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私立华联学院:《汽车电控技术》课程教学资源(电子教案)第2章 电控发动机进气系统

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汽车电控技术精品课程电子教案 章节号:第二章第1节 课题名称:电控发动机进气系统的结构组成 课时安排:4学时 教学方式:课堂讲授 教学过程: 1、了解进气的结构组成: 学习目标 2、了解进气系统的工作原理及作用: 3、掌握发动进气系统控制方式及原理。 1、了解进气的结构组成: 2、掌握空气流量的信号对喷油和点火的控制: 知识要点 3、空气流量的两种检测方法: 4、进气系统各传感器的认识。 1、空气流量信号的作用及功能: ★重点分析 2、空气流量计和进气歧管绝对压力传感器的作用。 1、进气系统的组成 进气系统主要由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管、进气室、进气歧管、怠速控制阀 及各种传感器、配线、控制气室和真空软管等组成。由于发动机进气的周期性,很多车上还设有进 气谐波控制装置。 2、进气系统的作用 进气系统的主要功能是测量和控制发动机不同工况下所需要得空气量。必须考虑诚低系统的空气 教学内容 阻力:滤清空气,防止划伤气缸及活塞等零件:测量进气温度和气压高低:参与废气再循环系统(EGR 的工作,减低有害废气的排放:有时还要保证一定的进气温度以改善燃油的蒸发性和发动机性能。 3、进气系统的类型 根据测量空气流量的方式不同,进气系统可分为质量流量式进气系统(用于L型F1系统、速 度密度式进气系统(用于D型EFI系统)和节流速度式进气系统三种。 3.1、质量流量式讲系统 该进气系统利用空气流量计直接测量吸入的空气量,通常用测得的空气流量与发动机转速的比值 作为计算喷油量的标准

汽车电控技术精品课程电子教案 章节号:第二章第 1 节 课题名称:电控发动机进气系统的结构组成 课时安排:4 学时 教学方式:课堂讲授 教学过程: 学习目标 1、了解进气的结构组成; 2、了解进气系统的工作原理及作用; 3、掌握发动机进气系统控制方式及原理。 知识要点 1、了解进气的结构组成; 2、掌握空气流量的信号对喷油和点火的控制; 3、空气流量的两种检测方法; 4、进气系统各传感器的认识。 ★ 重点分析 1、空气流量信号的作用及功能; 2、空气流量计和进气歧管绝对压力传感器的作用。 教学内容 1、进气系统的组成 进气系统主要由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气管、进气室、进气歧管、怠速控制阀 及各种传感器、配线、控制气室和真空软管等组成。由于发动机进气的周期性, 很多车上还设有进 气谐波控制装置。 2、进气系统的作用 进气系统的主要功能是测量和控制发动机不同工况下所需要得空气量。必须考虑减低系统的空气 阻力;滤清空气,防止划伤气缸及活塞等零件;测量进气温度和气压高低;参与废气再循环系统(EGR) 的工作,减低有害废气的排放;有时还要保证一定的进气温度以改善燃油的蒸发性和发动机性能。 3、进气系统的类型 根据测量空气流量的方式不同,进气系统可分为质量流量式进气系统(用于 L 型 EFI 系统)、速 度密度式进气系统(用于 D 型 EFI 系统)和节流速度式进气系统三种。 3.1、质量流量式进气系统 该进气系统利用空气流量计直接测量吸入的空气量,通常用测得的空气流量与发动机转速的比值 作为计算喷油量的标准

3.2、速度密度式进气系统 速度密度式进气系统是利用进气歧管绝对压力传感器测得进气歧管中的绝对压力,然后根据绝对 压力值和发动机转速来推算出每一循环发动机吸入的空气量。 4、进气系统主要零部件的结构 包括:空气滤清器、空气流量计、进气歧管压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、 节气门体、进气歧管等。 1、L型控制系统发动机空气流量信号与大气压力的关系? 思考与练习 2、带涡轮增压的发动机系统可以使用空气流量计? 补充材料 各注: 章节号:第二章第2节 课题名称:空气流量计结构与原理 课时安排:5学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 1、了解空气流量计的布置方式: 学习目标 2、了解空气流量计的类型: 3、掌握空气流量计的工作原理。 1、空气流量计的安装方式及结构布置: 2、叶片式空气流量计的工作原理: 知识要点 3、热线式(热膜式)空气流量计的工作原理: 4、卡门涡流式空气流量计的工作原理: 5、空气传感器的检测与排除。 1、热线式(热膜式)空气流量计的工作原理: ★重点分析 2、空气传感器的检测及故障分析。 教学内容 1、空气流量计的位置及作用 空气流量计安装在空气滤清器和节气门之间,用来测量进入汽缸内空气量的多少,然后,将进气

3.2、速度密度式进气系统 速度密度式进气系统是利用进气歧管绝对压力传感器测得进气歧管中的绝对压力,然后根据绝对 压力值和发动机转速来推算出每一循环发动机吸入的空气量。 4、进气系统主要零部件的结构 包括:空气滤清器、空气流量计、进气歧管压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、 节气门体、进气歧管等。 思考与练习 1、L 型控制系统发动机空气流量信号与大气压力的关系? 2、带涡轮增压的发动机系统可以使用空气流量计? 补充材料 备注: 章节号:第二章第 2 节 课题名称: 空气流量计结构与原理 课时安排:5 学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 学习目标 1、了解空气流量计的布置方式; 2、了解空气流量计的类型; 3、掌握空气流量计的工作原理。 知识要点 1、空气流量计的安装方式及结构布置; 2、叶片式空气流量计的工作原理; 3、热线式(热膜式)空气流量计的工作原理; 4、卡门涡流式空气流量计的工作原理; 5、空气传感器的检测与排除。 ★ 重点分析 1、热线式(热膜式)空气流量计的工作原理; 2、空气传感器的检测及故障分析。 教学内容 1、空气流量计的位置及作用 空气流量计安装在空气滤清器和节气门之间,用来测量进入汽缸内空气量的多少,然后,将进气

量信号转换成电气信号输入电控单元,由电控单元计算出喷油量,控制喷油器向节气门室(进气管) 喷入与进气量成最佳比例的燃油。 2、空气流量计的类型 分为:叶片式空气流量计、热线式(热模)空气流量计、卡门漩涡式空气流量计三种 3、叶片式空气流量计结构原理 翼板式空气流量计有一块翼板(翼片)挡住进气道,翼板连着一个电位计。发动机工作时,空气 推开翼板进入发动机内,进气量越大,翼板转动的角度越大,则电位计输出到CU的电压信号就越 大。翼板式空气流量计进气阻力大,灵敏度较差,需要安装海拔高度补偿计和进气温度传感器。 电位计由ECU提供5V的稳压电源,由V:端子输入。经过电位计上可变电阻的损耗,输出的电压 放映了翼板的开度,也即进气量的多少。 4、热线式(热模)空气流量计结构原理 工作原理:给取样管中的热丝通电,其与空气的温度差保持在100℃,空气流经热丝时,会带走 其热量,进气量越多,被带走的热量也越多,热丝的电阻减少,为恢复电桥平衡,CU将提高电路的 电压降。这样就可以通过电压的变化反映进入的空气量。常见的可分为主流测量方式和旁通测量方 式两种。 热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品,由于热线在使用过程中容易折断而导致传感 器报废,因此采用在氧化铝陶瓷基片上印刷制成铂膜电阻,提高了工作可靠性。但因其表面有一层 绝缘保护膜,灵敏度较差。其工作原理和结构与热线式基本相同。 5、卡门漩涡式空气流量计结构原理 卡门旋涡空气流量计就是利用卡门旋涡的原理设计的。它主要有一个设置在空气通道中央的锥体 状涡流发生器,空气经过后会在后面产生空气旋涡,旋涡的数目和空气的流速成正比。然后通过检 测装置检测旋涡的频率,就能计算空气的流速,进而计算得到空气流量。其输出信号时与涡旋频率 对应的脉冲数字信号,其响应速度是几种流量计中最快的一种,几乎能同步反映空气流速的变化。 且测量精度高,进气阻力小,可靠性好等优点。还需要对气温和气压进行测量修正。 根据旋涡检测方式的不同,旋涡式空气流量计可分为超声波检测式和反光镜检测式。以超声波为 例进行介绍。涡流发生体产生旋涡,超声波发生器发出一定频率的超声波,当超声波通过旋涡区时, 由于受旋涡的影响,部分超声波发生相位变化,导致接收器产生相应的变化的电信号,利用放大器 使之形成矩形波传给ECU。 6、各种空气流量计的检测与维修 实训指导:一般故障原因,检测维修步骤,检测维修注意事项,简易数据测量 思考与练习 1、热线式空气流量计数字信号与模拟信号的区别?

量信号转换成电气信号输入电控单元,由电控单元计算出喷油量,控制喷油器向节气门室(进气管) 喷入与进气量成最佳比例的燃油。 2、空气流量计的类型 分为:叶片式空气流量计、热线式(热模)空气流量计、卡门漩涡式空气流量计三种。 3、叶片式空气流量计结构原理 翼板式空气流量计有一块翼板(翼片)挡住进气道,翼板连着一个电位计。发动机工作时,空气 推开翼板进入发动机内,进气量越大,翼板转动的角度越大,则电位计输出到 ECU 的电压信号就越 大。翼板式空气流量计进气阻力大,灵敏度较差,需要安装海拔高度补偿计和进气温度传感器。 电位计由 ECU 提供 5V 的稳压电源,由 VC 端子输入。经过电位计上可变电阻的损耗,输出的电压 放映了翼板的开度,也即进气量的多少。 4、热线式(热模)空气流量计结构原理 工作原理:给取样管中的热丝通电,其与空气的温度差保持在 100℃,空气流经热丝时,会带走 其热量,进气量越多,被带走的热量也越多,热丝的电阻减少,为恢复电桥平衡,ECU 将提高电路的 电压降。这样就可以通过电压的变化反映进入的空气量。常见的可分为主流测量方式和旁通测量方 式两种。 热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品,由于热线在使用过程中容易折断而导致传感 器报废,因此采用在氧化铝陶瓷基片上印刷制成铂膜电阻,提高了工作可靠性。但因其表面有一层 绝缘保护膜,灵敏度较差。其工作原理和结构与热线式基本相同。 5、卡门漩涡式空气流量计结构原理 卡门旋涡空气流量计就是利用卡门旋涡的原理设计的。它主要有一个设置在空气通道中央的锥体 状涡流发生器,空气经过后会在后面产生空气旋涡,旋涡的数目和空气的流速成正比。然后通过检 测装置检测旋涡的频率,就能计算空气的流速,进而计算得到空气流量。其输出信号时与涡旋频率 对应的脉冲数字信号,其响应速度是几种流量计中最快的一种,几乎能同步反映空气流速的变化。, 且测量精度高,进气阻力小,可靠性好等优点。还需要对气温和气压进行测量修正。 根据旋涡检测方式的不同,旋涡式空气流量计可分为超声波检测式和反光镜检测式。以超声波为 例进行介绍。涡流发生体产生旋涡,超声波发生器发出一定频率的超声波,当超声波通过旋涡区时, 由于受旋涡的影响,部分超声波发生相位变化,导致接收器产生相应的变化的电信号,利用放大器 使之形成矩形波传给 ECU。 6、各种空气流量计的检测与维修 实训指导:一般故障原因,检测维修步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 思考与练习 1、热线式空气流量计数字信号与模拟信号的区别?

2、数字信号的工作电压是多少? 补充材料 备注: 章节号:第二章第3节 课题名称:进气压力传感器结构与原理 课时安排:4学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 1、了解进气压力传感器结构分类: 学习目标 2、掌提进气压力传感器的工作原理 1、进气压力传感器的安装位置: 2、进气压力传感器的应用: 知识要点 3、压力传感器的检测与维修: 4、压力传感器的故障诊断和故障现象。 1、进气压力传感器的检测与维修: ★重点分析 2、压力传感器的工作电压信号 1、进气压力传感器的结构原理 空气由各种气体分子组成,单位体积内气体分子数目越多,气体的压力越大:反之,可通过测量 气压的方式来检测相应的空气数量。进气压力传感器就是利用这个原理来间接测量进气歧管内气压 的高低来反映进入的空气数量。应用:广泛,丰田、通用、克莱斯勒公司生产的很多款汽车,国内 上海大众桑塔纳2000GL1型轿车,切诺基,广州本田,别克等。 教学内容 进气压力传感器结构较为简单,体积小,抗震性好,工作可靠,价格低等优点得到广泛运用。其 本身具有压力修正,无需海拔高度传感器,但需要温度传感器。安装位置有的在发动机舱内,有的 在进气管上,有的在发动机ECU内(ADIA6)。常用的有真空膜盒式,压敏电阻式等。 2、真空膜盒式进气歧管压力传感器的结构 该传感器由真空膜盒(两个)人、随若膜盒膨胀和收缩可左右移动的铁心、与铁心联动的差动变压 器以及在大气压力差作用下可在膜盒工作区间进行功率挡与经济挡转换的膜片构成,传感器被膜片 分为左右两个气室

2、数字信号的工作电压是多少? 补充材料 备注: 章节号:第二章第 3 节 课题名称: 进气压力传感器结构与原理 课时安排:4 学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 学习目标 1、了解进气压力传感器结构分类; 2、掌握进气压力传感器的工作原理。 知识要点 1、进气压力传感器的安装位置; 2、进气压力传感器的应用; 3、压力传感器的检测与维修; 4、压力传感器的故障诊断和故障现象。 ★ 重点分析 1、进气压力传感器的检测与维修; 2、压力传感器的工作电压信号。 教学内容 1、进气压力传感器的结构原理 空气由各种气体分子组成,单位体积内气体分子数目越多,气体的压力越大;反之,可通过测量 气压的方式来检测相应的空气数量。进气压力传感器就是利用这个原理来间接测量进气岐管内气压 的高低来反映进入的空气数量。应用:广泛,丰田、通用、克莱斯勒公司生产的很多款汽车,国内 上海大众桑塔纳 2000GLi 型轿车,切诺基,广州本田,别克等。 进气压力传感器结构较为简单,体积小,抗震性好,工作可靠,价格低等优点得到广泛运用。其 本身具有压力修正,无需海拔高度传感器,但需要温度传感器。 安装位置有的在发动机舱内,有的 在进气管上,有的在发动机 ECU 内(AUDIA6)。常用的有真空膜盒式,压敏电阻式等。 2、真空膜盒式进气歧管压力传感器的结构 该传感器由真空膜盒(两个)、随着膜盒膨胀和收缩可左右移动的铁心、与铁心联动的差动变压 器以及在大气压力差作用下可在膜盒工作区间进行功率挡与经济挡转换的膜片构成,传感器被膜片 分为左右两个气室

3、半导体式进气歧管压力传感器的结构 它由半导体压力转换元件(硅片)与过滤器组成。该传感器的主要元件是一片很薄的硅片,硅片 底面粘接了一块硼硅酸玻璃片,使硅膜片中部形成一个真空窗以传感压力,硅片中的四个电阻连接 成惠斯通电桥形式,最终产生信号电压输出。 4、压力传感器的检测与维修 实验:一般故障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 1、应用在发动机上的压力传感器有哪些? 思考与练习 2、进气歧管压力传感器有什么作用? 补充材料 备注: 章节号:第二章第4节 课题名称:节气门和节气门位置传感器结构与原理 课时安排:5学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 1、了解节气门位置传感器的结构与布置 学习目标 ?、掌握工作原理检测方法: 3、熟悉智能电控节气门的工作原理。 1、节气门位置传感器的安装位置: 知识要点 2、节气门位置传感器的工作原理及工作电压: 3、节气门位置传感的安装及调整方法。 1、节气门位置传感器的工作原理: ★重点分析 2、节气门位置传感器的检测与调整 1、节气门体 节气门体是进气系统中一个重要的部件,由节气门及旁通气道、节气门位置传感器、怠速控制装 置等组成,有些车型还有节气门回位缓冲器、辅助空气阀等装置。为防止寒冷地区节气门转动部位 教学内容 结冰,节气门体的外围还设有发动机冷却液通过来加热节气门体。 2、节气门位置传感器 节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵,以改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转。节气门

3、半导体式进气歧管压力传感器的结构 它由半导体压力转换元件(硅片)与过滤器组成。该传感器的主要元件是一片很薄的硅片,硅片 底面粘接了一块硼硅酸玻璃片,使硅膜片中部形成一个真空窗以传感压力,硅片中的四个电阻连接 成惠斯通电桥形式,最终产生信号电压输出。 4、压力传感器的检测与维修 实验:一般故障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 思考与练习 1、应用在发动机上的压力传感器有哪些? 2、进气歧管压力传感器有什么作用? 补充材料 备注: 章节号:第二章第 4 节 课题名称:节气门和节气门位置传感器结构与原理 课时安排:5 学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 学习目标 1、了解节气门位置传感器的结构与布置; 2、掌握工作原理检测方法; 3、熟悉智能电控节气门的工作原理。 知识要点 1、节气门位置传感器的安装位置; 2、节气门位置传感器的工作原理及工作电压; 3、节气门位置传感的安装及调整方法。 ★ 重点分析 1、节气门位置传感器的工作原理; 2、节气门位置传感器的检测与调整。 教学内容 1、 节气门体 节气门体是进气系统中一个重要的部件,由节气门及旁通气道、节气门位置传感器、怠速控制装 置等组成,有些车型还有节气门回位缓冲器、辅助空气阀等装置。为防止寒冷地区节气门转动部位 结冰,节气门体的外围还设有发动机冷却液通过来加热节气门体。 2、 节气门位置传感器 节气门由驾驶员通过加速踏板来操纵,以改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转。节气门

位置传感器用来检测节气门的开度,并把它转变为电信号传给E©,作为ECU判断发动机运转工况和 决定喷油量的主要依据。常用的有开关型、线型可变电阻型、霍尔效应式等。 3、开关式节气门开度传感器结构原理 该传感器由安装在节气门体上并与节气门轴联动的凸轮、可检测出怠速位置的怠速触点、可检测 出全开位置的全开触点(也叫功率触点)以及沿导向凸轮沟槽移动的可动触点等构成。 4、线性式节气门开度传感器结构原理 传感器有两个同节气门联动的可动电刷触点,一个触点可在位于基板上的电阻体上滑动,利用电 阻值的变化,测量与节气门开度相对应的线性输出电压,根据输出的电压值,可知道节气门的开度。 5、节气位置传感器的检测与维修 实验:一般故障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 1、为什么柴油发动机没有节气门位置传感器: 思考与练习 2、节气门位置传感器失效故障现象 补充材料 备注 章节号:第二章第5节 课题名称:进气温度传感器结构与原理 课时安排:3学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 1、了解进气温度温度传感器的结构及布置: 学习目标 2、掌握进气温度传感器的工作原理及检测方法。 1、·进气温度传感器的安装位置: 知识要点 2、进气温度传感器的工作原理: 3、进气温度传感器的检测方法 ★重点分析 1、进气温度传感器的检测方法。 1、进气温度传感器的作用 教学内容 进气温度传感器用来检测进气温度,因为空气的密度和其温度有很大的关系,故需要利用该信号 来进行修正(以20℃为基准进行修正)。它和冷却液温度传感器具有相同的工作原理和特性

位置传感器用来检测节气门的开度,并把它转变为电信号传给 ECU,作为 ECU 判断发动机运转工况和 决定喷油量的主要依据。常用的有开关型、线型可变电阻型、霍尔效应式等。 3、 开关式节气门开度传感器结构原理 该传感器由安装在节气门体上并与节气门轴联动的凸轮、可检测出怠速位置的怠速触点、可检测 出全开位置的全开触点(也叫功率触点)以及沿导向凸轮沟槽移动的可动触点等构成。 4、 线性式节气门开度传感器结构原理 传感器有两个同节气门联动的可动电刷触点,一个触点可在位于基板上的电阻体上滑动,利用电 阻值的变化,测量与节气门开度相对应的线性输出电压,根据输出的电压值,可知道节气门的开度。 5、 节气位置传感器的检测与维修 实验:一般故障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 思考与练习 1、为什么柴油发动机没有节气门位置传感器; 2、节气门位置传感器失效故障现象 补充材料 备注: 章节号:第二章第 5 节 课题名称: 进气温度传感器结构与原理 课时安排:3 学时 教学方式:课堂讲授、实验 教学过程: 学习目标 1、了解进气温度温度传感器的结构及布置; 2、掌握进气温度传感器的工作原理及检测方法。 知识要点 1、.进气温度传感器的安装位置; 2、进气温度传感器的工作原理; 3、进气温度传感器的检测方法。 ★ 重点分析 1、进气温度传感器的检测方法。 教学内容 1、进气温度传感器的作用 进气温度传感器用来检测进气温度,因为空气的密度和其温度有很大的关系,故需要利用该信号 来进行修正(以 20℃为基准进行修正)。它和冷却液温度传感器具有相同的工作原理和特性

2、进气温度传感器的结构原理 负温度系数的热敏电阻,它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻 (NTC电阻)构成,利用电阻值的变化来检测进气温度。进气温度越低电阻值越大,冷却液温度越 高电阻值越小。将该传感器的信号输入到ECU,就可以根据进气温度进行喷油量和点火的控制 3、进气温度传感器的检测与维修 实验:一般放障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 1、进气温度传感器的控制过程 思考与练习 2、进气温度传感器的安装位置。 补充材料 备注:

2、进气温度传感器的结构原理 负温度系数的热敏电阻,它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻 (NTC 电阻)构成,利用电阻值的变化来检测进气温度。进气温度越低电阻值越大,冷却液温度越 高电阻值越小。将该传感器的信号输入到 ECU,就可以根据进气温度进行喷油量和点火的控制。 3、进气温度传感器的检测与维修 实验:一般故障原因,传感器检测步骤,检测维修注意事项,简易数据测量。 思考与练习 1、进气温度传感器的控制过程; 2、进气温度传感器的安装位置。 补充材料 备注:

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