汽车发动机电控教案讲解.docx

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汽车发动机电控教案讲解

汽车发动机电控教案

（1）

课题

概述

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．了解汽车电控系统的发展历程。

2．了解柴油机电子控制发展史。

3．了解发动机电控技术发展趋势。

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前汽车发动机的构造的知识积累进行讨论。

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。

重点

汽车电控系统的发展历程

难点

汽车电控系统的发展历程

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

（D-Jetronic）的基础上，改进发展成为L型燃油喷射系统（L-Jetronic）。

1973~1974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。

1987~1989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、柴油机电子控制技术发展史

20世纪70年代典型的产品有德国Bosch公司电控VE分配泵，日本Zexel公司的电控系统。

三、发动机电控技术发展趋势

①喷油规律的控制

②混合气浓度分布控制

③输出扭矩控制

④可变EGR控制

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

绪论

一、汽油机电子控制技术发展史

二、柴油机电子控制技术发展史

三、发动机电控技术发展趋势

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

发动机电子控制系统的组成

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握发动机电子控制系统的组成

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

发动机电子控制系统的组成

难点

发动机电子控制系统的组成

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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：

发动机电控系统可以控制调整喷入气缸的燃油量，那么它的构造又是怎样的呢？

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（ElectronicControlUnit，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

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

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。

本节课我们学习了发动机电子控制系统的组成，包括：

电子控制系统、传感器、执行器。

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

发动机电子控制系统的组成

传感器

电子控制系统

执行器

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

汽油机燃油喷射系统的分类

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握按喷油器的喷射位置部位分类

2．掌握按喷油器喷射方式分类

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

按喷油器的喷射位置部位分类

按喷油器喷射方式分类

难点

按喷油器的喷射位置部位分类

按喷油器喷射方式分类

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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、复习

三、导入

四、新授课

师生问好。

复习提问：

电控燃油系统的组成？

导言：

发动机电控燃油喷射系统也是有很多类型的，那么是如何进行分类的呢？

一、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（ToyotaLexus）等公司已经开始使用缸内喷射系统。

二、按喷油器喷射方式分类

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

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。

（2）分组喷射

（3）顺序喷射

本节课我们已经学习了电控燃油喷射系统的分类，希望同学们能够掌握。

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

汽油机燃油喷射系统的分类

一、按喷油器的喷射部位的分类

二、按喷油器喷射方式分类

1．连续喷射

2．间歇喷射

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

汽油机燃油喷射系统的分类

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握按喷射系统的控制方式分类

2．掌握按进气量方式分类

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

按喷射系统的控制方式分类

按进气量方式分类

难点

按喷射系统的控制方式分类

按进气量方式分类

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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、复习

三、导入

四、新授课

师生问好。

复习提问：

电控燃油喷射系统的分类？

导言：

发动机电控燃油喷射系统也是有很多类型的，那么是如何进行分类的呢？

一、按喷射系统的控制方式分类

按汽油喷射系统的控制方式不同，汽油机燃油喷射系统可分成机械控制式汽油喷射系统、机电结合式汽油喷射系统和电子控制式汽油喷射系统。

1．机械控制式汽油喷射系统

机械控制式汽油喷射系统是指利用机械机构实现燃油连续喷射的汽油喷射系统。

2．机电结合式汽油喷射系统

3．电子控制式汽油喷射系统

二、按进气量测量方式分类

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。

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

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。

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

汽油机燃油喷射系统的分类

一、按喷射系统的控制方式分类

二、按进气量测量方式分类

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

空气流量传感器

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握空气流量传感器的构造

2．掌握空气流量传感器的检测方法

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

空气流量传感器的构造

空气流量传感器的检测方法

难点

空气流量传感器的构造

空气流量传感器的检测方法

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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、复习

三、导入

四、新授课

师生问好。

复习提问：

电控燃油喷射系统的分类？

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。

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。

一、翼片式空气流量传感器

翼片式空气流量传感器是一种体积式空气流量传感器。

结构简单、工作可靠、价格便宜，但体积大、进气阻力大、急加速反应迟缓。

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

二、卡尔曼涡流式空气流量传感器

1．涡流式空气流量传感器的测量原理

在稳定的流体中放置一圆柱状物体后，在其下游的流体就会产生相互平行的两列涡旋，而且涡旋交替出现，这种物理现象叫卡尔曼涡流。

2．涡流式空气流量传感器的结构

（1）光电式空气流量传感器

（2）超声波式空气流量传感器

4.涡流式空气流量传感器的检测

3．涡流式空气流量传感器的工作电路

三、热线及热膜式空气流量传感器

热线和热膜式空气流量传感器属质量式流量计，响应速度快、进气阻力小，但测量精度不够稳定。

1．热线式空气流量传感器的结构

2．热线式空气流量传感器的工作原理

3．热线式空气流量传感器的工作电路

4．热线式空气流量传感器的自清洁

5．热线式空气流量传感器的检测

（1）检查工作电路

（2）检查外观

（3）检查热线式空气流量传感器的输出信号

（4）检查热线式空气流量传感器内的热线自清洁电路

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

汽油机燃油喷射系统的分类

一、翼片式空气流量传感器

二、卡尔曼涡流式空气流量传感器

三、热线及热膜式空气流量传感器

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

进气歧管绝对压力传感器

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握进行管绝对压力传感器的结构与工作原理

2．掌握进气歧管绝对压力传感器的检测

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

进气歧管绝对压力传感器的检测

进行管绝对压力传感器的结构与工作原理

难点

进气歧管绝对压力传感器的检测

进行管绝对压力传感器的结构与工作原理

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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、复习

三、导入

四、新授课

师生问好。

复习提问：

空气流量传感器有几种类型？

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ΔR），应变电阻R1、R3减小（即产生负向增量－ΔR）。

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

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

电压U0为：

U0=（R+ΔR）UCC/[（R+ΔR）+（R－ΔR）]－（R－ΔR）UCC/[（R+ΔR）+（R－ΔR）]

=UCC（ΔR/R）

式中：

R——应变电阻的初始值（一般为100mΩ）；

ΔR——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

①检查进气歧管压力传感器的电源电压。

②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

①检查传感器的输出信号。

②检查传感器线圈有无断路

本节课我们学习了进气歧管绝对压力传感器的构造及工作原理，并学习了其检测方法以。

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。

分层作业

预习下节内容

板书设计

进气歧管绝对压力传感器

一、进气歧管绝对压力传感器的结构与工作原理

二、进气歧管绝对压力传感器的检测

教学反思

汽车发动机电控教案

（1）

课题

曲轴与凸轮轴位置传感器

授课

时间

第周

第课时

教学

目标

知识与技能

1．掌握曲轴与凸轮轴位置传感器的结构与工作原理

2．了解几种典型的曲轴与凸轮轴位置传感器

3.了解曲轴与凸轮轴位置传感器的工作电路

4.掌握曲轴与凸轮轴位置传感器的检测

过程与方法

学生通过教师讲解介绍汽车电控的相关知识，并可通过以前的知识积累进行讨论。

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。

重点

曲轴与凸轮轴位置的结构与工作原理

曲轴与凸轮轴位置传感器的检测

难点

曲轴与凸轮轴位置的结构与工作原理

曲轴与凸轮轴位置传感器的检测

学情分析

本课程的授课对象是职业高中高一年级汽车运用与维修专业学生，这一阶段的学生思维活跃，乐于学习专业课程，学习兴趣浓厚，应充分利用学生这一特点，调动学生主动学习的积极性进行本课程的学习。

教学方法与手段

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、复习

三、导入

四、新授课

师生问好。

复习提问：

进气压力传感器的结构与工作原理？

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曲轴与凸轮轴位置的。

曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号。

曲轴转动角度信号用于确定点火时刻和喷油时刻，发动机转速信号用于确定喷油量和点火提前角。

凸轮轴位置传感器又称为汽缸判别传感器CIS（CylinderIdentificationSensor）和相位传感器。

凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，识别1缸压缩上止点。

曲轴与凸轮轴位置传感器常见的安装位置有曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上、分电器内部等。

常见的曲轴与凸轮轴位置传感器根据其工作原理的不同可分为电磁感应式、霍尔式和光电式三种。

曲轴位置传感器又称为发动机转速与曲轴转角传感器，其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号。

集中学生注意力。

加强学生记忆。

汽车发动机电控教案

（2）

教学环节

教学内容（问题设计、师生活动）

设计意图

四、总结

曲轴转动角度信号用于确定点火时刻和喷油时刻，发动机转速信号用于确定喷油量和点火提前角。

凸轮轴位置传感器又称为汽缸判别传感器CIS（CylinderIdentificationSensor）和相位传感器。

凸轮轴位置传