《汽车发动机电控系统检修》教案 第11课 喷油器及其控制电路检修

PAGE2 PAGE2PAGE1 PAGE1

课题喷油器及其控制电路检修课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）熟悉喷油器的类型和工作原理（2）了解喷油器的控制电路（3）掌握喷油器及其控制电路的检修方法技能目标：能检修喷油器故障素质目标：强化脚踏实地、认真负责的工作态度教学重难点教学重点：喷油器的类型、工作原理和控制电路教学难点：检修喷油器故障教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计任务导入（3min传授新知（47min）→任务准备（8min）→任务实施（25min→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂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（3min）【教师】讲述“任务描述”的相关内容周先生的车是一辆宝马760Li汽车，搭配N74发动机和8速自动变速器，买了已有6年，行驶里程为56000km。最近驾驶该车时发现，发动机故障灯亮起，并伴有冷车启动抖动现象。【学生】聆听、思考借助任务导入，激发学生学习兴趣，使学生明确学习目标，树立学习信心传授新知（47min）【教师】讲解喷油器及其控制电路【教师】播放“电控喷油器”微课视频（详见教材），让学生对其有一个大致认知电控喷油器具有动态流量范围大、雾化性能好、抗堵塞性好、抗污染性好等特点。喷油器是电控发动机燃油喷射系统的执行器，它接收发动机ECU发出的喷油电脉冲信号，定时喷油和断油，精确喷射燃油量，将燃油以一定压力的雾状形式喷入气缸进气门前的进气歧管或进气管道的缸盖中。1．喷油器的分类及工作原理【教师】展示“喷油器”图片（详见教材）或实物，讲解新知（1）按燃油喷射位置分类【教师】结合“缸内喷射和缸外喷射”图片（详见教材）进行讲解①缸内喷射喷油器：是指将燃油直接喷入气缸内的喷油器，直喷发动机的燃油喷射就是采用此种类型的喷油器。②缸外喷射喷油器：是指将燃油喷入气缸外的进气管内的喷油器。（2）按电阻值分类①低电阻型喷油器：它的电磁线圈匝数较少，电阻值一般为2～3Ω，线圈电感较小，动态响应特性较好，既可用电压驱动，也可用电流驱动。②高电阻型喷油器：它的电磁线圈电阻值为13～16Ω，只能用电压驱动，因而驱动电路较简单、成本较低，但无效喷射时间较长，响应特性较差。（3）按喷油器的结构形式分类【教师】展示“轴针式和球阀式电磁喷油器”图片（详见教材），提出问题，随机邀请学生回答仔细观察图片，找出轴针式和球阀式电磁喷油器在结构上的区别。【学生】聆听、观察、思考、回答【教师】总结学生回答①轴针式轴针式电磁喷油器主要由燃油滤网、电磁线圈、复位弹簧、衔铁、针阀、O形密封圈等组成。【教师】讲述“提示”的相关内容燃油滤网的作用是过滤燃油中的杂质。O形密封圈除密封、防止燃油泄漏和漏气外，还具有减振、隔热作用，防止喷油器中的燃油产生燃油蒸气气泡。【学生】聆听、思考、理解、记忆②球阀式球阀式的阀体是球阀，球阀式的阀体导杆比轴针式短。③片阀式片阀式电磁喷油器的阀体是由质量较轻的片阀、导管和带孔阀座组成，它具有更大的流量和更强的抗堵塞能力。2）喷油器的工作原理发动机ECU根据各类传感器信号来控制喷油器工作。当ECU发出喷油控制信号时，喷油器与电源回路接通，电磁线圈通电，产生电磁吸力，压缩复位弹簧，将衔铁吸起，并带动针阀离开阀座，阀门打开，燃油通过轴针与喷口的环隙或喷孔喷出。……（详见教材）【教师】讲述“提示”的相关内容复位弹簧的弹力大小对阀体密封性、喷油器喷油和断油的响应性有影响。喷油量的多少主要取决于针阀行程、喷口截面积、喷油压差和喷油时间。当前三种确定时，喷油量则取决于针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间。【学生】聆听、思考、理解、记忆2．喷油器的控制电路1）喷油器的驱动方式喷油器的驱动方式有电流驱动和电压驱动两种。其中，电流驱动只适用于低电阻型喷油器；电压驱动适用于低阻型和高阻型喷油器。（1）电流驱动【教师】结合“低阻型喷油器电流驱动电路”图片（详见教材），讲解电流驱动方式的工作原理低阻型喷油器与蓄电池直接相连，没有串接附加电阻，ECU通过检测回路电磁线圈中的电流来进行控制。为了防止功率晶体管和喷油器被大电流烧坏，ECU中加装了反馈电路。……（详见教材）（2）电压驱动【教师】结合“低阻型和高阻型喷油器的电压驱动电路”图片（详见教材），讲解电压驱动方式的工作原理在低阻型喷油器电压驱动电路中，需串接附加电阻，降低流过喷油器线圈的电流，防止电磁线圈因过热而损坏。在高阻型喷油器电压驱动电路中，因电磁线圈电阻较大，无需再串接附加电阻。【教师】提出问题，随机邀请学生回答低阻型和低阻型喷油器的电压控制电器有何区别？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生回答，然后讲述“提示”的相关内容喷油器驱动电路中都设有消弧电路，可防止电磁线圈因电路中断而产生瞬间过压或过流，烧坏喷油器。在喷油器驱动电路中，ECU通过脉冲信号控制功率晶体管的导通和截止，从而控制喷油器电磁线圈电路的通断。电磁线圈的导通时间与脉冲信号的宽度有关，宽度越大，导通时间越长，喷油时间也越长，喷油量越大。【学生】聆听、思考、理解、记忆2）喷油器的喷射方式电控燃油喷射系统按喷油的持续性可分为连续喷射和间歇喷射两类。连续喷射一般用在机械控制系统，即每个气缸口安装一个机械喷油器，现代汽车已基本不采用此种喷射方式。间歇喷射是指在发动机运转期间，间歇性地向进气歧管或气缸内喷油，它广泛应用于现代电控燃油喷射系统中。间歇喷射按喷油器控制方式可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种。（1）同时喷射各缸喷油器并联在一起，电磁线圈电流由一个功率管VT驱动控制。它以发动机最先进入做功行程的喷油器为基准，各气缸喷油器同时喷油、断油，其控制精确度较低，现在很少使用。【教师】展示“同时喷射控制电路”图片（详见教材），提出问题，随机邀请学生回答分析同时喷射控制电路的优缺点。【学生】聆听、观察、思考、回答【教师】总结学生回答（2）分组喷射分组喷射是将喷油器分组进行控制喷射，一般分成2～4组。当发动机工作时，ECU控制各组喷油器轮流喷油。发动机每转动一圈，只有一组喷油器喷油，每组喷油器连续喷射1～2次。以各缸最先进入做功行程的气缸为基准，当它进入排气行程上止点前某一位置时，ECU发出指令，使喷油器电磁线圈的搭铁回路导通，该组喷油器开始喷油。【教师】展示“分组喷射控制电路”图片（详见教材），提出问题，随机邀请学生回答找出分组喷射和同时喷射控制电路的区别。【学生】聆听、观察、思考、回答【教师】总结学生回答（3）顺序喷射在顺序喷射控制电路中，喷油器的驱动回路数与气缸数相同，各缸喷油器按做功顺序依次轮流喷射。【教师】展示“顺序喷射控制电路”图片（详见教材），提出问题，随机邀请学生回答顺序喷射与其他两种喷射控制电路的区别是什么？【学生】聆听、观察、思考、回答【教师】总结学生回答3．喷油器故障喷油器常见的故障可分为机械故障和电路故障。其中，常见的机械故障有喷油器磨损、喷油器针阀卡滞、喷油器阻塞、喷油器泄漏等。1）喷油器磨损（1）密封锥面磨损：易造成喷油嘴滴油，喷孔附近形成积炭，甚至堵塞喷孔，导致发动机工作不稳定，排气管冒黑烟等，可用研磨膏研磨锥面，或更换针阀部件。（2）喷孔磨损：高压油不断冲刷使喷孔扩大，导致喷油压力下降，喷射距离缩短，燃油雾化不良，缸内积炭增多，可更换针阀部件。（3）针阀与针阀导向孔磨损：杂质使导向部分形成锥形，喷油嘴的回油量增多，供油量减少，喷油压力减小，喷油时间延迟，到达发动机不能全负荷工作，且难以启动，可更换针阀部件，并清洗滤清器。2）喷油器针阀卡滞当喷油器针阀卡滞时，发动机易出现怠速不稳、启动困难、加速不良等现象。造成此故障的主要原因是劣质汽油，可通过更换汽油和针阀来排除故障。3）喷油器堵塞当喷油器堵塞时，发动机会出现启动困难、怠速不良、运转不稳、加速不良，甚至出现喘抖等现象。可通过清洗或更换喷油器来排除故障。4）喷油器泄漏喷油器使用过程中的磨损、喷油器与连接部件间密封不好等，会造成喷油器泄漏，导致发动机运转不平稳，混合气燃烧不完全，排气冒黑烟。4．喷油器及其控制电路的检修方法1）听诊法发动机热车后怠速运转，用螺丝刀或听诊器接触喷油器，用耳测听各缸喷油器工作时的声音。若各缸喷油器的工作声音都清脆、均匀，说明各喷油器工作正常；若某缸喷油器工作声音很小，说明该缸喷油器工作不正常，可能是针阀卡滞，应进一步检测；若某缸喷油器听不到工作声音，说明该缸喷油器不工作，应检查喷油器及其控制线路。2）断缸（油）检查法发动机热车后保持怠速运转，依次拔下各缸喷油器的线束插接器，使喷油器停止喷油，进行断缸检查。……（详见教材）3）电磁线圈电阻检测关闭点火开关，拔下喷油器线束插接器，用万用表测量喷油器两个接线端子间的线圈电阻。4）控制电路检测①关闭点火开关，断开喷油器电插头。打开点火开关，不启动发动机，用万用表测量线束电插头的两个端子电压。②检查ECU中喷油器的搭铁是否良好。③关闭点火开关，将已串联330Ω左右电阻的二极管试灯的正极与蓄电池的正极相连，试灯的负极与喷油器电插头的ECU控制端相连。……（详见教材）【教师】讲述“读一读”的相关内容当功率晶体管发生短路故障时，喷油器电路会失去控制，连续喷油，发动机冒黑烟；当功率晶体管发生断路故障时，该气缸喷油器不喷油，使该气缸不工作，导致发动机运转不平稳。【学生】聆听、思考、理解、记忆5）喷油质量检查（1）检查喷油量（2）检查雾化质量（3）检查针阀密封性……（详见教材）6）喷油器清洗应定期清洗和更换喷油器。喷油器清洗常用的专业设备是超声波清洗仪，也可用高压空气进行清洗。用高压空气清洗时，先给喷油器接通12V电压，再用30N/cm2的高压清洁空气逆向吹喷油器，完成喷油器的清洗。【教师】讲述“注意”的相关内容①不能用钢丝刷、牙签、管式清洗器或其他用具去捅喷油器的堵塞孔来进行疏通。②喷油器不能浸泡在清洗溶剂中，以免损坏。③在清洗喷油器时，还应清洗汽油箱和油管，并同时清洗燃油滤清器。【学生】聆听、思考、理解、记忆【学生】聆听、思考、理解、记忆通过老师讲解，使学生熟悉喷油器的类型和工作原理，了解喷油器的控制电路，掌握喷油器及其控制电路的检修方法任务准备（8min）【教师】将学生分组，请学生按照任务要求，对实训工具和设备进行检查实训设备清单：举升机、常用拆装维修工具和量具、故障诊断仪、万用表、待更换零部件。【学生】对照清单检查实训设备做好实训任务的准备工作，确保实训任务顺利实施任务实训（25min）【教师】布置实训任务：检修喷油器实训步骤：①试车，发现该车冷启动时抖动，且发动机故障灯闪烁，中央信息显示器CID提示传动系统故障。熄火后再启动，一切正常，即热车启动正常。②连接故障诊断仪，故障码显示多缸熄火、气缸2喷射装置关闭、气缸6喷射装置关闭。③检查喷油器线束，连接正常；检查高压部分，无泄漏；检查点火线圈和火花塞，均正常。④更换气缸2和气缸6喷油器，更换高压泵，并清洗节气道、节气门、火花塞，删除调教值，匹配喷油器，装复试车，正常；查看相关数据，正常。⑤一段时间后，再次冷启动试车，又出现了之前的故障现象，只是抖动略有好转。⑥连接故障诊断仪，故障码显示气缸1、气缸4和气缸5熄火。⑦经过分析，燃油低压系统正常，故障可能出在燃油高压系统。⑧此车之前更换过燃油高压泵和集成在高压泵上的量控阀，目测高压管路和油轨连接之处，没有发现燃油泄漏痕迹；检查高压压力传感器，正常。结合冷车启动困难和故障灯闪烁现象，很有可能还是高压系统存在泄漏。⑨拆下所有喷油器和高压油轨，旋转一个角度，然后按顺序装上喷油器和高压油轨，轻轻擦拭喷油器头部，在每一个喷油器上粘贴脚垫纸。⑩不断打开、关闭点火开关和车门，使系统迅速建立起高压。观察喷油器，2min后发现气缸3、气缸4和气缸5的喷油器头部有润湿痕迹，5min后发现气缸4和气缸5的脚垫纸已经有燃油滴下的痕迹。⑪更换气缸3、气缸4和气缸5的喷油器，剩余气缸喷油器更换密封圈，匹配装复后试车，未发现异常，数据也正常，故障排除。【学生】按照实训步骤完成实训任务【教师】进行任务总结，讲解“点拨”的相关内容宝马V12发动机若只报气缸1故障，说明气缸2正常，由于气缸1和气缸2共用燃油低压系统，气缸2正常则说明燃油低压系统及其共用系统也是正常的。该发动机采用向外打开式压电喷射器，在长期工作过程中，这种喷油器容易在熄火后，由于密封不严而导致燃油从向外打开式喷嘴针和阀座之间渗出，即漏油。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】根据学生表现填写任务评价表（详见教材）【学生】总结喷油器检修步骤，并填入教材的任务工单表格相应位置通过任务实训，巩固学生对理论知识的理解，培养学生实操技能课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了喷油