活动1(电控汽油发动机空气供给系统故障的诊断)教案

【课题】活动1 电控汽油发动机空气供给系统故障的诊断
【情景描述】
当电控汽油发动机工作时，出现动力不足、燃油消耗增加或排放超标，可能发动机空气供给系统有故障，需要进行诊断分析并加以排除，以恢复发动机性能。

此项工作要求掌握电控发动机空气供给系统的工作原理和故障诊断方法。

【教材版本】
吕坚.汽车运用与维修专业课程改革试验教材——汽车故障诊断.北京：高等教育出版社，2009
【教学目标】
知识目标：通过讲解与演示，知道电控汽油发动机空气供给系统主要元件的功用、构造与原理；知道故障诊断的基本流程。

能力目标：通过演示与实训，使学生会正确使用汽车专用诊断仪读取和清除故障信息；会使用万用表和汽车示波仪检测元件工作状况。

情感目标：渗透专业学习与实际相结合的思想，从而激发学生学习专业课的兴趣。

【教学重点、难点】
教学重点：电控汽油发动机空气供给系统主要元件的结构与原理。

教学难点：电控汽油发动机空气供给系统主要元件诊断与检测的仪器操作。

【教学媒体及教学方法】
本节课通过使用理论—-实操一体化的教学方法，调动学生的学习积极性，注重培养学生观察分析、实践动手能力，针对不同的学生采用因材施教的方法，使全体学生在任务引领下的学习中都能有所收获。

使用教材项目四活动1，使用电控发动机台架和诊断、检测仪器实物和投影
仪播放的多媒体演示素材。

本节内容可大体分为三部分，对每一部分内容结合采用讲授法、演示法、实习操作等不同的教学方法。

一是通过演示，讲授电控汽油发动机空气供给系统主要元件的结构与原理；二是通过演示法、实习操作使学生进一步熟悉、理解和掌握电控汽油发动机空气供给系统主要元件故障诊断的流程以及检测仪器的操作。

【课时安排】
6课时（270分钟）
【教学建议】
教学采用理实一体化方法，在教学过程中应交替使用诊断仪实物、多媒体和教材。

根据学生基本情况及学习中的总体反应，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。

【教学过程】
一、导入（15分钟）
电子控制汽油喷射系统（EFI系统）是利用安装在发动机不同部位上的各种传感器所测得的工作参数，按电控单元中设定的控制程序，通过对汽油喷射时间的控制来调节喷油量，从而改变混合气浓度，使发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。

电控汽油喷射系统都由三个子系统组成，即：空气供给系统、燃油供给系统和控制系统。

二、新授（120分钟）
1．空气供给系统的功用与组成（15分钟）
教师分析讲解：空气供给系统的作用：向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对流入发动机气缸的空气质量进行直接或间接计量，使它们在
系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。

空气供给系统除了空气滤清器、进气总管和进气支管外，还有电控汽油喷射系统特有的空气计量装置、节气门体和节气门位置传感器等。

教师演示：通过多媒体教学片和发动机台架，讲解空气供给系统基本组成和功用。

2．空气计量装置的作用、结构、原理和检测诊断（30分钟）
教师演示：手持空气计量装置的各零部件实物和投影仪播放的多媒体演示素材，运用演示法讲解结构组成、工作原理和检测方法。

（1）空气计量装置主要零部件的结构与原理
电控发动机中使用的空气计量装置有：翼片式空气流量计、卡门涡旋式空气流量计、热线式空气流量计和热膜式空气流量计；还有一种间接检测空气流量的进气支管绝对压力传感器。

热模式空气流量计采用板式热电阻。

被电流加热的热电阻放在进气通道中，由于进气气流的冷却作用，使热电阻温度下降后。

其温度下降的程度与进气流量、空气温度、空气密度有关。

当热电阻温度下降时，电阻值变小，流过热电阻的电流随之增大，直至热电阻恢复原来的温度和电阻值为止。

这一电流由流量计的控制电路来控制。

控制电路还将电流的变化转换成电压的变化输入电脑，电脑根据电压的大小计算出进气量。

热模式空气流量计的特点是测量精度高、响应速度快、进气阻力小，而且可靠、耐用，不会因粘附污物而影响测量精度。

热线式空气流量计的结构与原理基本相同，不同之处是采用线式热电阻。

热线式空气流量计的常见故障有：热线受污染、热线断路、温度补偿电阻性能不良等。

这些故障会使发动机运转不平稳或不能正常工作、发动机油耗过高等。

进气支管绝对压力传感器常用的是半导体压敏电阻式，主要有硅片、IC电路和绝对真空室组成。

它检测进气管内压力变化。

其工作原理是：封装在真空室内的硅片，由于一侧受进气压力的作用，另一侧是真空，所以在进气支管压力发生变化时，硅片产生变形，使扩散在硅片上的电阻的阻值改变，导致电桥输出电压发生变化。

集成电路IC将这一电压放大处理，作为进气支管压力信号送到ECU。

进气支管绝对压力传感器的常见故障有：控制线路短路或断路、真空软管连接不当或破裂等。

它损坏后的故障现象和空气流量计故障现象相似，即ECU不能正常地进行喷油量的控制，造成混合气过浓或过稀，发动机运转不正常。

要点：空气计量装置检测的发动机运行时的进气量信号是电控燃油喷射系统的主控信号。

（2）空气计量装置主要零部件的诊断与检测
1）上海别克轿车3.0L、L46型发动机的空气计量装置：
别克发动机同时安装空气流量计MAF与进气歧管绝对压力传感器MAP，MAF的型式为热线式传感器，是燃油喷射和点火控制的主控信号。

MAP传感器响应进气支管压力变化，在运行EGR、启动工况或发动机负荷转速急剧变化时对进气气流进行检测，可以修正点火提前角与空燃比，并可检测EGR的废气流量。

热线式空气流量传感器的诊断与检测；
Tech 2汽车专用诊断仪读取故障信息→万用表检测传感器工作电压和信号电压（电压法）→万用表检测传感器与PCM的连接以及传感器参数（电阻法）→汽车示波仪检测传感器动态波形（对比原厂数据进行分析）
要点：热线式或热模式空气流量传感器的输出信号电压是随空气量的增大而线性上升，部分传感器输出信号经传感器内置电路处理为频率信号，如通用一些车型。

进气歧管绝对压力传感器的诊断与检测；
Tech 2汽车专用诊断仪读取故障信息→万用表检测传感器电源电压和信号电压（电压法）→万用表检测传感器与PCM的连接以及传感器参数（电阻法）→汽车示波仪检测传感器动态波形（对比原厂数据进行分析）
要点：MAP传感器主要测试：停车时（进气真空度为零）电压比较高大约为4V；怠速时（真空度较大）电压比较小大约2V以下；加速时（真空度下降）电压有所上升。

2）桑塔纳2000 AJR型发动机的空气流量计（G70）为热膜式五线制。

热膜式空气流量计（G70）传感器的1#端空脚；2#端在发动机运行时有12V 电压；3#端为接地端；4#端在发动机运行时有约5V电压；5#端在发动机运行时电压约为1.5～2.5V。

空气流量计（G70）的诊断与检测；
V.A.G 1552汽车专用诊断仪读取故障信息（01→02）和动态数据信息（01→08→002）→万用表检测空气流量计（G70）工作电压和信号电压（电压法）→万用表检测空气流量计（G70）与ECM的连接（电阻法）→汽车示波仪检测空气流量计（G70）信号电压的动态波形（对比原厂数据进行分析）
要点：检测进气空气质量流量时应关闭所有用电设备，空气质量流量3.0～4.0g/s为正常，小于2.0g/s为进气系统有泄漏，大于4.0g/s为发动机负荷太大。

学生复习：采用互动式教学，选取部分学生表述空气计量装置的作用、结构组成和工作原理，并能正确使用仪器进行空气计量装置的故障诊断与检测操作。

3．节气门位置传感器的作用、结构、原理和检测诊断（30分钟）教师演示：手持节气门位置传感器实物和投影仪播放的多媒体演示素材，运用演示法讲解结构组成、工作原理和检测方法。

（1）节气门位置传感器的结构与原理
节气门位置传感器用来检测节气门开度。

它安装在节气门体上，通过节气门轴。