电控发动机.docx
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电控发动机
课时计划
授课日期年月日总第1课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
新课
教学
目的
要求
1.掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2.培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
正确描述电控发动机汽油喷射系统的分类、组成及各组成部分的功能
电子白板是否使用
使用
教学难点
电控发动机汽油喷射系统的分类、组成及各组成部分的功能
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
教师调控
学生活动
组织教学
复习提问
导入新课
讲授新课
巡回指导
分组练习
电控汽油发动机的控制原理及组成
汽油发动机电控系统以ECU为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油量、喷油时刻、发动机怠速和点火装置等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳空燃比和点火提前角，同时适时调整发动机怠速。
汽油发动机电控系统主要由空气供给系统、燃油供给系统、点火系统和电子控制系统组成。
空气供给系统的功能
空气供给系统将清洁适量的空气根据发动机工况的要求，定时供到气缸内，驾驶员可通过油门踏板对进气量进行控制。
发动机进气量由空气流量传感器计量后，作为主要控制信号告知ECU，据此确定汽油的基本喷射量。
节气门关闭（怠速）时，进气量由ECU通过怠速阀控制
燃油供给系统的功能
燃油供给系统将具有一定压力的清洁汽油通过喷油器适时喷射到进气歧管或气缸内，系统油压由燃油压力调节器控制在规定的范围内，喷油量和喷射时刻均由ECU根据各传感器的信号确定。
电子控制系统的功能
电子控制系统的核心部件是ECU，在发动机工作时，ECU接收各传感器的信号，经分析、比较、计算后，确定控制对象和范围，发出指令控制执行器，使发动机处于最佳的进气量、空燃比、点火时刻，同时视情况调节发动机怠速
点火系统的功能
点火系统主要由ECU根据转速、负荷和水温传感器的信号确定实际工况的最佳点火提前角，再由发动机转速传感器（曲轴或凸轮轴位置传感器）确定活塞在气缸内的实际位置，并发出指令控制电子点火组件（电子点火器），由电子点火组件完成点火线圈一次侧电路接通和断开的控制，从而在点火线圈二次绕组内产生出2万伏左右的高电压，高压击穿火花塞间隙产生电火花，点燃可燃混合气。
点火系统的组成
电控发动机可按照喷油器安装位置、燃油喷射部位、喷射方式、喷射时序、控制方式和进气量检测方式的不同
按喷油器安装部位分类
1）电子控制单点汽油喷射系统（SPI）
（2）电子控制多点汽油喷射系统（MPI）
多点喷射系统有利于各缸可燃混合气浓度的控制，单点喷射系统有利于简化结构、降低成本、提高可靠性
实操演示
学生按要求进行实践训练
板书设计：
电控汽油发动机的控制原理及组成
课后回顾：
完成授课任务，学生反映良好
课时计划
授课日期年月日总第2课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
新课
教学
目的
要求
1.掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2.培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
电控汽油喷射系统的分类
电子白板是否使用
使用
教学难点
电控汽油喷射系统的分类
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
教师调控
学生活动
组织教学
复习提问
导入新课
讲授新课
巡回指导
分组练习
多点喷射系统有利于各缸可燃混合气浓度的控制，单点喷射系统有利于简化结构、降低成本、提高可靠性
按汽油喷射部位分类
1）缸内喷射
（2）缸外喷射
按汽油喷射方式分类
1）连续喷射方式
（2）间歇喷射方式
按汽油喷射时序分类
1）同时喷射
（2）分组喷射
（3）顺序喷射
按汽油喷射的控制方式分类
（1）机械控制式（K型）
（2）机电混合控制式（KE型）
（3）电子控制式（EFI）
按空气量的检测方式分类
电子控制式汽油喷射系统按空气量检测方式的不同可分为歧管压力计量式（D型）、翼片式（叶片式）、卡门旋涡式（超声波式和光电感应式）、热线式和热膜式等。
其中翼片式（叶片式）、卡门旋涡式（超声波式和光电感应式）、热线式和热膜式汽油喷射系统也称为L型喷射
实操演示
学生按要求进行实践训练
板书设计：
电控汽油喷射系统的分类
课后回顾：
完成授课任务，学生反映良好
课时计划
授课日期年月日总第3课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
新课
教学
目的
要求
1掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
电控汽油发动机的优点
电子白板是否使用
使用
教学难点
电控汽油发动机的优点
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
教师调控
学生活动
组织教学
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导入新课
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巡回指导
分
电控汽油发动机的优点
一、减少排放污染
电控汽油喷射系统能根据发动机的各种不同工况，迅速准确地提供与其相匹配的最佳空燃比，使汽油完全燃烧，同时与三元催化系统配合使用可以有效地减少CO、HC和NOx有害气体的排放量。
尤其是在发动机急减速和强制快怠速时，具有断油的功能。
可完全排除传统化油器减速时所无法清除的HC气体，使其废气排放中的污染物小于1％，具有减少排放污染的优点
二、提高发动机最大功率
电控汽油发动机的进气不必预热，进、排气管可以分别布置在发动机缸体的两侧，加之配备直径较大、过渡非常圆滑的进气管道，可大大减小进气阻力，提高充气效率，提高了发动机的最大功率。
可提高10%左右
三、耗油量低，经济性能好
电控汽油发动机能做到使发动机在各种工况下，精确地控制混合气的空燃比为最佳值，并且汽油在一定压力下喷出，雾化品质好。
同时进气管道不受汽油雾化的限制，可以设计得更加合理，使混合气向各缸均匀分配，所以燃料消耗量低，经济性能好。
四改善了发动机的低温起动性能
在电控汽油喷射式发动机内设有补充空气调节器和冷起动喷油器（冷起动阀），且汽油的供给量不受进气流速的限制，可改善发动机的低温起动性能
五、怠速平稳，工况过渡圆滑，工作可靠，灵敏度高
电控汽油喷射系统计算机的运算速度极快，它能根据各个传感器输入的电信号迅速作出反应，及时而准确地将适量汽油喷入进气门附近，所以发动机的怠速稳定，加速性能好，工况过渡圆滑，操作灵敏度高，且故障率较低
空气供给系统
空气供给系统的作用是为发动机可燃混合气的形成提供必须的清洁空气。
主要由空气滤清器、空气流量传感器、（进气压力传感器）、怠速阀、节气门体、进气总管、进气歧管等组成。
在发动机工作过程中，空气经滤清器过滤后，由节气门控制、空气流量传感器计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管
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学生按要求进行实践训练
板书设计
电控汽油发动机的优点
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授课日期年月日总第3课时
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汽油发动机电控系统维修
课型
新课
教学
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空气供给系统的作用
电子白板是否使用
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教学难点
空气供给系统的组成
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
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组织教学
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讲授新课
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分组练习
空气供给系统
在发动机工作过程中，空气经滤清器过滤后，由节气门控制、空气流量传感器计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。
在进气歧管内与喷油器喷出的汽油混合形成可燃混合气，吸入气缸内燃烧。
发动机怠速时，节气门关闭，空气流经旁通空气道，旁通空气道流通截面积的大小，由ECU根据发动机的实际工况通过怠速阀控制
在发动机冷却液温度较低时，为加快暖机过程，ECU控制怠速阀加大旁通空气道的开度，使满足快怠速所需要的空气量经空气流量传感器计量后，绕过节气门直接进人进气总管。
随着发动机冷却液温度的升高，ECU控制怠速阀调节旁通空气道的开度逐渐减小，旁通空气量也随之逐渐减小，发动机冷却液温度正常后，其转速逐渐降低至正常怠速
进气管包括进气总管和进气歧管。
在单点喷射系统中，发动机采用中央集中喷射，
在多点喷射系统中，为了消除进气脉动和使各缸配气均匀，对进气总管、歧管在形状、容积等方面都提出了严格的设计要求。
进气总管容积大，歧管形状过渡圆滑。
发动机每缸分别设置独立的歧管，歧管和总管可制成整体型，也可制成分开型，然后再用螺栓连接。
进气管内壁应光滑无积炭现象，否则应修理；两连接端面应平整，以免出现漏气现象。
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学生按要求进行实践训练
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空气供给系统的组成
课后回顾：
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授课日期年月日总第4课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
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教学
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要求
1掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
节气门体的构造
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使用
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节气门体的构造
教学方法
实物教学法
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节气门体
节气门体是控制发动机进气量的主要部件之一，安装在进气总管与空气滤清器（或空气流量传感器）之间。
节气门体主要由节气门、怠速调整螺钉、节气门位置传感器、发动机冷却液连接管和真空管接头等组成。
有些节气门体上还装有发动机怠速阀。
驾驶员通过油门踏板控制节气门的开度，进而控制发动机的进气量。
节气门位置传感器与节气门是同轴转动的，其作用是将节气门的开度转变成电信号输送到ECU。
发动机处于怠速工况时，节气门全闭，空气经过旁通空气道进入进气总管。
调节怠速调整螺钉，即可改变旁通空气道的流通面积，从而改变发动机怠速时的进气量。
发动机工作过程中怠速的调整，由ECU根据水温传感器等信号通过怠速阀控制。
为了避免冬季空气中的水分在节气门体上结冰，可以使发动机冷却液流经节气门体，以便对其加热
性能检测
节气门体应无裂纹及其他损伤，与进气软管和进气总管连接的两端部应光滑无划痕；各真空管连接端应无变形。
用手转动节气门轴，节气门应转动自如，无空转或关闭不严现象，回位弹簧应有足够弹力。
燃油供给系统
燃油供给系统的作用是向气缸内提供燃烧所需要的清洁燃油，并在发动机的各种工况下，保持系统油压不变。
主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、喷油器和输油管道等组成。
汽油滤清器
汽油滤清器的作用是把含在汽油中的氧化铁、粉尘等固体杂物过滤掉，防止供油系统管路堵塞和减小机械磨损，确保发动机可靠运行。
可滤去直径大于0.01mm的杂质，主要由壳体和滤芯组成。
滤芯一般采用纸质叠成。
实操演示
学生按要求进行实践训练
板书设计：
节气门体的构造
完成授课任务，学生反映良好
课时计划
授课日期年月日总第5课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
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教学
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1掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
常见电动汽油泵的结构与工作原理
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教学难点
常见电动汽油泵的结构与工作原理
教学方法
实物教学法
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分组练习
汽油滤清器
不同车型的滤芯更换周期不同，北京Cherokee一般为9600km；德国汽车一般为5000km；丰田汽车一般为4000km。
滤清器壳体上设置有“→”记号，箭头所示为汽油流动方向。
或标有“IN”表示接进油管，“OUT”表示接出油管
电动汽油泵
电动汽油泵的组成及功能
作用：
将汽油从油箱中吸出，供给燃油系统是够的具有规定压力的汽油。
电控汽油喷射系统压力一般为0.2～0.3MPa，机械控制或机电混合控制的汽油喷射系统压力一般为0.5MPa。
电动汽油泵的安装形式主要有两种，安装在供油管路中和安装在汽油箱内。
组成：
泵体、永磁式直流电动机和壳体
类型：
根据结构不同可分为滚子泵、齿轮泵（转子泵）、涡轮泵和侧槽泵。
常见电动汽油泵的结构与工作原理
）滚子泵主要由壳体、圆柱形滚子和转子等组成，组装后在其内部形成五个滚子室。
滚子泵的转子由电动机带动旋转，在离心力的作用下，滚子紧压在泵体上，从而使五个滚子室成为相对独立的密封空间。
在转子旋转过程中，滚子室的容积不断发生变化，在进油口时，容积增大，形成一定的真空，将过滤后的汽油吸人泵内；在出油口时，容积减小，滚子室内的汽油压力增大，增压后的汽油由出油口输出。
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学生按要求进行实践训练
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常见电动汽油泵的结构与工作原理
课后回顾：
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授课日期年月日总第6课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
新课
教学
目的
要求
1掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
常见电动汽油泵的结构与工作原理
电子白板是否使用
使用
教学难点
常见电动汽油泵的结构与工作原理
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
教师调控
学生活动
组织教学
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讲授新课
巡回指导
分组练习
常见电动汽油泵的结构与工作原理
齿轮泵齿轮泵也称转子泵，主要由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和泵套组成，主动齿轮偏心安装。
主动齿轮由电动机带动旋转，由于齿轮啮合，使从动齿轮和主动齿轮一起旋转。
在从动齿轮和主动齿轮内外齿相啮合的过程中，由内外齿所密封的腔室容积将发生变化，在容积增大处设置进油口，容积减小处设置出油口，即可将汽油以一定压力泵出。
齿轮泵与滚子泵相比较，在相同的外形尺寸下，泵油腔室的数目（等于齿数）较多，因此齿轮泵输油的流量和压力脉动都比较小，性能比滚子泵好。
电动汽油泵总成性能的检测
（1）拔下电动汽油泵总成上的电插，用万用表测量直流电动机电阻，其阻值应符合规定。
（2）用导线短接电动汽油泵两检测插孔，接通点火开关（不要起动发动机），听电动汽油泵的工作应无噪声；否则应进一步检查油泵总成与油箱之间的O形密封圈是否错位、老化或漏装，回油管定位杯是否错位。
3）电动汽油泵最大压力和保持压力的测量
方法步骤如下：
①将汽油系统卸压。
②拆下蓄电池负极搭铁线。
③将油压表接在汽油管路上，并将出油口塞住。
④接上蓄电池负极搭铁线。
⑤用导线短接电动汽油泵的两个检测插孔
实操演示
学生按要求进行实践训练
板书设计：
常见电动汽油泵的结构与工作原理
课后回顾：
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授课日期年月日总第7课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
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要求
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2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
电动汽油泵总成性能的检测
电子白板是否使用
使用
教学难点
电动汽油泵总成性能的检测
教学方法
实物教学法
教学环节
教学内容
教师调控
学生活动
组织教学
复习提问
导入新课
讲授新课
巡回指导
分组练习
电动汽油泵最大压力和保持压力的测量
方法步骤如下：
①将汽油系统卸压。
②拆下蓄电池负极搭铁线。
③将油压表接在汽油管路上，并将出油口塞住。
④接上蓄电池负极搭铁线。
⑤用导线短接电动汽油泵的两个检测插孔。
⑥打开点火开关，持续1Os左右（不要起动发动机），使电动汽油泵工作，同时读出油压表的压力，该压力称汽油泵的最大压力。
它应比发动机运转时的汽油压力高200～300kPa，通常可达490～640kPa，如不符合标准值，则表明安全阀可能关闭不严、损坏或弹簧折断，应更换电劫汽油泵。
⑦关闭点火开关，5min后观察油压表的压力，此时的压力称汽油泵的保持压力。
其值应＞340kPa，如不符合标准值，则表明止回阀可能关闭不严、损坏或弹簧折断，应更换电动汽油泵。
⑧拆下油压表。
燃油压力调节器
1.燃油压力调节器的作用、结构与原理
作用：
保持发动机在各种工况下汽油压力都在规定的范围内，同时保持汽油压力和进气真空度之间的压力差为恒定值（通常为250kPa）
组成：
壳体、膜片、回油阀门和校正弹簧等组成
原理：
高压油由进油口进入压力调节器下腔，油压作用在膜片的一侧，而弹簧的张力和进气真空度作用在膜片的另一侧。
膜片上方的弹簧总是力图关闭通向回油管路的出口，作用在膜片下方的油压与弹簧力的作用相反，力图打开回油管路的出口。
当系统油压增高时，在上下腔压力差的作用下，膜片压缩弹簧上行，回油管路出口打开，燃油经回油管流回油箱，油压下降；当系统油压降低时，在上下腔压力差的作用下，膜片下行，关闭或减小回油管路出口，回油量减小，油压升高。
如此反复，将系统油压限制在规定的范围内。
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电动汽油泵总成性能的检测
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授课日期年月日总第8课时
课题
汽油发动机电控系统维修
课型
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2培养学生的分析能力和理解能力
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燃油压力调节器的作用、结构与原理
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燃油压力调节器的性能检测
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实物教学法
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学生活动
组织教学
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导入新课
讲授新课
巡回指导
分组练习
原理
燃油压力调节器上腔通过一软管取节气门后进气歧管内的真空度，使发动机负荷变化时也能维持喷油压力与进气歧管间的压力差恒定不变，从而保证了燃油的喷射量与喷射时间的线性关系。
当汽油泵停止工作时（发动机停转），在弹簧张力作用下，阀门关闭，使系统内保持一定的残余压力，以利于发动机再起动。
燃油压力调节器的性能检测
燃油压力调节器的性能检测是通过测量系统燃油压力实现的，将油压表连接到系统管路上之前，应先卸掉管路中的燃油压力。
卸压方法有三种：
一是通过专用卸压阀卸压；
二是在发动机工作咐拨下油泵继电器或电动汽油泵电插，使发动机自行熄火卸压；
三是通过慢慢松动管路中连接螺栓卸压，此时应用棉纱包住管接头。
三种方法视方便程度选用。
燃油压力调节器性能检测的方法步骤：
（1）卸压并安装油压表，油压表安装如图示。
2）起动发动机，测量发动机在怠速
和节气门全开时的系统燃油压力，应符合规定值，否则，在确定供油系统其他部件性能完好的情况下，均表明燃油压力调节器有故障。
3）在发动机怠速运转时，拔下燃油压力调节器上的真空软管，指示油压应立刻上升到节气门全开时的燃油压力，否则表明燃油压力调节器有故障
脉动阻尼器
喷油器工作时，油路中油压会产生微小的波动。
脉动阻尼器的作用就是减小这种波动和降低噪声。
脉动阻尼器由膜片和弹簧组成减振结构。
其内部有膜片室和燃油室，中间以膜片隔开，并在膜片室内安装有弹簧，将膜片压向燃油室，当油压与弹簧张力相平衡时，膜片处于一定位置
来自汽油泵的燃油首先通过脉动阻尼器燃油室，然后流向输油管路。
当燃油压力增高时，膜片弹簧被压缩，使燃油室容积增大，压力下降；反之当燃油压力降低时，在弹簧张力的作用下，燃油室容积减小，压力增高，如此反复，从而使系统压力趋于稳定。
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燃油压力调节器的性能检测
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完成授课任务，学生反映良好
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授课日期年月日总第9课时
课题
汽油发动机电控系统维修
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新课
教学
目的
要求
1掌握使用培养学生的分析能力和理解能力
2培养学生的分析能力和理解能力
教学重点
主喷油器的作用、结构与原理
电子白板是否使用
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主喷油器的作用、结构与原理
教学方法
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主喷油器
1.主喷油器的作用、结构与原理
其作用是根据ECU发出的指令，将一定量的汽油适时喷入进气歧管内。
其结构如图示，主要由电磁线圈、柱塞、复位弹簧、滤网和针阀等组成
喷油器不工作时，在复位弹簧张力作用下，针阀紧贴在阀座上，将喷油孔封闭。
压力油经过滤网清浩后进入喷油器内腔。
喷油器利用电磁吸力和弹簧张力来实现燃油计量柱塞的开与闭。
当ECU发出喷油控制指令，将喷油器的驱动电路接通时，电磁线圈通电并产生磁场，吸引衔铁带动针阀一起移动，克服弹簧张力使针阀离开阀座，燃油即开始喷射。
当ECU发出停止喷油指令时，切断喷油器的驱动电路，电磁吸力消失，在弹簧张力的作用下针阀关闭，喷射停止。
喷油器的喷油量取决于三个因素：
喷油孔截面积、喷油压力和喷射持续时间。
对于一个定型的喷油器来说，其喷油孔截面尺寸是固定不变的，喷油压力由燃油压力调节器保持恒定，因此喷油量仅取块于喷射持续时间。
喷油器针阀开启的持续时间则决定于电磁线圈通电脉冲的宽度，其脉冲宽度由ECU根据各传感器输入的信号，通过分析、对比、计算后确定。
2.主喷油器的性能检测
（1）静态检测拔下喷油器上的电插，用万用表测量两电插之间的电阻，其阻值应符合标准，
2）动态检测拔下喷油器上的电插，在两电插之间加上12V电压。
每通电一次，应能听到喷油器开闭的“咔嗒”声，
3）喷油性能检测拆下各缸喷油器，安装在喷油器试验台上进行试验，喷油器喷油应呈细雾状，喷雾锥角应符合规定。
各缸喷油器的喷油量应符合规定值并且均匀，误差≯7％。
在喷油器断电，针阀落座的情况下，加上系统油压后，每分钟滴油≯2滴
冷起动喷油器
在低温起动发动机时，需要附加地喷入一定量的汽油。
在部分电控汽油发动机上，这部分附加的汽油量是由冷起动喷油器。
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学生按要求进行实践训练
板书设计：
主喷油器的作用、结构与原理
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