的修正控制8、起步时的修正控制9、学习控制五.常见故障现象1、游车2、怠速抖动3、怠速过高4、怠速过低或无怠速 5排放控制一、有害气体的种类来源：排气、汽油蒸发、曲轴箱窜气CO、HC、NOx二、有害气体的生成机理1、CO不完全燃烧、2、HC缺氧、燃油泄漏、缸壁淬冷3、NOX燃烧温度过高三、影响因素1、空燃比CO的排放决定与空然比、HC在17以内下降，大于17混合气稀薄、火焰不完全传播、HC大增15.5-16的混合气，NOx浓度最高2、点火时刻推迟点火，HC的排放将减少，但牺牲了燃油经济行点火对CO影响不大无论任何转速下，加大点火提前角NOx浓度增加四、排气净化措施 （一）、发动机的改进 （二）、排气净化措施1、二次空气供给装置