《汽车发动机电控系统检修》教案第15课 检修进气控制系统.docx

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1、课题检修进气控制系统课时2 课时(90 min )教学目标知识目标：(1 )掌握进气控制系统的作用、类型、组成和工作原理(2 )掌握进与控制系统主要部件的基本知识和检修方法 技能目标：(1 )能够拆装进气控制系统的主要部件(2 )能够检修进气控制系统的一般故障素质目标：培养自主学习、协作学习、探究学习的意识教学重难点教学重点：进与控制系统的作用、类型、组成和工作原理，主要部件的基本知识和检修方法 教学难点：检查、拆装和检测进气控制系统教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法、任务驱动法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：课前任务考勤(2 min )一任务导入(3 min

2、)一传授新知(40 min )第2节课：问题导入(5 min )一传授新知(15 min )一任务实训(20 min )一课堂小结(3 min )一作业布 置(2 min )教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】课前预习任务：收集相关资料，回答下列问题1 . VVT控制系统的工作原理是什么？2 .凸轮轴调节电磁阀的作用是什么？【学生】查找资料，完成课前任务通过课前任务，激 发学生学习兴趣，培 养学生学习主动性， 养成良好学习习惯考勤(2 min)【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织 纪律性，掌握学生的 出勤情况任务导入 (3 min)【教师

3、】讲述任务导入”的相关内容前几天，小林驾车行驶途中发动机突然熄火,重新启动发动机后该车的动力出现 了明显下降。于是，小林把车开进了 4S店。在4s店，维修技师用汽车故障诊断仪读取了该车的OBD-H故障码，故障码显示 发动机凸轮轴正时延迟过大。由于该车米用了可变气门正时系统，因此维修技师判断 故障应该源十凸轮轴调节器。维修技师对凸轮轴调节器进行了检查，可是没有发现异 常。然后他沿着凸轮轴调节器的润滑油油路，对各部件逐个进行了检查，发现机油滤 清器的滤网上黏附了许多胶状杂质，因此他判断该车的故障就是因胶状物堵塞润滑油 油路所致。在更换机油滤清器和润滑油后，该车恢复了正常。【学生】聆听、思考、理解、

4、记忆具体任务导入，使 学生明确学习目标， 树立学习信心，端正 学习态度【教师】借助教具和图片，讲解进气控制系统进气控制系统对进气量进行控制，以提高发动机的动力性和燃油经济性。目前，发动机最常见的进气控制系统是可变气门控制系统，它可分为可变气门正 时（英文简称VVT ）控制系统、可变气门升程（英文简称VVL）控制系统、可变气门 正时和升程（英文简称VTEC ）控制系统。6.2.1 VVT控制系统VVT控制系统可根据发动机的工况，控制气门开启和关闭的时刻（即气门打开和 关闭的最大提前角和最大延迟角），以及气门开启的持续时间（即气门的闭合角度）， 使气缸充入更多的可燃混合气并减少废气残留量，以提高发

5、动机的性能。1 .概述1 ） VVT控制系统的组成VVT控制系统通过调整凸轮轴与曲轴的相对转角位置对气门正时进行控制，主要 由ECU、凸轮轴位置传感器、润滑油泵、凸轮轴调节电磁阀和凸轮轴调节器等组成。2 ） VVT控制系统的工作原理借助教具和挂图， 通过老师讲解，帮助 学生了解进气控制 系统的作用、类型、 组成和工作原理，以 及主要部件的基本 知识和检修方法发动机运转时，ECU首先根据发动机转速、进气量和冷却液温度等信号判断发动 机的工况，并计算出最佳气门正时，然后向凸轮轴调节电磁阀发出指令信号，控制其 转换润滑油通道，使带有一定压力的润滑油进入凸轮轴调节器中的不同油腔，调整凸 轮轴相对于曲轴

6、的转角位置。与此同时，ECU根据凸轮轴位置传感器的信号对凸轮轴 转角位置的调整量进行修正，直到气门正时达到最佳。【教师】提出问题，随机邀请学生回答传授新知（40 min）ECU如何判断发动机的工况？【学生】聆听.思考、回答【教师】总结学生的回答3 .凸轮轴调节电磁阀【教师】展示图片（详见教材），讲解凸轮轴调节电磁阀1 ）结构主要由线束插座、衔铁、电磁线圈、滑阀、回位弹簧和套管等组成。其中，滑阀 与衔铁固定在一起，它们可在磁场的作用下轴向移动；套管表面加工有若干油孔，滑 阀在套管内轴向移动时，可使不同的油孔开启或关闭。2）工作原理发动机运转时，ECU向凸轮轴调节电磁阀发出指令信号，使其电磁线圈通

7、电并产 生磁场，衔铁在磁场的作用下带动滑阀轴向移动，切换通往凸轮轴调节器油腔的油道, 使润滑油从不同的油腔进入或排出。【教师】提出问题，随机邀请学生回答凸轮轴调节电磁阀与怠速控制阀的区别是什么？【学生】聆听.思考、回答【教师】总结学生的回答3 .凸轮轴调节器【教师】展示图片（详见教材），讲解凸轮轴调节器凸轮轴调节器是VVT控制系统中的主要执行器，它位于凸轮轴的前端，可利用润 滑油的油压连续不断地调整凸轮轴的转角位置。1 ）结构主要由正时链（带）轮、定子、叶片和转子等组成。其中，正时链（带）轮和定 子为一体，它们通过正时链（带）与曲轴的相对转角位置保持固定;叶片固定在转子 的槽中将定子的油腔分成

8、两部分;转子与凸轮轴固定连接，转子在叶片的作用下可在 一定范围内相对定子转动，其相对于定子的转角位移即是凸轮轴相对于曲轴的转角位 移。2）工作原理当ECU控制凸轮轴调书电磁阀使油腔B流入润滑油、油腔A排出润滑油时，叶片 将带动转子以逆时针方向转动，气门正时将提前。当ECU控制凸轮轴调节电磁阀使油 腔A流入润滑油、油腔B排出润滑油时,叶片将带动转子以顺时针方向转动,气门正 时将滞后。当ECU控制凸轮轴调节电磁阀使所有油道都关闭时，油腔A和油腔B内的 润滑油不流通，它们的压力将保持平衡，此时叶片和转子不转动，气门正时保持不变。【教师】讲述提示的相关内容当点火开关关闭后，发动机内的润滑油压力为零，此

9、时转子中的锁止销可自动将 转子和定子连接，使发动机启动时的气门正时保持固定，以防止发动机重新启动时气 DIE时失控。【学生】聆听.思考.理解.记忆6.2.2 VVL控制系统1 .概述VVL控制系统可根据发动机的工况控制W门升程（即G门开度）的大小：在发动 机大负载运转时，米用高升程来增加进W量,提高输出功率；在发动机小负载运转时, 采用低升程使气缸内的可燃混合气产生更大的涡流，将空气和燃油充分混合，以提高 燃烧效率、减少燃油消耗。1 ） VVL控制系统的组成VVL控制系统是通过切换两个不同升程的凸轮进行传动对气门升程进行控制的。 VVL控制系统主要由滑套凸轮和电磁驱动器等组成。其中，滑套凸轮两

10、端外表面各加 工W两个升程不同的凸轮和一条螺旋沟槽；滑套凸轮的内部为花键孔，可沿凸轮轴的 花键进行轴向移动。2 ） VVL控制系统的工作原理发动机运转时，ECU根据与发动机工况有关的传感器信号，1 口不同的电磁驱动器 输送脉冲电压来控制金属销伸入滑套凸轮的螺旋沟槽，使转动的滑套凸轮在金属销的 作用卜轴向移动。当发动机大负载运转时，ECU控制右侧的电磁驱动器使滑套凸轮向右移动,滑套 凸轮由低升程凸轮传动切换为高升程凸轮传动，气门升程随之增加。当发动机小负载 运转时，ECU控制左侧的电磁驱动器使滑套凸轮向左移动，滑套凸轮由高升程凸轮传 动切换为低升程凸轮传动，气门升程随之减小。【教师】提出问题，随

11、机邀请学生回答VVL控制系统和VVT控制系统在结构和工作原理上有哪些区别？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答3 .电磁驱动器【教师】展示图片（详见教材），讲解电磁驱动器1 ）结构主要由线束插座、壳体、铁芯、电磁线圈、永磁体、底座、导窗口金属销等组成, 其中电磁线圈产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相反。2)工作原理当ECU向电磁驱动器输送脉冲电压时，电磁线圈通电，金属销在电磁线圈和永磁 体相斥磁场的作用下通过导管迅速向下伸出，其端部进入滑套凸轮的螺旋沟槽。电磁 线圈断电后,金属销的位置在永磁体与底座间磁场吸力的作用下被固定。随着滑套凸 轮的旋转，金属销被螺旋沟槽中上升的槽底推回到初始

12、位置，此时永磁体与铁芯的磁 场吸力使金属销不会滑落,金属销实现回位。【教师】讲述提示”的相关内容在金属销回位的过程中,永磁体的磁场会使电磁线圈产生感应电压,该电压将会 输送给ECU，供其检测滑套凸轮的轴向移动是否已经完成。【学生】聆听、思考、理解、记忆【学生】聆听.思考、理解、回答第二节课问题导入(5 min)【教师】复习提问1 .进气控制系统有哪些类型？2 .简述VVT控制系统的工作原理。【学生】思考、发言用问题导入，检查 学生对前面知识点的 掌握程度传授新知(15 min)【教师】总结学生的回答，借助教具或图片，导入新知讲解6.2.3 VTEC控制系统VTEC控制系统是一个能同时控制气门正

13、时和气门升程的进气控制系统，它能提高 发动机的燃烧效率，使发动机在低速运转时能输出较大的转矩，在高速运转时能提供较 大的功率，从而提升汽车的动力性和燃油经济性。1 . VTEC控制系统的组成2 ) VTEC控制系统的控制部分主要由ECU、VTEC电磁阀和VTEC压力开关等组成。发动机运转时，ECU根据 与发动机工况有关的传感器信号,向VTEC电磁阀发出指令信号控制其打开，使带有 一定压力的润滑油进入执行器来切换不同升程的凸轮进行传动对气门正时和气门升程 进行控制。与此同时，VTEC压力开关向ECU输送一个反馈信号,供其监控摇执行器 中的油压。3 ) VTEC控制系统的执行器主要由低升程凸轮、高

14、升程凸轮、中间摇臂、气门摇臂、同步活塞A和同步活塞 B等组成。其中，气门摇臂与低升程凸轮配合，中间摇臂与高升程凸轮配合；气门摇臂 和中间摇臂都开有活塞孔，这些活塞孔的中心位于同一轴线上，同步活塞A和同步活 塞B可在活塞孔中轴向移动。4 .VTEC控制系统的工作原理(1 )当发动机小负载运转时，VTEC电磁阀处于关闭状态，气门摇臂和中间摇臂 的沽塞扎中无油压，气门摇臂和中间摇臂分别独立运动，气门由两个低升程凸轮进行传 动，此时气门开启时间较短且气门升程较低。(2 )当发动机大负载运转时，ECU向VTEC电磁阀发出指令信号控制其打开，润 滑油进入气门摇臂和中间摇臂的:舌塞?L同步活塞A和同步活塞B

15、在油压的作用下轴 向移动，将两个气门摇臂和中间摇臂锁成一体，使它们一起运动。此时，由于高升程凸借助教具和挂图， 通过老师讲解，帮助 学生了解VTEC控制 系统的组成和，作原 理，熟悉进气控制系 统的检修方法任务实训（20 min）轮的轮廓比低升程凸轮的轮廓大，因此气门由高升程凸轮进行传动，气门开启时间随之 延长，气门升程随之增加。（详见教材）【教师】提出问题，随机邀请学生回答VTEC控制系统与VVL控制系统在结构与原理上有何区别？【学生】聆听.思考、回答【教师】总结学生回答进气控制系统执行器的检修进气控制系统的故障大多是由其执行器的故障引起的。当进气控制系统执行器存在 故障时，发动机将会出现启

16、动困难、怠速不稳或加速不良等现象。进气控制系统执行器 一般可用汽车故障诊断仪和万用表进行检测。1 .用汽车故障诊断仪检测凸轮轴调节电磁阀1 ）读取故障码2）读取凸轮轴调节电磁阀的数据流（详见教材）2 .用万用表检测凸轮轴调节电磁阀1 ）检测凸轮轴调节电磁阀的线束2）检测凸轮轴调节电磁阀的供电电压3）检测凸轮轴调节电磁阀的工作情况（详见教材）【学生】聆听、思考.理解,记忆【教师】组织学生扫码观看微课视频：检测凸轮轴调节电磁阀（详见教材）【学生】观看、聆听、理解、记忆【教师】布置实训任务：检测凸轮轴调节电磁阀。将全班学生以3 5人为一组进行 分组【学生】各组选出组长并进行任务分工，将小组成员及分工

17、情况填入表6-11中组号指导老师/JW女蛤*工领表6-11 组怖兄及分工情兄通过实践探索，巩 固课上所学理论知 识，帮助学生学会检 测凸轮轴调节电磁阀【教师】组织学生以小组为单位，按照以下活动步骤，完成实训任务1 .任务准备在明确任务内容的情况下，根据实际情况，在表6-12中写出汽车车辆（或试验台架）信息，并根据任务需求写出所需的工具、设备和资料等。表6-12汽车车辆（或试验台架）信息及所需的工具、设备和资料汽车车辆车型VIN码行驶里程（或试验台架）信息工具、设备、资料在进入工作前请同学们确认现场安全及个人防护情况，并在表6-13中的口上打表6-13现场安全及个人防护情况确认表设备安全 检查汽

18、车（或试验台架）点火开关是否关闭 检查汽车（或试验台架）挡位是否处于P挡或空档 检查汽车（或试验台架）3捺制动是否处于制动状态 检查汽车（或试验台架）发动机舱盖是否支撑在固定位置 检查汽车车轮垫块是否支撑到位,或试验台架支撑滚轮是否固 定牢靠且全部处于锁止位置场地安全 检查场地通风、采光是否良好 检查每个维修工位是否有足够的面积和图度 检查是否有应急通道和完善的消防设施个人防护检查是否穿戴好护目镜、工作帽、手套、工作鞋和合身的工作 服等劳保用品2 .任务实施I ）检查和拆装凸轮轴调节电磁阀在汽车实训室，对发动机上的凸轮轴调节电磁阀进行检查和拆装，并结合该车型发 动机维修手册完成表6-14 （详

19、见教材）中的内容。2）检测凸轮轴调节电磁阀在汽车实训室，用汽车故障诊断仪和万用表对凸轮轴调节电磁阀进行检测，并结合 该车型发动机维修手册完成表6.15 （详见教材）中的内容。【学生】分组、分工协作完成实训任务，各组组长展示任务完成情况，配合教师填 写考核评价表【教师】巡回指导，根据学生的实际表现进行评价，填写考核评价表（详见教材）总结知识点，巩固 学生对本节知识的印 象【教师】简要总结本节课的要点课堂小结（3 min ）本节课学习了进气控制系统的作用、类型、组成和工作原理，主要部件的基本知识 和检修方法，希望大家课下认真复习，巩固所学知识。【学生】总结回顾知识点作业布置（2 min）【教师】布置课后作业 完成中的课后习题。【学生】完成课后任务复习巩固学到的知 识本节课以任务为驱动，通过教学做一体化的方式，使学生在学习了新知识的同时，掌握了新的技能，学生教学反思学习兴趣较高，在互动环节与老师深入沟通，效果不错。但也有个别学生浑水摸鱼，滥竽充数，教师需要在后续教学中加以关注，尽量减少此类现象的发生。