1.1 发动机电控系统的组成和应用（教案）《汽车发动机电控系统检修》同步精品课堂（哈工大版）

《汽车发动机电控系统检修》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.1发动机电控系统构造 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 汽车发动机电控系统构造的学习需要学生具备扎实的机械和电子基础知识。学生在学习过程中可能对传感器、执行器和控制单元的工作原理理解较困难，尤其是其相互关系和协同工作。实际操作经验不足的学生可能难以将理论与实践结合。因此，教学中需注重理论与实践相结合，通过实物演示、案例分析和动手操作等方式，帮助学生深入理解电控系统的构造与功能，提升学习效果。 背景分析 随着汽车技术的飞速发展，发动机电控系统已成为现代汽车的核心技术之一。其通过传感器、ECU和执行器的协同工作，实现精准控制，提升动力性、燃油经济性和排放性能。该课程的开设旨在适应汽车行业对高素质技术人才的需求，培养学生掌握电控系统构造与原理，提升故障诊断与维修能力，为学生未来就业和职业发展奠定坚实基础。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 理论与实操相结合，对电路的组成、工作状态、符号等进行学习； 描述电控汽油喷射的分类 描述各个传感器的安装位置 描述各个传感器的作用 描述各个系统的组成部分 学习任务 描述 描述电控汽油喷射的分类 描述各个传感器的安装位置 描述各个传感器的作用 描述各个系统的组成部分 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 描述电控汽油喷射的分类 教学难点 描述各个系统的组成部分 教学难点突破方法 本项目从发动机电控系统构造开始，对电控系统做深入浅出的讲解并引导学生进行相关实训。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《汽车发动机电控系统检修》，主编：刘毅斌、崔华栓，2021年5月第1版；哈尔滨工程大学出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：总结发动机电控技术的应用。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 一、发动机电控技术的应用 发动机电控技术可分为电控汽油喷射、电子点火、怠速控制、排气再循环控制、增压控制、故障自诊断、故障保险、备用控制以及其他控制技术，如图1-1所示。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） (一)电控汽油喷射(EFI)系统 电控汽油喷射系统的优点在于空燃比的控制更为精确，可实现最佳空燃比，提高了汽油的雾化效果、蒸发性能，使汽车的加速性能更好，发动机功率和扭矩显著升高。电控系统主要采用开环与闭环控制(反馈控制)相结合的方式。对暖机、怠速等需要供给浓混合气的工况采取开环控制，此外则通过排气管中设置的氧传感器，测量实际空燃比来进行反馈控制。由空气流量计或进气歧管绝对压力传感器和转速传感器测量进气空气量，由EngineECU根据冷却水温、进气温度、氧传感器信号等确定合适的空燃比，计算所需喷油量，进而对执行器(喷油器和电路断开继电器)进行控制。按照其喷油时序的不同，多点喷射又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射3种，其中顺序喷射使喷油器能按各缸的点火顺序进行喷油，现在车型都采用此喷射方式。电控燃油喷射系统按进气量检测方式不同可分为D型和L型。 (二)电子点火控制(ESA)系统 微机控制电子点火系统可控制并维持发动机点火提前角在最佳范围以内，使汽油机的点火时刻更接近于理想状态，点火线圈产生的高压电，不需经过分电器分配，直接就送至火花塞发生点火，减少电磁干扰。 (三)怠速控制(ISC)系统 怠速性能的好坏是评价发动机性能优越与否的重要指标，怠速性能差将导致油耗增加，排污严重。EngineECU根据各个传感器的信号计算目标转速，并与实际转速相比较，从而驱动执行器调整控制进气量。 (四)排气再循环(EGR)电控系统；研究发现，将少量的排气(5%~20%)再次循环进入气缸与新鲜可燃混合气混合后燃 烧，可有效抑制NOx的产生。 (五)增压电控系统发动机中增压系统的安装日渐增多，其目的是为了提高进气效率。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。 (六)故障自诊断系统现代轿车发动机的电控系统中，EngineECU一般都带有故障自诊断系统，自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。对于传感器，可通过检测其信号是否超出规定范围来直接判断；对于执行器，则在其初始电路中增设专门回路来实现监测，对于EngineECU本身，也有专用程序进行诊断。 (七)故障保险系统及故障备用控制系统；当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后，ECU中的故障保险系统随之自动启动发挥作用，保证轿车“缓慢回家”以便修理。 主要讲解电控汽油喷射(EFI)系统和增压电控系统。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 二、发动机电控系统的组成 (一)发动机电控系统零部件基本组成 发动机电控系统由各种传感器、控制单元及执行器组成，如图1-5所示。控制单元的作用是接收来自反映发动机工作状况的各个传感器的信息，根据控制单元内部预编程的程序，对喷油时刻、喷油脉宽、喷油次数、点火时刻、怠速控制、排放控制等进行多功能的集中控制。 (二)常见传感器 传感器信号按其作用分为主信号、修正信号和附加信号。 控制喷油脉宽的空气流量传感器[见图1-6(a)]和发动机转速传感器为主信号，氧传感器[见图1-6(b)]为修正信号，冷却液温度传感器和进气温度传感器为附加信号。 控制点火提前角的凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器[见图1-7(a)]为主信号，爆燃传感器为修正信号，冷却液温度传感器[见图1-7(b)]等则为附加信号。 教师根据发动机电控系统的组成讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 (三)发动机电控单元 发动机电控系统是指以控制单元(见图1-8)为核心的控制系统，由硬件和软件两个部分组成。硬件包括传感器、控制单元、执行器，软件主 要是指控制程序。修理人员可以从故障码、数据流、电阻、电压和电流方面获得硬件故障的信息，但对软件系统的故障则需要从软件控制过程和控制逻辑方面分析，才能彻底找到故障的根源。 (四)常见执行器 1.燃油供给系统执行器 燃油供给系统执行器主要有高压喷油器、喷油器、油泵总成、油压调节器，如图1-9 所示。 2.怠速控制系统执行器 常见的怠速控制系统执行器有步进电机式、节气门直动式怠速控制阀，如图1-10所示。 3.点火控制系统执行器 常见的点火控制系统执行器有独立式点火元件[见图1-11(a)]、分组式点火元件 [见图1-11(b)]。 教师讲解发动机电控单元和常见执行器，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结发动机电控技术的应用。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 课程主要围绕现代汽车发动机的电控技术展开。课程系统讲解了传感器、ECU、执行器等关键部件的结构与功能，以及它们在燃油喷射、点火控制、排放控制等方面的应用。通过理论学习与实践操作相结合，学生能够掌握电控系统的原理、故障诊断和维修方法，为从事汽车检测与维修工作提供重要技术支持。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） (1)简述燃油供给系统执行器的组成? (2)简述怠速控制系统执行器的组成? 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在教学中，学生对电控系统的抽象概念理解较难，尤其在传感器与执行器协同工作方面。实践环节中，部分学生操作不熟练，理论与实际结合有差距。今后教学中，需增加实物演示与案例分析，强化实践操作指导，帮助学生更好地理解电控系统的工作原理和故障诊断方法，提升教学效果。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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 $$