《汽车发动机电控系统检修》教案 第18课 排放控制系统检修(一)

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课题排放控制系统检修（一）课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）熟悉废气再循环控制系统和二次空气喷射系统的作用、组成、工作原理和检修（2）熟悉燃油蒸发排放控制系统的作用、组成、工作原理和检修技能目标：能检修排放控制系统故障素质目标：提高客观、严谨、细致的分析判断能力教学重难点教学重点：废气再循环控制系统和二次空气喷射系统的作用、组成、工作原理和检修，燃油蒸发排放控制系统的作用、组成、工作原理和检修教学难点：检修废气再循环控制系统、二次空气喷射系统和燃油蒸发排放控制系统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（5min传授新知（50min）→任务准备（8min）→任务实施（20min→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（5min）【教师】讲述“任务描述”的相关内容熊女士的车是本田雅阁轿车，买了快4年，行驶里程为35000km。最近驾驶该车时发现，冷车启动正常，热车启动困难，并伴有怠速不稳，加速不良现象。【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（50min）【教师】讲解新知排气污染是汽车三大公害之一，汽车排放废气的主要成分是氮氧化合物（NOx）、碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）等。常用的排放控制系统有废气再循环控制系统、二次空气喷射系统、燃油蒸发排放控制系统、三元催化和氧传感器控制系统、曲轴箱强制通风系统等。【教师】播放“废气再循环控制系统”微课视频（详见教材），请学生谈谈对废气再循环的理解和看法【学生】聆听、观看、思考、回答【教师】总结学生回答1．废气再循环控制系统1）废气再循环控制系统的作用废气再循环控制系统（EGR系统）是降低发动机废气NOx排放的一种有效措施，它将一部分排气引入进气管，与新混合气混合后，进入气缸燃烧，抑制NOx的生成，从而实现再循环，并对送入进气系统的排气进行最佳控制。【教师】讲述“提示”的相关内容空气中的氮气（N2）与氧气（O2）在高温、高压下容易形成NOx。气缸内温度越高，排出的NOx越多。降低燃烧温度是减少NOx生成量的有效方法，通过EGR系统可使燃烧温度降低，从而有效抑制NOx生成。【学生】聆听、思考、理解、记忆废气再循环程度用EGR率表示，即废气再循环量占缸内气体的比例，用公式表示为当EGR率达到15%时，NOx排放量可减少60%。2）废气再循环控制系统的类型按控制模式不同，EGR系统可分为开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统两类。（1）开环控制EGR系统【教师】结合“开环控制EGR系统”图片（详见教材），讲解开环控制EGR系统开环控制EGR系统主要由EGR控制阀、EGR电磁阀等组成。EGR控制阀安装在废气再循环通道中，它的作用是控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR的真空通道中。ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和启动等信号来控制EGR电磁阀的通电或断电。……（详见教材）【教师】提出问题，随机邀请学生回答EGR电磁阀的通电时，EGR控制阀是何状态？废气再循环是开启还是停止？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生回答【教师】讲述“提示”的相关内容①废气再循环量取决于EGR控制阀的开度，而EGR控制阀的开度由真空度控制。EGR控制阀开度随着发动机转速和负荷的减小而减小。②在开环控制EGR系统中，EGR率只能预先设定。发动机在各种工况下的实际EGR率不能检测。【学生】聆听、思考、理解、记忆（2）闭环控制EGR系统闭环控制EGR系统是通过检测实际EGR率或EGR控制阀开度，以此作为反馈控制信号来控制废气再循环的。【教师】展示“用EGR率作为反馈信号的EGR闭环控制系统”图片（详见教材），请学生分析闭环控制系统的工作原理，并说出与开环控制系统的区别【学生】聆听、观察、思考、回答【教师】总结学生回答EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，EGR率传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，ECU根据EGR率传感器信号对EGR控制阀实行反馈控制，不断调整EGR阀的开启高度，使EGR率始终保持在最佳状态。……（详见教材）3）EGR系统的检修（1）一般检查①检查所有真空管路外观，是否有泄漏、裂缝，若有，应进行更换。②当发动机怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口，应无吸力。（2）EGR电磁阀检查①冷态下测量电磁阀电阻，阻值应为33～39Ω。②当电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气时应畅通，从滤网处吹应不通。当电磁阀通电时，情况应与不通电时相反。（3）EGR控制阀检查【教师】演示EGR电磁阀和控制阀的检查方法【学生】聆听、观看、理解、记忆当用手动真空泵给EGR控制阀膜片上方施加15kPa的真空度时，EGR控制阀应能开启；当不施加真空度时，EGR控制阀应完全关闭。2．二次空气喷射系统二次空气喷射系统的作用是，在一定工况下，将一定量的新鲜空气经空气喷管喷入排气管或催化转化器，促使废气中的CO和HC与空气中的氧气接触而进一步燃烧，生成CO2和H2O，减少CO和HC的排放，同时加快三元催化转化器和氧传感器的升温，使发动机尽快进入空燃比闭环控制过程，提高发动机性能。1）二次空气喷射系统的类型（1）空气泵二次空气喷射系统【教师】展示“空气泵二次空气喷射系统”图片（详见教材），进行新知讲解空气泵二次空气喷射系统主要由二次空气泵、发动机ECU、二次空气泵继电器、控制阀、组合阀门等组成。二次空气泵的作用是在很短时间内将空气压进排气阀后面的废气中。……（详见教材）【教师】讲述“提示”的相关内容空气泵二次空气喷射系统只是部分时间内起作用，具体如下。①冷启动后，冷却液温度在5～33℃时，空气泵二次空气喷射系统工作100s。②热启动后怠速自诊断，当温度高于96℃时，空气泵二次空气喷射系统工作10s。【学生】聆听、思考、理解、记忆（2）脉冲二次空气喷射系统脉冲二次空气喷射系统不需要动力源注入空气，而是依靠大气压与废气真空脉冲之间的压力差，使空气进入排气歧管，它能减少成本和功率消耗。……（详见教材）【教师】展示“脉冲二次空气喷射系统”图片（详见教材），请学生对比空气泵二次空气喷射系统，分析脉冲二次空气喷射系统的结构和工作原理，随机邀请学生回答【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生回答当发动机以较低转速运转时，ECU控制电磁阀打开，进气歧管真空吸起脉冲空气喷射阀的膜片，使该阀开启，由于此时的排气压力为负，空气由滤清器通过脉冲空气喷射阀进入排气口，与排出的HC进一步燃烧，降低HC排放量。……（详见教材）2）二次空气喷射系统的检修（1）整体检查从空气滤清器上拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口进行检查。（2）二次空气控制阀检查①拆下二次空气控制阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气，应不漏气；用手动真空泵从空管接头施加20kPa真空度，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应畅通。②用手动真空泵从真空管接头施加20kPa真空度，从排气管接头吹入空气，应不漏气。若漏气，说明舌簧阀密封不良，应更换。（3）二次空气电磁阀检查①用万用表测量电磁阀电阻，阻值一般应为36～44Ω，若不符合，应更换电磁阀。②拆开二次空气电磁阀上的软管，当电磁阀不通电时，从进气管侧软管接头吹入空气，应不通；从通大气的滤网处吹入空气，应畅通。……（详见教材）3．燃油蒸发排放控制系统燃油蒸发排放控制系统的作用是收集燃油箱内蒸发的汽油蒸气，并将汽油蒸气引入进气歧管，与正常混合气混合后进入气缸，参与燃烧，使汽油得到充分利用，同时还能防止汽油蒸气直接排入大气而造成环境污染。1）燃油蒸发排放控制系统的组成和工作原理（1）燃油蒸发排放控制系统的组成【教师】展示“燃油蒸发排放控制系统”图片（详见教材），进行新知讲解燃油蒸发排放控制系统主要由燃油箱、活性炭罐、真空控制阀、电磁阀等组成。活性炭罐和燃油箱之间设有单向阀和排气管，当燃油箱内的燃油蒸气超过一定压力时，燃油蒸气顶开单向阀，并经排气管进入活性炭罐，活性炭将燃油蒸气吸附在炭罐内。活性炭罐的上端设有一个真空控制阀，该阀为膜片阀，膜片上方为真空室。（2）燃油蒸发排放控制系统的工作原理当发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，通过控制电磁阀开闭来控制真空控制阀上方的真空度，从而控制真空控制阀的开度，控制吸入进气管的燃油蒸气量。……（详见教材）【教师】讲述“提示”的相关内容在部分燃油蒸气排放控制系统中，活性炭罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接安装在活性炭罐与进气管之间的吸气管中。【学生】聆听、思考、理解、记忆2）燃油蒸发排放控制系统的检修（1）一般诊断①检查燃油蒸发排放控制系统的外观，各连接管路是否破损、漏气、堵塞或连接松动，必要时更换连接软管。②检查系统电路连接是否松动，接线端是否腐蚀，绝缘部分是否可靠。③检查活性炭罐，壳体有无裂纹，底部进气滤芯是否脏污，必要时更换活性炭罐或滤芯。【教师】讲述“注意”的相关内容当炭罐电磁阀和相关电路有故障时，系统会提示故障码，在进一步进行系统诊断之前，必须先消除故障码所指示的故障。【学生】聆听、思考、理解、记忆（2）就车检测①将发动机预热至正常工作温度，并使之怠速运转。②拔下蒸气回收罐上的真空软管，检查软管内有无真空吸力。若软管内无真空吸力，则燃油蒸发排放控制系统正常。若软管内有真空吸力，用万用表检查电磁阀线束连接器端子上是否有电压，若有电压，说明ECU有故障；若无电压，说明电磁阀有故障。【教师】讲述“读一读”的相关内容就车检测还有另外一种方法，具体如下。踩加速踏板，当发动机转速大于2000r/min时，检查真空软管有无真空吸力。若软管内有真空吸力，说明燃油蒸发排放控制系统正常。若软管内无真空吸力，用万用表检查电磁阀线束连接器端子上的电压，若电压正常，说明电磁阀有故障；若电压异常，说明ECU或控制电路有故障。【学生】聆听、思考、理解、记忆【教师】结合“活性炭罐检修”图片（详见教材），讲解活性炭罐检修（3）活性炭罐的检修拆下活性炭罐，检查表面，应无破损。如图5-29所示，从A端（燃油蒸气输入端）吹入5kPa压缩空气，应能从B端和C端流出；从B端吹气，应不通。若不符合要求，应更换活性炭罐。（4）真空控制阀的检修拆下真空控制阀，用手动真空泵对真空控制阀施加5kPa的真空度，从活性炭罐侧孔吹入空气应畅通；不施加真空度，吹入空气则不通。若不符合要求，应更换真空控制阀。（5）真空电磁阀的检修①拆下真空电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵通过软管接头对电磁阀施加真空度，当电磁阀不通电时，它应能保持真空度；当电磁阀接通蓄电池时，真空度应释放。②拆开电磁阀线束插接器，用万用表测量电磁阀两端子间电阻，阻值应为36～44Ω。【学生】聆听、思考、理解、记忆通过老师讲解，使学生了解废气再循环控制系统和二次空气喷射系统的作用、组成、工作原理和检修，以及燃油蒸发排放控制系统的作用、组成、工作原理和检修任务准备（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、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（20min）【教师】布置实训任务：检修废气再循环控制系统实训步骤：①连接故障诊断仪，读取故障码，没有故障码显示。②检查各线接头，连接良好。③检查燃油供给系统中的喷油器、燃油油路、滤清器等，均正常。④检查怠速控制阀上的冷却水通道、快怠速感温阀水道，均畅通。⑤检查节气门体后方快怠速进气管道，在发动机冷态和热态下均反应良好。⑥用气缸压力表检查各缸压力，均符合标准。⑦检查火花塞和气门室盖，均正常。⑧用逐缸断火法检查各缸工作情况，一缸和二缸工作正常，三缸工作不良，四缸断火时出现发动机转速不降反升，且抖动减弱的反常现象，这可能是EGR控制系统故障所致。⑨拔下EGR阀上的真空管，将其堵住，发动机运转情况好转。⑩拆下EGR阀，更换新EGR阀，试车，原故障现象消失，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”的相关内容该车故障是由EGR阀不密封且开度过大引起。该车为4缸直列式发动机，EGR系统的进气管是接在四缸排气管上。当EGR系统工作时，经EGR阀进入进气管的是四缸燃烧后的废气。根据各缸工作顺序可知，四缸排气时，三缸正好处于吸气行程。由于三缸吸入废气多，所以工作不良。断开四缸点火线，则四缸没有点火，混合气未燃烧而直接排出，此时经EGR阀进入进气管的是四缸未燃烧即排出的新鲜混合气，大大改善其他3个气缸的混合气质量，所以发动机转速不降反升，抖动也减轻。因此，在检查发动机怠速不稳故障时，若对其中某缸进行断火检查，出现发动机转速不降反升的反常现象时，应考虑是否存在EGR阀关闭不严。【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】总结废气再循环控制系统检修步骤，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废气再循环控制系统和二次空气喷射系统的作用、组成、工作原理和检修，以及燃油蒸发