汽车电子控制技术教案项目六 任务二教案

附件5：教案班级课程教师时间年月日第周星期第节课题任务二进气增压系统检修课程类型□核心课程□项目课程□实践课程教学方法□讲授法□演示法□讨论法□案例教学□情景教学□实验教学□文献查阅□问题启发□项目教学□其他：教学目标知识目标：1.认识进气增压系统；2.能检测增压系统。能力目标：学会使用万用表、示波器、故障诊断仪等检测装置素质目标：学会团队之间的相互协作。教学重点检测增压系统教学难点检测增压系统教学过程【任务引入】一辆帕萨特B51.8T,高速（车速>120km/h），有挫车现象。经检查，维修人员初步判断为进气系统故障，需进一步对进气系统进行检查。【必备知识】一、废气涡轮增压系统1.废气涡轮增压的作用及基本结构废气涡轮增压是指利用发动机排出的高温高压的废气能量，驱动涡轮作高速运转，带动同轴上的压缩机，由此压缩吸入的空气并送入气缸内，因而可以吸入大量的空气，显著提高进气效率，达到提高发动机输出功率的目的。废气涡轮增压器的基本结构如图6-13所示。涡轮驱动压缩器将吸入的空气压缩，使之升温，从而减小其密度。吸入的空气在中冷器中再次被冷却，从而提高其密度。图6-13废气涡轮增压系统1-压缩器(压缩吸入的空气)2-废气涡轮(驱动压缩机)3-由中冷器散发的热量4-新鲜空气5-压缩升温后的空气进入中冷器6-发动机排气驱动涡轮7-空气入口8-排气2.废气涡轮增压系统的组成及工作原理1）真空膜片式涡轮增压系统真空膜片式涡轮增压系统结构如图6-14所示，利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮增压机内的涡轮（位于排气道内），涡轮又带动同轴的压缩轮（位于进气道内），压缩轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。图6-14真空膜片式涡轮增压系统结构2）电控废气涡轮增压系统由发动机ECU控制的废气涡轮增压系统的组成如图6-15所示。该系统的主要置有涡轮增压器、膜片执行器、中间冷却器、排气旁通阀和机械式换气阀等，系统的电控元件有发动机控制模块J220、增压压力控制电磁阀N75、空气流量计G70、发动机转速传感器G28和增压压力传感器G31等。ECU通过使电磁阀得失电来控制真空膜片式的真空压力，从而控制排气旁通阀的开关。图6-15电控废气涡轮增压系统=1\*GB3①涡轮增压器 涡轮增压器由涡轮、泵轮及中间体三部分组成，如图6-16所示。图6-16涡轮增压器结构图 =2\*GB3②膜片执行器膜片式控制阀的右室通大气，内有弹簧作用在膜片上。左室则连到增压压力控制电磁阀N75。与膜片连接的联动杆用来控制排气旁通阀的开启与关闭。当左室压力低时，弹簧推动膜片左移，并带动联动杆将排气旁通阀关闭。当左室压力髙时；膜片右移，并通过联动杆将排气旁通阀打开，使部分排气直接排入大气，从而降低涡轮机转速和增压压力。=3\*GB3③增压压力控制电磁阀图6-17增压压力控制电磁阀结构增压压力控制电磁阀N75是一种两位三通式电磁阔，其位置和结构分别如图6-17所示。其三个管口分别通高压空气端（增压器下游）、低压空气端（增压器上游）和增压器膜片执行器。增压压力控制电磁阀N75的通断由发动机控制模块J220控制。当电磁阀断电时，膜片执行器的左室与低压空气端连通。当电磁阀通电时，膜片执行器的左室与高压空气端连通。控制模块根据空气流量计、发动机转速、增压压力等传感器的信号，对增压压力控制电磁阀得通断进行控制。当实际的进气压力低于理论值时，旁通阀门关小；当实际的进气压力高于理论值时，旁通阀门开大；3.废气涡轮增压系统的检修为了防止涡轮增压器停转和早期损坏，发动机的润滑油油面高度必须符合规定，并定期更换润滑油及机油滤清器。空气滤清器及进气系统必须保持良好的状态，否则进入发动机的灰尘将损坏压气机叶轮的叶片。保持冷却系统状态完好，以保证正常的增压器寿命。当涡轮增压系统发生故障时，车辆会出现加速无力、达不到最高车速、油耗上升、排气冒黑烟、排气冒蓝烟、润滑油消耗异常等现象。常见的故障有电气系统故障（增压压力控制电磁阀、控制电路、发动机控制模块）、机械故障（增压压力控制电磁阀、膜片执行器、涡轮增压器等）、管路故障等。1）增压控制的检测连接诊断仪，选择“读取测量数据块”，如图6-18所示读取测量数据块读取测量数据块25→7.40ms7.10ms7.05ms67%图6-18显示区域显示区2（经校正的发动机规定负荷），其规定值为0.00-8.00ms。显示区3（发动机实际负荷），其规定值与显示区2中经校正的发动机规定负荷相同（公差为-0.3ms-+0.3ms）。显示区4：全负荷（节气门全开）进行路试，发动机转速为4000r/min时，查看增压控制电磁阀的占空比，规定值为75%~95%。如没有达到规定值，通过改变发动机转速使占空比在规定范围内。2）增压压力控制阀的检测=1\*GB3①检查增压控制电磁阀的电阻，如图6-19所示。=2\*GB3②检测增压控制电磁阀的供电。=3\*GB3③检查增压控制电磁阀的触发情况：拔下电磁阀得导线插接器，将二极管试灯串联在端子1和2之间，如图6-20所示，启动执行元件诊断功能，触发增压控制阀，二极管试灯应闪亮。图6-19电磁阀电阻检测图6-20控制电磁阀两脚端子二、谐波进气增压控制系统谐波进气增压控制系统是利用进气气流的惯性产生的压力波来提高充气效率。在发动机进气行程初期，由于活塞的吸入作用，在进气管内产生负的压力波(负压波),这种负压波在进气管内传播，并到达进气管末端，在此末端若无压力变化时，该负压波就被反射回来，形成逆相位的正压力波，当进气门打开时，正压力波进入气缸内，于是提高了填充效率，这就是惯性增压的原理。由气缸、进气管构成进气系统，由活塞引起压力振动而产生共振，使这种惯性效应达到最大值。一般通过选择进气管长度、进排气门的开闭定时，在发动机的额定转速下即可获得较好的惯性效应。一般而言，进气管细长时，谐振压力波的波长就长，有利于发动机中低转速区扭矩增加；进气管短粗时，谐振压力波的波长就短，有利于发动机高速范围内输出功率的增加。若发动机进气管的长度或截面积可以随转速改变的话，就可以使发动机在整个转速范围内充分利用进气谐振效应，有效地提高发动机的动力性。图6-21奥迪A4可变进气系统的基本原理图6-22丰田汽车惯性增压可变进气系统1-节气门2-第一稳压箱3-进气控制阀4-第二稳压箱5-真空箱6-真空通断控制电磁阀7-真空促动阀8-发动机ECU9-发动机转速信号丰田汽车公司四缸发动机的可变进气系统特点是：在进气管中间逋道设置了与各缸进气管相连通的第二稳压箱，并在连通部位上安装了可变进气控制阀，其进气管的有效长度可以调节。如图6-23所示是丰田汽车惯性增压可变进气系统在发动机中速和高速条件下可变进气系统的基本原理。如图所示，发动机在低、中速运转时，由于各气缸的进气管在第一稳压箱中，它基本上呈连通状态，当可变进气控制阀关闭时，实际进气管长度加大，兼顾扭矩和功率的增大；当发动机高速运转时，可变进气控制阀开启。如图所示，第二稳压箱中各气缸的进气管连通，各缸进气歧管的气体压力在稳压箱内相互抵消，使实际进气管长度变短，提高了发动机的输出功率。利用这一原理，在发动机低、中速时关闭可变进气控制阀，而在高速时开启，从而达到惯性效应与发动机转速同步变化，以实现可变进气。（a）低、中转速时