电控发动机实训教(学)案

1、普宁职业技术学校电控发动机实训教案指导教师：樊朝伟侯振鸿系别：机电工程系技能训练一 传感器认知、作用、安装位置及检测1、知识目标：a 熟练掌握传感器的构造、原理与工作性能参数检测b 熟练掌握传感器的控制电路图c 熟练掌握传感器的检测过程；2、能力目标：a 能够合理使用检测仪对发动机进行故障进行检测；b 能够正确检测传感器并进行故障分析；d 能够熟悉操作过程中的安全注意事项和环保知识。e 培养学生独立完成一项工作的能力和相互合作的意识。 培养学生学会使用资料 的能力1、教师准备： 电子控制系统多媒体设备与课件、完好发动机实验台架或整车、 通用解码器、常用工具、万用表、试灯、维修技术资料2、学生准

2、备：提前预习电控发动机电子控制系统，了解传感器系统的原理、构造、工作过程、故障诊断与排除方法等；3、准备工具、器材等。铅笔、小刀、尺板、画好的传感器系统电路图、工作服；【教学方法】一体化、项目教学、讨论、分组、实践、讲授、模拟1、电磁式曲轴位置传感器的结构（1）靠近机体一侧靠近飞轮处，有永久磁铁、线圈和齿圈组成。线圈 阻值为480-1000 Q（ 2）齿圈的周围分布 60 个齿，每一个齿对应的曲轴转角为 360° /60=6°，其中有两个轮齿空缺， 故将此传感器称为 58+2 式曲轴位置传感器， 供ECU识别1s4缸活塞上止点位置和发动机转速2、电磁式曲轴位置传感器的工作原

3、理（1）发动机运转时曲轴位置传感器的永久磁铁与 齿圈空隙是不断变化 的，这一变化引起磁回路的磁通量的变化，于是在线圈中感应出了感应电动 势。（2）在缺齿处产生了畸变的交变电压信号，ECU根据此确定上止点的位 置。（ 3）根据交变信号计算出发动机的转速，可准确的控制喷油时刻和点火提前角。3、检测1 搭铁线 2 信号线（ -） 3 信号线（ +）电阻检查：线圈电阻 2#与 3#为 480-1000Q， 1#与机体屏蔽线与接地的电阻为OQ电压检查：怠速时为 0.1V ，启动时，信号电压应明显变化，用试灯连接2#与 3#线束，试灯应闪烁。一、 项目任务 ： 任务一：电子控制系统的组成、电路控制、工作原

4、理、故障诊断与排除方法； 任务二：传感器的工作原理任务三：传感器的检测 任务四：传感器的故障排除； 实习课任务：任务一：解码器的操作过程与方法；任务二：传感器的检测方法；任务三：传感器诊断与排除1、分组布置任务：学生分为八个小组，明确两个项目任务2、学生讨论并计划应进行的任务：针对问题，列出解决问题的过程、步骤； 说明每一步骤的理由。3、对讨论结果描述、教师讲评和补充：向全体同学解释自己准备任务的步 骤；教师对每组的说明及时点评和补充。 要求学生进行详细记录， 并培养学生语 言表达能力。4、学生讨论、教师巡视指导：学生按照拟定好的任务过程进行操作；教师 巡视讨论过程，并及时纠正不当之处以及原因

5、。对讨论过程进行记录和修改。5、学生对讨论过程进行小结、教师补充：学生针对自己的讨论过程进行总 结，并向全体同学说明；教师再次进行简短点评。6 、学生恢复教学环境、教师检查。1、教师设置曲轴位置传感器系统故障：曲轴位置传感器故障、线路故障等；2、学生实操：全班同学共分成 5个小组， 5人/ 组（实习指导教师每人各带4个小组 20人，指导学生实习操作） ；每组设置不同的任务（故障） 。3、分组时指定一名纪律和技能都比较好的同学作为组长，负责该小组按教师布置的任务开始实习；4、要求人均 2025 分钟完成一次；5、教师在全实习过程中巡回指导，视实际情况进行个别辅导或再进行集中辅导；6、学生恢复教学

6、环境、教师检查：结束实习时，讲评实习情况，设备的清洁整理；工具的清洁整理；场地卫生的清洁整理。3、实施方案：1、故障分析根据故障现象： 发动机不能起动； 仪表板有一个指示灯闪烁；首先调用解码器对电控故障查询。需要做检查，检查的步骤如下： 第一步：查看有没有故障码？若有故障码先排除故障码显示的故障； 第二步：经调去故障吗， 显示为曲轴位置传感器信号不良故障，检查曲轴位置传感器；传感器信号电压正常进行第三步；第三步：曲轴位置传感器线路的检查；2、故障检查确定：第一步：使用 X-431 检测仪查询故障码；第二步：使用试灯检查曲轴位置传感器工作是否正常 ；第三步：使用数字表检测曲轴位置传感器与电脑的导

7、线连接情况；3、故障排除：经检查， 曲轴位置传感器与电脑的连线中间出现断路情况。 实习操作过程由 实习教师指导就车或在发动机实验台上进行；故障排除。4、故障复查：将点火开关0N-0FF-0重复3次以上，起动汽车发动机，着车顺利，加油顺 畅；故障彻底排除。项目拓展其他车型的传感器的检查方法，要查清电路图看清控制原理。项目作业传感器的检查小结：备课不是一个简单的过程， 清楚的阐明教学或实习任务、 调动学生的 积极性是关键； 有机地把实习容的顺序打乱， 经过精心地处理后再重组， 再补充 相应的课外知识。 坚持采用多媒体课件演示的教学方法， 丰富教学手段， 并增强 教学的直观性，能够起到事半功倍的效果

8、。1、霍尔式曲轴位置传感器的结构（1）桑塔纳 2000 汽车的霍尔效应凸轮轴位置传感器安装在汽缸盖的前 端的凸轮轴齿轮后方，主要有转自和霍尔传感器组成。转子安装在凸轮轴齿 轮后方，有凸轮轴驱动，霍尔传感器中的霍尔元件是一个半导体，固定在一 个瓷支座上，霍尔元件片的对面装有有就此贴，中间有空气间隙。2、霍尔式曲轴位置传感器的工作原理（1）ECU通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时 使磁场强度改变，霍尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转速。2）当传感器的转子实体进入霍尔元件的气隙时，传感器输出高电平5V,当实体离开霍尔元件的

9、气隙时，传感器输出低电平0V。（3）霍尔效应式传感器的输出信号都是矩形电压脉冲，是数字信号 可以被ECU接收。3、检测J220 电脑 1# 电源线 2# 信号线 3# 屏蔽线 G40 霍尔传感 器1、电源电压检查：先KEY-OFFS下插头，然后KEY-ON测量1和3之间的电压为5V,否则检查电源线和 ECU2检查连接线路3、信号电压检查： 用LED灯连接2#3#，启动发动机，LED闪烁,否则更换传感器 理论课任务：一、项目任务 ：任务一：电子控制系统的组成、电路控制、工作原理、故障诊断与排除方法； 任务二：霍尔式曲轴位置传感器的工作原理任务三：霍尔式曲轴位置传感器的检测任务四：霍尔式曲轴位置传

10、感器的故障排除；2、确定方案：（理论课）1 、分组布置任务：学生分为八个小组，明确两个项目任务2、学生讨论并计划应进行的任务：针对问题，列出解决问题的过程、步骤； 说明每一步骤的理由。3、对讨论结果描述、教师讲评和补充：向全体同学解释自己准备任务的步 骤；教师对每组的说明及时点评和补充。 要求学生进行详细记录， 并培养学生语 言表达能力。4、学生讨论、教师巡视指导：学生按照拟定好的任务过程进行操作；教师巡视讨论过程，并及时纠正不当之处以及原因。对讨论过程进行记录和修改。5、学生对讨论过程进行小结、教师补充：学生针对自己的讨论过程进行总 结，并向全体同学说明；教师再次进行简短点评。6 、学生恢复

11、教学环境、教师检查。（实习课）方案1 、教师设置霍尔式曲轴位置传感器系统故障： 霍尔式曲轴位置传感器故障、 线路故障等；2、学生实操：全班同学共分成 5个小组， 5人/ 组（实习指导教师每人各带 4个小组 20人，指导学生实习操作） ；每组设置不同的任务（故障） 。3、分组时指定一名纪律和技能都比较好的同学作为组长，负责该小组按教师布置的任务开始实习；4、要求人均 2025 分钟完成一次；5、教师在全实习过程中巡回指导，视实际情况进行个别辅导或再进行集中 辅导；6、学生恢复教学环境、教师检查：结束实习时，讲评实习情况，设备的清洁整理；工具的清洁整理；场地卫生的清洁整理。3、实施方案：1、故障分

12、析根据故障现象： 发动机能起动； 仪表板有一个指示灯闪烁；首先调用解码器对电控故障查询。引起这个故障的原因分析如下：G40 信号不可靠故障的原因比较多，和 G28 的信号息息相关，当车辆正常的时候， G40 和 G28 的信号有一个正常的对应关系。如果控制单元检测到两者 之间的对应关系不正常则设定 G40 信号不可靠的故障码。不仅仅是线路故障， G40 故障均会出现这个故障码。正时不正确时也会影响到两者之间的对应关系。 装备有凸轮轴正时调节机构不能正常工作，如凸轮轴调节电磁阀 N205 卡滞或机油压力不正常，都会导致设 置 G40 信号不可靠故障码。这是因为电脑并不监测机油压力和 N205 的

13、机械部 分，它工作的前提是机油压力正常， N205 正常。当需要调节凸轮轴正时的时候， 电脑发出指令使 N205 开启，进而通过机油压力调节凸轮轴的角度位置，与此同 时，电脑通过 G40 和 G28 信号的变化监测调效果。当发出指令后，并没有得到 执行的效果，电脑就会认为 G40 出故障，设定出 G40 信号不可靠的故障码。2、故障检查确定：第一步：使用 X-431 检测仪查询故障码；第二步：使用试灯检查曲轴位置传感器工作是否正常 ；第三步：使用数字表检测曲轴位置传感器与电脑的导线连接情况；3、故障排除：经检查， 曲轴位置传感器与电脑的连线中间出现断路情况。 实习操作过程由 实习教师指导就车或

14、在发动机实验台上进行；故障排除。4、故障复查：将点火开关0N-0FF-0重复3次以上，起动汽车发动机，着车顺利，加油 顺畅；故障彻底排除。项目拓展其他车型的曲轴位置传感器的检查方法，要查清电路图看清控制原理。项目作业霍尔式曲轴位置传感器的检查小结：备课不是一个简单的过程， 清楚的阐明教学或实习任务、 有故障引出课题，调动学生的积极性是关键；有机地把实习容的顺序打乱，经过精心地处理 后再重组，再补充相应的课外知识。坚持采用多媒体课件演示的教学方法，丰富 教学手段。1水温传感器的结构由负温度系数热敏电阻（NTC）制成的结构如图所示：热敏屯阻I2、水温传感器的工作原理丰田车系冷却系统温度传感器的电路

15、如图所示：传感器的热敏电阻与ECU的固定电路组成分压电路。ECU根据热敏电阻上的电压值即可计算出冷却液温 度，冷却液温度越高，热敏电阻的阻止越小，其分压越小，反之，冷却液温度低，其分压值越大。ECUS据冷却液温度对点火正时，喷油量和怠速转速进行修正， 冷却液温度也低时，适当增加喷油量，且适当减少点火提前角，反之适当减少喷 油量，且适当增大点火提前角。-) THA E23、检测*h丄丄-扣“加40仙帥10(1 洱度*贮|不同温度下的电阻应符合以下表格温度C阻值Q-2010000-2000004000-7000202000-300040900-130060400-70080200-400电压检查：

16、拔下传感器插头，打开点火开关，测量 THA端子与E2之的电压应为5V, 否则检查传感器或ECU启动发动机，测量传感器 THA端子与E2之间的电压，应在0.5-4V之间。 否则更换3、实施方案：1、故障分析根据故障现象：发动机不能起动；仪表板有一个指示灯闪烁；首先调用解码 器对电控故障查询。经解码器调出的故障吗为水温传感器故障。 由于ECU根据冷 却液温度传感器来控制喷油量，点火提前角和怠速转速等进行修正。 如果电脑没 接收到温度信号就不能很好的控制点火和喷油所以出现不好发动的情况。2、故障检查确定：第一步：使用KT600检测仪查询故障码；第二步：使用万用表检查水温传感器工作是否正常 ；第三步：

17、使用数字表检测水温传感器与电脑的导线连接情况;3、故障排除：经检查， 水温传感器到电脑之间的导线出现断路。 实习操作过程由实习教师 指导就车或在发动机实验台上进行；维修传感器与电脑之间的线束后故障排除。4、故障复查：将点火开关0N-0FF-0重复多次，起动汽车发动机，着车顺利，加油顺畅； 排气管中不再冒黑烟，故障彻底排除。项目总结理论课：学生分组讨论兴致很高，互相抽查电路图以及互相研讨电控电子 系统的故障诊断与排除，进一步培养了学生的语言表达能力与总结能力。实习课：分组实施任务着重提高学生的动手能力， 进一步培养了学生独立 完成一项工作的能力和相互合作的意识。 培养了学生学会使用资料的能力。

18、部分 学生在使用工具与检测仪器的时候不注意操作要领与操作步骤； 这将导致读数不 正确，测量数据不准等；【教学后记】备课首先清楚的阐明教学或实习任务、 有故障引出课题， 调动学生的积极性 是关键；有机地把教学容的顺序打乱， 经过精心地处理后再重组， 再补充相应的 课外知识。坚持采用多媒体课件演示的教学方法， 丰富教学手段。 让学生寓教于 乐积极接收新知识掌握故障的排除方法。1 、氧传感器的作用安装在排气管中，用于检测废气中的氧的含量，并以电压的形式传给ECU，ECU来判断可燃混合气的浓度，并对燃油喷油量进行修正，保证空燃比为14.7附近。2、氧传感器的结构桑塔纳 2000 时代超人乘用车采用二氧

19、化锆式氧传感器有二氧化锆瓷管、 铂 电极、加热器、瓷涂层等组成，二氧化硅瓷管的表面通大气，外表面置于废气之 中。加热器的作用而银行股瓷管是一种固体电解质只有在300C以上才能进入正常工作状态而输出电压信号， 因此要使氧传感器能在发动机启动后尽快的投入 工作，以减少排气污染， 就必须在氧传感器增设加热元件， 通常使用正温度系数 的瓷半导体材料制作而成。铂电极的作用在鳄鱼湖干瓷管的外表面均涂有一层多孔性铂电极，出作为 电击外，还起到催化剂的作用， 用以加快氧化反应速度， 提高氧传感器的工作灵 敏度。3、工作原理二氧化锆式氧传感器， 表面通大气， 因此在传感器的外间产生了氧浓度差， 从而产生电压。发

20、动机工作时，信号电压为0.45V上下波动，每10s变化8次为正常。当输出的信号大于0.5V时，ECIM定混合气过浓，减少喷油量，当输出的 信号小于0.5V时，ECU认定为稀混合气，增加喷油量。4、检测电压： 1 与 2 端子电压为蓄电池电压电阻：1与2端子电阻为1-5 Q，温度升高阻值升高信号电压：3与4端子电压，急踩油门电压为，关 闭油门电压为 2、确定方案：（理论课）1 、分组布置任务：学生分为八个小组，明确两个项目任务2、学生讨论并计划应进行的任务：针对问题，列出解决问题的过程、步骤； 说明每一步骤的理由。3、对讨论结果描述、教师讲评和补充：向全体同学解释自己准备任务的步 骤；教师对每组

21、的说明及时点评和补充。 要求学生进行详细记录， 并培养学生语 言表达能力。4、学生讨论、教师巡视指导：学生按照拟定好的任务过程进行操作；教师 巡视讨论过程，并及时纠正不当之处以及原因。对讨论过程进行记录和修改。5、学生对讨论过程进行小结、教师补充：学生针对自己的讨论过程进行总 结，并向全体同学说明；教师再次进行简短点评。6 、学生恢复教学环境、教师检查。（实习课）方案1 、教师设置二氧化锆传感器系统故障： 二氧化锆传感器故障、 线路故障等；2、学生实操：全班同学共分成 5个小组， 5人/ 组（实习指导教师每人各带 4个小组 20人，指导学生实习操作） ；每组设置不同的任务（故障） 。3、分组时

22、指定一名纪律和技能都比较好的同学作为组长，负责该小组按教 师布置的任务开始实习；4、要求人均 2025 分钟完成一次；5、教师在全实习过程中巡回指导，视实际情况进行个别辅导或再进行集中 辅导；6、学生恢复教学环境、教师检查：结束实习时，讲评实习情况，设备的清 洁整理；工具的清洁整理；场地卫生的清洁整理。3、实施方案：1、故障分析根据故障现象： 发动机不能起动； 仪表板有一个指示灯闪烁；首先调用解码 器对电控故障查询。经解码器调出的故障为氧传感器故障。由于ECI根据氧传感 器来控制喷油量， 点火提前角和怠速转速等进行修正。 如果电脑没接收到氧信号 就不能很好的控制点火和喷油所以出现不好发动的情况

23、。2、故障检查确定：第一步：使用KT600检测仪查询故障码；第二步：使用万用表检查二氧化锆传感器工作是否正常 ；第三步：使用数字表检测二氧化锆传感器与电脑的导线连接情况；3、故障排除：经检查，氧传感器到电脑之间的导线出现断路。 实习操作过程由实习教师指 导就车或在发动机实验台上进行；维修传感器与电脑之间的线束后故障排除。4、故障复查：将点火开关0N-0FF-0重复多次，起动汽车发动机，着车顺利，加油顺畅； 排气管中不再冒黑烟，故障彻底排除。【教学后记】备课首先清楚的阐明教学或实习任务、 有故障引出课题， 有机地把教学容的 顺序打乱调动学生的积极性是关键； 经过精心地处理后再重组， 再补充相应的

24、课 外知识。坚持采用多媒体课件演示的教学方法， 丰富教学手段。 让学生寓教于乐 积极接收新知识，掌握故障的排除方法。技能训练四 发动机点火系统一、实训项目说明（1）发动机点火系统的工作原理及检修；（2）万用表的使用及检测；（3）点火控制原理；、实训课时： 6 学时 三、技术标准与要求（1）点火系统部检测容包括：分电器检测、线路检测、传感器、火花塞、 分缸线等检测容。（2）转子间隙检测、初级和次级线圈检测、传感器型号检测、IGF 和 IGT型号检测等；（3）正确使用万用表；（4）准确读数，计算结果和标准值对比，判断其好坏；四、实训教学目标1、掌握电路图2、掌握电控系统各器件的测量方法；3、能准确

25、的判断端子并测量相关元器件的好坏；4、掌握正确的基本数据；五、实训教学要点（1）重点：转子间隙检测、初级和次级线圈检测、传感器型号检测、IGF和 IGT 型号检测；（2）难点：IGF和IGT信号的动态检测、转速传感器的测量；六、实训教学准备丰田5A发动机6台；丰田5A发动机运行台架6台；维修手册6本；发动 机电控教材（学生自带） ；汽车万用表；蓄电池；试电笔；备用电器件；七、教学组织形式1）教学组织形式：每班最多可以分为五个组，每组大约七个人左右，在 进行测量的过程中， 2 人负责检测，有两人负责查看维修手册，并在 一旁加以指引，另外三位同学在一旁学习，并思考，灵活搭配。（2）实训教师职责A、

26、讲解操作任务作业流程、操步骤、技术规和注意事项；B组织管理学生进行操作；C、检查、指导和纠正学生的错误。八、操作步骤及工作要点 电路图、工作原理是基础 . ，元器件检测，线路故障检测为主要母的。首先通过 教师讲解电路图， 相关的检测方法， 通过实操实验给学生看， 让学生掌握基本的 方法。之后有学生分组进行针对性练习，先理论，通过实操，达到理论和实践相 融合，进一步加深了学生对此系统的了解。一、丰田5A微机控制点火电路的基本工作原理：电子控制装置（ECU根据节气门位置传感器（或空气流量传感器或进气歧 管压力传感器）、发动机转速传感器和冷却水温度传感器提供的发动机负荷、转 速和冷却水温度等信号确定

27、最佳点火提前角， 并根据曲轴转角传感器提供的曲轴 转角信号输出点火正时（IGT）信号，而点火器则确定和控制初级电路的通电时 间。当ECU俞出IGT信号，点火线圈一次侧电流中断而实现点火时，点火器输出 一个点火确认（IGF）信号给ECU如果ECU未收到IGF信号，ECU则立即停止喷 油器的喷油。如果ECU检测到IGT或IGF电路断路或短路，即在连续输出 4次 IGT信号后ECU未接收到IGF信号，ECU即认为点火器有故障。根据该基本工作 原理，可以利用点火信号（IGF和IGT信号）对微机控制点火电路进行故障分析。1、点火器结构：由气缸判别、闭合角控制、 恒流控制、安全信号等电路组成。功能：根据

28、ECU 的指令，控制点火线圈初级电路的通电或断电，并在完成 点火后向 ECU 输送点火确认信号 IGf检测：用万用表或示波器检查发动机 ECU 相应端子间电压，应符合要求。2、点火线圈其功用、结构、工作原理与传统点火系的相同。检测：万用表检测点火线圈的电阻，应符合规定 ，否则说明点火线圈有故 障。3、分电器其功用、结构、工作原理、检修方法与传统点火系的基本相同。4、爆燃传感器功能：检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。类型：电感式和压电式两种。 压电式又分为共振式、 非共振式和火花塞座金 属垫型。（1）电感式爆燃传感器构造：主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。原理：利用电磁感应原理检测发动机爆

29、燃。 当发动机爆燃时， 铁心受振动而 使线圈磁通发生变化，从而产生感应电动势（2）压电式爆燃传感器原理：利用压电效应原理检测发动机爆燃。二、点火控制电路 ：维修时，点火开关接通后，用万用表检测点火器“ B ”端子和点火线圈 的“”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压，否则说明电源电路有故障。 发动机怠速时，检查点火器“ IGT”端子与搭铁之间应有脉冲信号，否则说明控 制线路活ECU有故障。发动机怠速时，检查 ECU的“ IGF”端子与搭铁之间应 有脉冲信号，否则说明点火器活信号线路有故障。1、 IGF 信号的检测与分析起动发动机时用万用表在 ECU线束侧连接器上测量IGF端子电压，即IGF 信号电压，其值应为 0.8V-1.2V ；如果