《电控发动机维修》第七章.doc

课题】电控单元（ECU）与汽油机电子控制
【教材版本】
解福泉.中等职业教育国家规划教材——电控发动机维修（第二版）.北京：高等教育出版社，2007
【教学目标】
1.知识目标：通过本章内容的学习，能够正确描述电控单元（ECU）的组成，及其工作原理；正确叙述汽油机电子控制系统控制原理和控制方法。
2.能力目标：通过讲解与演示，使学生能正确分析汽油机电子控制系统控制电路。
3.情感目标：渗透专业学习与实际相结合的思想，从而激发学生学习专业课的兴趣。
【教学重点、难点】
教学重点：燃油喷射控制、点火控制、发动机怠速控制。
教学难点：控制电路及控制过程分析。
【教学媒体及教学方法】
本章课程通过使用“讲-演-议”的方法，调动学生的学习积极性，注重培养学生观察分析、自主探究的能力，针对不同的学生采用因材施教的方法，使全体学生在合作学习中都能有所收获。
使用教材第七章 电控单元（ECU）与汽油机电子控制，电控发动机试验台，投影仪播放收集的多媒体演示素材。
【课时安排】
16课时（45分钟×16）
【教学建议】
教学中应交替使用教材、实物和动画。根据学生基本情况及学习本章后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。
【教学过程】
一、导入
前面我们学习了电控汽油发动机的燃料系统与性能检测。接下来我们学习一下燃油喷射系统、点火控制系统、发动机怠速控制、排气净化与排放控制、进气控制的控制原理及控制内容，分析其控制电路。
二、新授
1．电控单元（ECU）
教师分析讲解：电控单元（ECU）的作用和组成，ECU电源电路。
通过教师讲解，引导学生掌握电控单元（ECU）的作用和组成，ECU电源电路。组织学生互相探讨，加深理解。
2．电动汽油泵的控制
教师分析讲解：电动汽油泵的三种控制方式。
通过教师讲解，使学生掌握电动汽油泵的三种控制方式：ECU控制、油泵开关控制、具有转速控制的油泵控制电路。
ECU控制：

油泵开关控制：

具有转速控制的油泵控制电路：

3.燃油喷射控制
教师分析讲解：喷油时刻控制、喷油量控制。
通过教师讲解引导，使学生掌握喷油时刻控制的三种控制形式：同时喷射控制、分组喷射控制、顺序喷射控制。
同时喷射控制：

分组喷射控制：

顺序喷射控制：

掌握喷油量的控制：
即喷油器喷射持续时间的控制，其目的是使混合气的空燃比符合发动机燃烧的要求。是由ECU根据发动机的运转工况及影响因素，输出控制信号进行控制的。
汽油喷射持续时间的控制大致可分为两大类：一是发动机起动后运行时的控制；二是发动机起动时的控制。
4.点火控制
教师分析讲解：微机控制点火系统的组成和构造，微机控制点火系的控制内容。
通过教师讲解引导，使学生掌握微机控制点火系统的组成和构造

微机控制点火系的组成

点火线圈
火花塞
微机控制点火系的控制内容：
在发动机电子控制系统中，点火控制包括点火提前角控制、闭合角控制和爆震控制三个方面。
5.发动机怠速控制
教师分析讲解：发动机怠速控制的组成、分类及工作原理。
通过教师讲解引导，使学生掌握发动机怠速控制的组成、分类。
怠速控制的实质是对怠速时充气量的控制。燃油喷射量按照充气量的多少增减，以达到适宜的空燃比。
怠速控制的方式可分为两种类型：一是控制旁通空气道的空气流量，称之为“旁通空气道式”；二是直接控制节气门的开度，称之为“节气门直动式”。

发动机怠速控制系统主要由ECU、执行器（怠速阀）和各种传感器等组成。
组 件
功 能

传
感
器
转速传感器（Ne）信号
检测发动机转速
节气门位置传感器
检测发动机的怠速状态
冷却液温度传感器
检测发动机冷却液温度
起动开关信号
检测发动机的起动工况
空调开关（A／C）信号
检测空调的工作状态（ON或OFF）
车速传感器
检测汽车行驶速度
空挡起动开关（P／N）
检测换挡手柄位置
液力变矩器负荷信号
检测液力变矩器的负荷变化
动力转向开关信号
检测动力转向装置的工作状态
发电机负荷信号
检测发电机负荷的变化
执行器
怠速控制阀
控制节气门旁通空气通道

发动机ECU
根据各传感器输入的信号，把发动机的实际转速与各传感器的信号所确定的目标转速进行比较。根据比较得出的差值，确定相当于目标转速的控制量，驱动执行机构，使怠速保持在目标转速

通过投影演示、讲解，使学生掌握发动机怠速控制工作原理。
旁通空气道式怠速控制系统，在节气门附近的旁通空气道内设置有一阀门（怠速阀）。阀门的开度直接控制旁通空气道的流通面积，阀门开度增大，旁通空气道截面积增大，则怠速提高；反之，则怠速降低。

怠速控制方法
（1）附加空气滑阀式
常见的附加空气滑阀的形式有双金属片式和石蜡式。
（2）真空控制式
（3）步进电机控制式
（4）旋转滑阀式
节气门直动式怠速控制，是通过控制节气门开启程度，调节空气通道的面积，达到控制进气量，从而实现怠速控制的。

6. 排气净化与排放控制
教师分析讲解：三元催化转换器、氧传感器与闭环控制系统，废气再循环控制（EGR）系统，二次空气喷射系统，活性炭罐蒸发污染控制装置。
通过教师讲解引导，使学生掌握排气净化与排放控制的组成和工作原理。
三元催化转换器，它不仅能促使CO、HC的氧化反应，也能促使NOx的还原反应，从而使三种有害气体都得到净化。三元催化转换器安装在排气管中。外观像排气消声器，壳体由耐高温、耐腐蚀的材料制造而成，内部设置有催化床（催化剂），装在靠近发动机的位置上。

废气再循环是在发动机工作过程中，将一部分废气引到吸入的新鲜空气（或混合气）中，返回气缸内进行再循环的方法，以减少N0x的排放量。NOx主要是在高温富氧的条件下生成的。在发动机工作过程中，如适时、适量地将部分废气再次引入气缸内，废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气缸，因此降低了发动机燃烧的最高温瘦，从而减少了NOx的生成量。

二次空气喷射系统主要由空气泵、空气分流阀、空气转向阀和真空开关等组成。空气泵为叶片式，由发动机曲轴经传动带驱动，在发动机工作过程中，空气经分流阀、转向阀等到达达各缸的排气门附近（或排气管道），利用燃烧后的高温，使废气中残留的HC和CO与空气相混合后再次燃烧，以达到排气净化的目的。

为了防止汽油箱向大气排放燃油蒸气而产生污染，在电控发动机控制系统中普遍采用了由ECU控制的活性炭罐蒸发污染控制装置。

7. 进气控制
教师分析讲解：动力阀控制系统，进气谐波增压控制系统，废气涡轮增压控制系统。
动力阀控制系统
能够根据发动机的不同负荷，改变进气量进而改变发动机的动力性能。

进气谐波增压控制系统
进气室出口的控制阀关闭时，进气管道内脉动压力波的传递路线由空气滤清器到进气门，由于这一距离较长，波长较大，因此适应发动机在中低速区域内形成气体动力增压效果当空气室阀门打开时，由于大容量空气室的参与，使进气脉动压力波只能在空气室出口与进气门之间传播，这样便缩短了压力波的传递距离，使发动机在高速区也能得到较好的气体动力增压效果。

废气涡轮增压控制系统

三、电控汽油发动机燃料系统的性能检测
1.引导学生回顾电控汽油发动机电子控制系统的作用、组成和工作原理。
2.实训中的安全注意事项。
3.各系统部件的安装位置。
4.电控单元（ECU）电路的检查。
5.电动汽油泵控制电路、燃油喷射控制电路、点火控制电路、怠速控制、排气净化与排放控制、进气控制的检测。
6.实训场地整理，收工。培养学生良好的职业习惯。
四、学习评价及作业
学习评价，充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以使学生更加注重小组的团结协作、互相学习，加强团队意识；通过教师评价，体现教师在教学中的另一主体地位，引导教学的方向和进程，指导学生掌握学习方法，学会探索、发现规律，同时，培养能力强的学生积极思考，主动探究；激励能力弱的学生认真观察，积极参与，以提高教学效果。
布置作业前，总结本章课程的内容。指出需要注意的问题。
作业
1．电控单元（ECU）的作用、功能和组成是什么？
2．燃油喷射控制、点火控制、怠速控制的作用、原理及控制内容是什么？
3．排气净化与排放控制、进气控制的作用、原理及控制内容是什么？
4．课后完成教材第七章后思考题。