5.1 电控汽油发动机的组成及功能（教案）《电控发动机维修》同步精品课堂（高教版·第2版）

《电控发动机维修》教案 课 题 5.1 电控汽油发动机的组成及功能 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《电控发动机维修》中第五章第一节电控汽油发动机的组成及功能，要求学生理解汽油发动机电控系统的基本组成及各部分功能。选用的教材是由高等教育出版社出版的《电控发动机维修》（第二版），学习内容是电控发动机维修的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：了解电控发动机专用仪器和使用方法。 能力水平：尚未对电控汽油发动机有系统的认知。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：掌握电控汽油发动机的基本组成、各系统的功能及其相互作用原理。 能力目标：能够运用所学知识，识别电控汽油发动机各系统的关键组件，初步分析并解决发动机运行中的常见问题。 情感目标：培养对电控发动机技术的兴趣，形成主动学习、探索新技术的态度，以及团队合作与问题解决的综合素养。 学习重难点 学习重点：电控汽油发动机的组成与功能。 学习难点：理解各系统间的相互作用及ECU（电子控制单元）在发动机控制中的核心作用。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 导入新课 现在的汽车都已经全部装备了电控发动机控制系统，包括了燃油控制系统EFI、经济控制系统等控制系统等。电控系统不像以前的化油器燃油供给系统一样，需要使用机械和真空度控制进气和喷油量，能够有效提高发动机的动力、油耗降到最低和减少发动机的排放污染。提问：与传统发动机相比有何不同？ 思考并回答教师提问，初步感受电控发动机的先进性。 激发学生兴趣，引入电控发动机的概念。 理论讲解 电控发动机的组成 上图所示为电控发动机的组成部分，主要包含了进气系统、燃油系统、电子控制系统、点火系统和排放控制系统等。电控发动机可以根据空气流量计或者是进气压力传感器检测进气量，我们分别称之为L型和D型进气系统。空气通过滤清器过滤后再经过空气流量计计算进气的质量，把这个信号转换为电信号。 空气供给系统 进气系统主要是由电子节气门控制进气量，也包括怠速工况。在该工况下，主要是根据水温传感器、空调压力和蓄电池的电压，把发动机的怠速维持在稳定较低的范围内（700-800rpm），如果这时候开空调或者是水温低于5度，则使发动机处于高怠速状态。如果使用的是机械式节气门的，使用怠速电机控制怠速时的进气量。 绘制空气供给系统简图，标注各部件名称及功能。 直观理解系统结构，提高动手能力。 燃油供给系统 燃油系统的主要作用是向燃油管路内输送稳定足够压力的燃油，并在适当的时候向燃烧室内喷入燃油，多余的燃油通过压力调节器和回油管流回到油箱，喷油漆喷油时通过燃油压力调节器降低油压的波动。 小组讨论，总结燃油供给系统的主要功能及优化方向。 促进学生深入思考，理解燃油供给系统的重要性。 点火系统 点火系统的作用是在不同的工况下，按照点火顺序（1-3-4-2）的顺序，对每个气缸的点火线圈进行点火。在这个过程中ECU控制点火提前角点火，使发动机的效率达到最优。 角色扮演，模拟点火系统各部件的工作过程，加深理解。 通过角色扮演，增强学习兴趣，深入理解点火系统。 电子控制系统 如下图所示，电子系统主要包括三个方面：传感器、电子控制单元ECU和执行器，传感器的作用是检测发动机各种工况下的参数信号，并将该信号转化成电信号；电子控制单元也就是ECU，主要是控制进气量、喷油量和点火时刻；执行器，比如说喷油器，电子节气门和电子阀等，接受ECU的指令，完成相应的任务。 完成案例分析，分析ECU如何根据传感器数据调整发动机运行。 培养学生分析解决实际问题的能力，理解电子控制系统的核心作用。 工作原理解析 在发动机工作时，发动机ECU接收来自包括电子系统在内的传感器和控制开关等的信号，由此来计算喷油量并将该喷油量由喷油器驱动输出，然后该油量与进气量进行混合，以此形成不同工况下的混合空燃比。 如下图所示，这些传感器包括了温度传感器、空气流量计、电子节气门、曲轴和凸轮轴位置传感器，氧传感器等。在正常行驶的工况下，主要是根据空气流量计和曲轴位置传感器的信号确定点火时刻与喷油量，以保证发动机的动力输出为主。但是在其他工况，比如发动机暖机、加速和怠速等，发动机的根据温度传感器、电子节气门这些信号来修正喷油量。 控制开关信号有比如继电器控制、启动开关等，发动机ECU用这些信号实现小电流控制大电流的作用，在这些开关信号中，发动机ECU只需要控制开关的负极搭铁就可以了。 通过以上控制可以提高车辆性能，提高发动机行驶的稳定性。发动机控制系统ECU在行车过程中不断检测每个传感器的信号，每个传感器的信号都是有一定的范围的，如果某个传感器损坏或者是某个线路短路或断路，发动机ECU就会储存该故障代码，同时通过仪表的故障指示灯输出。 实例演示 以卡罗拉1.6L发动机为例解析 如下图所示，为该卡罗拉1.6L发动机的组成部分，发动机的型号是1ZR-FE，从图片中可以看到没有装在进气管外面的进气温度传感器，把这个传感器集合在热线式空气流量计内，进气量的控制更加精确和稳定。 燃油系统使用了喷油器独立喷油的工作方式，也就是每个气缸按照做功顺序独立控制燃油喷射，同时把燃油滤清器和油压调节器集合在油箱内。1ZR电子点火系统取消了分电器，使用独立点火，每个气缸都有带点火控制模块的点火线圈与火花塞相连，由发动机ECU通过IGT信号直接控制点火。 综上所述，电控发动机的组成主要是由三部分组成，不管是丰田、福特再或者是驰宝马，都是由这几部分组成。在工作原理的控制上主要是以电控以ECU为主，把进气量和发动机转速作为基本控制参数，实现对发动机的喷油量、喷油时刻、点火时刻和点火提前角的控制。 课后作业 完成一份电控发动机各系统组成及功能的对比表。 板书设计 三、汽油发动机电控系统工作原理 （ECU为核心，传感器与执行器关系图） 四、实例演示 一、电控发动机与传统发动机的区别 二、汽油发动机电控系统组成： 空气供给系统 燃油供给系统 点火系统 电子控制系统 教学反思 评估学生对各系统理解的深度，特别是电子控制系统部分是否清晰。 观察学生在实践环节中的参与度与操作准确性，调整教学方法以适应不同学生的学习需求。 收集学生反馈，了解哪些环节需要进一步解释或加强练习，以便后续课程优化。 通过以上教案设计，旨在帮助学生全面理解电控汽油发动机的组成及功能，同时培养其实际操作能力和问题解决能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$