汽车基础电子技术 5

项目三汽油机电控点火系统教案一、教学基本信息授课课题：项目三汽油机电控点火系统授课对象：汽车维修专业中职/高职学生授课时长：4课时（每课时45分钟）授课方式：理论讲授+实训操作教学目标：通过本项目的学习，了解汽油机对点火系统的要求、电控点火系统的类型；掌握微机控制点火系统的基本组成、控制原理、控制功能；掌握爆燃传感器的结构组成、工作原理、使用维护、检修方法；掌握几种典型电控点火系统执行元件的检修方法；能够对微机控制点火系统的故障进行正确检查、准确判断、合理维修，为能够全面准确排除电控发动机常见故障打下坚实的基础。教学重难点：

重点：微机控制点火系统的组成、控制原理；爆燃传感器的工作原理与检修；典型点火执行元件的检修方法。难点：微机控制点火系统的点火提前角控制、闭合角控制；爆燃反馈控制的工作过程；实车电路的分析与检测。教学准备：

理论教具：电控点火系统组成部件（传感器、ECU、点火器、点火线圈、火花塞）、爆燃传感器实物及结构模型、电路原理图（PPT展示）。实训器材：桑塔纳2000GSi/3000型轿车、帝豪EC715实车或发动机台架、万用表、LED调码器、故障阅读仪（V.A.G1551/V.A.G1552）、工具套装、爆燃传感器、点火控制组件等备件。教学资料：课件PPT、课本相关内容、实训指导书、检修标准表格。二、教学过程（4课时）第一课时：理论导入——汽油机电控点火系统基础（一）导入新课（5分钟）提问导入：汽油机点火系统的作用是什么？传统点火系统存在哪些不足？引出电控点火系统的优势，明确本节课学习核心——汽油机电控点火系统的基本要求、类型及整体认知，激发学生学习兴趣。（二）核心理论讲授（35分钟）1.汽油机对点火系统的要求点火系统是汽油机的核心组成部分，需满足以下3点核心要求，直接影响发动机动力性、经济性和排放性能：足够高的击穿电压：火花塞电极间隙需被高压电击穿才能产生火花，称为击穿电压。受电极间隙、缸内混合气压力温度、发动机工况等影响。起动时需17kV左右，行驶满载低速时需8~10kV，正常工作时需15kV以上；现代点火系统普遍能提供20kV以上电压，确保点火可靠。足够的点火能量：点火能量与火花塞电压、火花电流、持续时间相关，能量越大，着火性能越好。起动、怠速、急加速等工况需更高能量，现代高能点火装置点火能量需超过80~100mJ。精确的点火正时与缸序：需按发动机各缸工作顺序点火（四缸1342、六缸153624），并在最佳点火提前角点火。最佳点火提前角由动力性、经济性、排放性能共同确定，需随转速、负荷动态调整。2.电控点火系统的类型目前汽油机主流为电控点火系统，按控制方式分为两类：普通电子控制点火系统：增加闭合角、恒流控制，点火提前角依靠机械离心式和真空式调节装置调整。存在机械滞后、磨损、响应慢、控制不精确等缺陷，逐步淘汰。微机控制点火系统：由微机（ECU）根据传感器信号控制点火时刻，取消机械调节装置，控制精度高、响应快、抗干扰强，是目前主流。按有无分电器分为有分电器（已淘汰）和无分电器（主流）两种，无分电器点火系统又分为双缸同时点火和各缸单独点火。（三）课堂小结与作业（5分钟）小结：本节课重点掌握汽油机点火系统的3点要求、电控点火系统的两种类型及核心区别。作业：1.简述汽油机对点火系统的3点核心要求；2.对比普通电子控制点火系统与微机控制点火系统的差异。第二课时：理论讲授——微机控制点火系统的组成与控制原理（一）复习回顾（5分钟）提问：1.汽油机点火系统需满足哪些要求？2.微机控制点火系统相比普通电子控制点火系统的优势是什么？抽查学生作业完成情况，巩固上节课知识。（二）核心理论讲授（35分钟）一、微机控制点火系统的组成主要由传感器、电控单元（ECU）、点火执行器（点火器、点火线圈）、火花塞组成，大部分传感器与电控燃油喷射系统共用：传感器：检测发动机工况，向ECU提供参数，包括发动机转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量（或进气压力）传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆燃传感器、节气门位置传感器等。电控单元（ECU）：核心控制装置，与发动机其他电子控制系统共用，通过预设程序处理传感器信号，计算最佳点火提前角和闭合角，向点火器输出控制信号，确保发动机性能最佳。点火器：功率输出级，接收ECU指令，放大点火信号，驱动点火线圈工作。部分发动机将点火器集成在ECU内，核心功能包括：初级电路通断控制、闭合角与恒流控制、点火监视（IGf信号）、点火感知、锁止保护。点火线圈：将低压电转换为15~30kV高压电，采用闭磁路设计（口字形、日字形），能量损失小、电磁干扰小，初级电流上升快，需配合恒流控制装置避免过热。火花塞：安装在燃烧室，引入高压电产生火花，需满足机械强度、绝缘强度、耐高温、耐腐蚀、合适电极间隙等要求，保证气密性和合理着火点。二、微机控制点火系统的控制原理基本控制过程：发动机工作时，ECU接收各传感器信号，确定最佳点火提前角和闭合角，向点火器发出指令；点火器控制点火线圈初级电路通断，导通时储存磁场能量，切断时次级线圈产生高压电，按缸序送至火花塞，点燃气缸混合气完成做功。无分电器点火系统的配电方式：双缸同时点火：两个缸共用一个点火线圈，一个缸压缩上止点（有效点火），一个缸排气上止点（无效点火），分为二极管分配式和点火线圈分配式（如桑塔纳2000GSi）。各缸单独点火：每缸一个点火线圈，无需高压线，体积小、电磁干扰小，点火能量足，ECU可单独调整各缸点火正时，响应快。（三）课堂小结与作业（5分钟）小结：掌握微机控制点火系统的5大组成部件及各自作用，理解基本控制过程和无分电器点火系统的两种配电方式。作业：1.绘制微机控制点火系统的组成框图；2.简述双缸同时点火与各缸单独点火的区别。第三课时：理论讲授——微机控制点火系统的控制功能与爆燃传感器（一）复习回顾（5分钟）提问：1.微机控制点火系统由哪些部件组成？2.无分电器点火系统有哪两种配电方式？结合学生回答，导入本节课核心内容——点火系统的控制功能及爆燃传感器。（二）核心理论讲授（35分钟）一、微机控制点火系统的控制功能1.点火提前角控制（核心功能）ECU根据传感器信号计算实际点火提前角，公式为：实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角。初始点火提前角：固定值，由传感器安装位置确定（如丰田BTDC10°CA、桑塔纳2000GLiBTDC8°），起动时或转速低于400r/min时使用。基本点火提前角：存储在ECUROM中的三维脉谱图（转速、负荷为变量），由台架试验确定，非怠速时根据转速和负荷读取，怠速时结合空调开关状态确定。修正点火提前角：根据冷却液温度（暖机修正）、怠速工况（怠速修正）等参数调整，确保不同工况下点火最佳。控制分类：起动时（固定初始角）、起动后（结合基本角+修正角）。2.闭合角控制闭合角是初级电路通电期间曲轴转过的角度，影响初级电流和点火能量。ECU根据发动机转速和蓄电池电压控制闭合角：转速升高、电压下降时，闭合角增大，保证足够通电时间和点火能量，避免线圈过热和电能浪费。3.爆燃反馈控制爆燃是混合气不正常燃烧，会损坏发动机，减小点火提前角是消除爆燃的有效措施。爆燃传感器：检测爆燃振动，安装在缸体上，分为磁致伸缩式和压电式（非共振型、共振型、火花塞座垫型），将振动转换为电信号送入ECU。爆燃判别：根据传感器输出信号的振幅和持续时间判断爆燃强度，超过基准值则判定为爆燃。反馈控制过程：爆燃发生时，ECU推迟点火提前角（强度越大推迟越多）；爆燃消失后，逐步提前点火提前角，循环调整至临界爆燃状态，兼顾动力性和经济性。故障时，ECU推迟点火并报警。（三）课堂小结与作业（5分钟）小结：掌握点火提前角、闭合角、爆燃反馈三大控制功能，理解爆燃传感器的结构、工作原理及爆燃控制过程。作业：1.简述点火提前角的组成及各部分的含义；2.说明爆燃传感器的类型及爆燃反馈控制的工作过程。第四课时：实训操作——爆燃传感器、点火执行元件及电路检测（一）实训导入（5分钟）明确实训目的：掌握爆燃传感器的使用维护与检修方法、典型点火执行元件的检修方法，能分析实车点火电路并进行基础检测，培养故障判断与维修能力。强调实训安全规范（断电操作、工具使用规范、避免损坏部件）。（二）实训内容与步骤（35分钟）实训一：爆震传感器的使用与维护正确使用注意事项：

共振型爆燃传感器不能互换（需匹配发动机爆燃频率）。非共振型传感器拧紧力矩需按规范（如桑塔纳2000GSi为25N·m±5N·m），不得随意调整。桑塔纳2000GSi/3000型轿车爆燃传感器检修：

断电操作：断开点火开关，拔下传感器线束插头。电阻检测：用万用表OHM×100kΩ挡，检测传感器插座端子1-2、1-3、2-3，标准电阻均＞1MΩ。线束检测：拔下ECU和传感器插头，检测ECU端子与传感器端子之间的导线电阻，标准值＜0.5Ω，排查断路或接触不良。故障判断：电阻不符合标准或线束断路，更换传感器或修复线束；信号中断时，ECU会推迟点火提前角约15°，可通过故障阅读仪读取故障信息。实训二：点火执行元件的检修桑塔纳2000GSi/3000型点火控制组件检修：

电源电压检测：拔下四端子线束插头，接通点火开关，检测端子2与4之间电压，标准≥11.5V，否则检修电源线。ECU控制功能检测：用LED调码器连接端子1-4、3-4，起动发动机，LED闪亮则控制正常，否则检修线束或ECU。次级绕组电阻检测：用高阻抗万用表，检测1-4缸（A-D）、2-3缸（B-C）次级电阻，标准4000~6000Ω，不符合则更换组件。桑塔纳2000GLi型点火线圈检修：

初级绕组电阻：检测端子15与1之间，标准1.2~1.4Ω。次级绕组电阻：检测高压插孔4与端子15/1之间，标准6000~8000Ω，短路或断路则更换。实训三：点火系统电路的分析与检测（帝豪EC715）电路分析：对照电路图，分析点火系统组成、各部件连接关系，明确点火线圈、各传感器（进气/排气凸轮轴位置、曲轴位置、爆燃传感器）的电路连接及工作原理。电路检测：分组完成点火线圈、电源电压、点火波形检测，以及各传感器的线路和信号检测，记录检测数据，对照标准判断故障。（三）实训总结与答疑（5分钟）总结：梳理实训重点步骤，强调检修标准和安全规范，针对实训中出现的问题（如电阻检测偏差、线路排查困难）进行答疑。实训作业：撰写实训报告，记录实训过程、检测数据、故障判断思路及心得体会。三、教学评价理论评价（40%）：通过课堂提问、课后作业、单元测试，考查学生对电控点火系统组成、原理、控制功能的掌握程度。实训评价（60%）：根据实训操作规范性、检测数据准确性、故障判断能力、实训报告完整性进行综合评分，重点考查爆燃传感器、点火执行元件的检修操作及电路分析能力。四、教学反思1.需关注学生对抽象理论（如点火提前角控制、爆燃反馈控制）的理解，可通过动画、实物演示辅助教学，降低理解难度。2.实训过程中，部分学生对工具使用不熟练，需加强实操指导，确保每个学生都能掌握核心检修步骤。3.可增加故障模拟实训，让学生结合所学知识排查实际故障，提升故障判断与维修能力，贴合岗位需求。五、附：检修标准表格表3-1桑塔纳2000GSi型轿车爆震传感器检修标准检测项目检测条件检测部位标准电阻爆燃传感器电阻断开点火开关，拔下传感器插头传感器插座上端子“1”和“2”＞1MΩ爆燃传感器电阻断开点火开关，拔下传感器插头传感器插座上端子“1”和“3”＞1MΩ爆燃传感器电阻断开点火开关，拔下传感器插头传感器插座上端子“2”和“3”＞1MΩ传感器信号正极线拔下控制器、传感器插头控制器“60”端子至传感器插头“1”端子＜0.5Ω传感器信号正极线拔下控制器、传感器插头控制器“68”端子至传感器插头“1”端子＜0.5Ω传感器信号负极线拔下控制器、传感器插头控制器“67”端子至传感器插头“2”端子＜0.5Ω传感器屏蔽线拔下传感器插头发动机搭铁点至传感器插头“3”端子＜0.5Ω表3-2桑塔纳2000GLi型轿车点火系统检修参数项目技术参数项目技术参数点火线圈形式闭磁路式发动机型号AJR初级绕组电阻（20℃）1.2～1.4Ω点火顺序1-2-3-4次级绕组电阻（20℃）6000～8000Ω初始点火提前角12°±1°（850±50r/min)分缸线电阻（20℃）4600～7600Ω火花塞型号W8DC,W9DC火花塞电极间隙0.2～0.9mm火花塞拧紧力矩25N·m附表一帝豪EC715点火系统线束连接器线束