《汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修》教案 第18課 排放控制系統(tǒng)檢修(一)

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課題排放控制系統(tǒng)檢修（一）課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）熟悉廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)和二次空氣噴射系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修（2）熟悉燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修技能目標：能檢修排放控制系統(tǒng)故障素質(zhì)目標：提高客觀、嚴謹、細致的分析判斷能力教學重難點教學重點：廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)和二次空氣噴射系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修教學難點：檢修廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、二次空氣噴射系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)故障教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設(shè)計任務導入（5min傳授新知（50min）→任務準備（8min）→任務實施（20min→課堂小結(jié)（3min）→作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況任務導入（5min）【教師】講述“任務描述”的相關(guān)內(nèi)容熊女士的車是本田雅閣轎車，買了快4年，行駛里程為35000km。最近駕駛該車時發(fā)現(xiàn)，冷車啟動正常，熱車啟動困難，并伴有怠速不穩(wěn)，加速不良現(xiàn)象?！緦W生】聆聽、思考借助任務導入，激發(fā)學生學習興趣，使學生明確學習目標，樹立學習信心傳授新知（50min）【教師】講解新知排氣污染是汽車三大公害之一，汽車排放廢氣的主要成分是氮氧化合物（NOx）、碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）等。常用的排放控制系統(tǒng)有廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、二次空氣噴射系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)、曲軸箱強制通風系統(tǒng)等?！窘處煛坎シ拧皬U氣再循環(huán)控制系統(tǒng)”微課視頻（詳見教材），請學生談談對廢氣再循環(huán)的理解和看法【學生】聆聽、觀看、思考、回答【教師】總結(jié)學生回答1．廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)1）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的作用廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR系統(tǒng)）是降低發(fā)動機廢氣NOx排放的一種有效措施，它將一部分排氣引入進氣管，與新混合氣混合后，進入氣缸燃燒，抑制NOx的生成，從而實現(xiàn)再循環(huán)，并對送入進氣系統(tǒng)的排氣進行最佳控制?！窘處煛恐v述“提示”的相關(guān)內(nèi)容空氣中的氮氣（N2）與氧氣（O2）在高溫、高壓下容易形成NOx。氣缸內(nèi)溫度越高，排出的NOx越多。降低燃燒溫度是減少NOx生成量的有效方法，通過EGR系統(tǒng)可使燃燒溫度降低，從而有效抑制NOx生成。【學生】聆聽、思考、理解、記憶廢氣再循環(huán)程度用EGR率表示，即廢氣再循環(huán)量占缸內(nèi)氣體的比例，用公式表示為當EGR率達到15%時，NOx排放量可減少60%。2）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的類型按控制模式不同，EGR系統(tǒng)可分為開環(huán)控制EGR系統(tǒng)和閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)兩類。（1）開環(huán)控制EGR系統(tǒng)【教師】結(jié)合“開環(huán)控制EGR系統(tǒng)”圖片（詳見教材），講解開環(huán)控制EGR系統(tǒng)開環(huán)控制EGR系統(tǒng)主要由EGR控制閥、EGR電磁閥等組成。EGR控制閥安裝在廢氣再循環(huán)通道中，它的作用是控制廢氣再循環(huán)量。EGR電磁閥安裝在通向EGR的真空通道中。ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和啟動等信號來控制EGR電磁閥的通電或斷電?！ㄔ斠娊滩模窘處煛刻岢鰡栴}，隨機邀請學生回答EGR電磁閥的通電時，EGR控制閥是何狀態(tài)？廢氣再循環(huán)是開啟還是停止？【學生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學生回答【教師】講述“提示”的相關(guān)內(nèi)容①廢氣再循環(huán)量取決于EGR控制閥的開度，而EGR控制閥的開度由真空度控制。EGR控制閥開度隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的減小而減小。②在開環(huán)控制EGR系統(tǒng)中，EGR率只能預先設(shè)定。發(fā)動機在各種工況下的實際EGR率不能檢測。【學生】聆聽、思考、理解、記憶（2）閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)是通過檢測實際EGR率或EGR控制閥開度，以此作為反饋控制信號來控制廢氣再循環(huán)的。【教師】展示“用EGR率作為反饋信號的EGR閉環(huán)控制系統(tǒng)”圖片（詳見教材），請學生分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理，并說出與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別【學生】聆聽、觀察、思考、回答【教師】總結(jié)學生回答EGR率傳感器安裝在進氣總管中的穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進入穩(wěn)壓箱，參與再循環(huán)的廢氣經(jīng)EGR電磁閥進入穩(wěn)壓箱，EGR率傳感器檢測穩(wěn)壓箱內(nèi)氣體中的氧濃度，ECU根據(jù)EGR率傳感器信號對EGR控制閥實行反饋控制，不斷調(diào)整EGR閥的開啟高度，使EGR率始終保持在最佳狀態(tài)?！ㄔ斠娊滩模?）EGR系統(tǒng)的檢修（1）一般檢查①檢查所有真空管路外觀，是否有泄漏、裂縫，若有，應進行更換。②當發(fā)動機怠速時，拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應無變化，用手觸試真空管口，應無吸力。（2）EGR電磁閥檢查①冷態(tài)下測量電磁閥電阻，阻值應為33～39Ω。②當電磁閥不通電時，從進氣管側(cè)吹入空氣時應暢通，從濾網(wǎng)處吹應不通。當電磁閥通電時，情況應與不通電時相反。（3）EGR控制閥檢查【教師】演示EGR電磁閥和控制閥的檢查方法【學生】聆聽、觀看、理解、記憶當用手動真空泵給EGR控制閥膜片上方施加15kPa的真空度時，EGR控制閥應能開啟；當不施加真空度時，EGR控制閥應完全關(guān)閉。2．二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)的作用是，在一定工況下，將一定量的新鮮空氣經(jīng)空氣噴管噴入排氣管或催化轉(zhuǎn)化器，促使廢氣中的CO和HC與空氣中的氧氣接觸而進一步燃燒，生成CO2和H2O，減少CO和HC的排放，同時加快三元催化轉(zhuǎn)化器和氧傳感器的升溫，使發(fā)動機盡快進入空燃比閉環(huán)控制過程，提高發(fā)動機性能。1）二次空氣噴射系統(tǒng)的類型（1）空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)【教師】展示“空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)”圖片（詳見教材），進行新知講解空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)主要由二次空氣泵、發(fā)動機ECU、二次空氣泵繼電器、控制閥、組合閥門等組成。二次空氣泵的作用是在很短時間內(nèi)將空氣壓進排氣閥后面的廢氣中?！ㄔ斠娊滩模窘處煛恐v述“提示”的相關(guān)內(nèi)容空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)只是部分時間內(nèi)起作用，具體如下。①冷啟動后，冷卻液溫度在5～33℃時，空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)工作100s。②熱啟動后怠速自診斷，當溫度高于96℃時，空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)工作10s?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶（2）脈沖二次空氣噴射系統(tǒng)脈沖二次空氣噴射系統(tǒng)不需要動力源注入空氣，而是依靠大氣壓與廢氣真空脈沖之間的壓力差，使空氣進入排氣歧管，它能減少成本和功率消耗?！ㄔ斠娊滩模窘處煛空故尽懊}沖二次空氣噴射系統(tǒng)”圖片（詳見教材），請學生對比空氣泵二次空氣噴射系統(tǒng)，分析脈沖二次空氣噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，隨機邀請學生回答【學生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學生回答當發(fā)動機以較低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，ECU控制電磁閥打開，進氣歧管真空吸起脈沖空氣噴射閥的膜片，使該閥開啟，由于此時的排氣壓力為負，空氣由濾清器通過脈沖空氣噴射閥進入排氣口，與排出的HC進一步燃燒，降低HC排放量?！ㄔ斠娊滩模?）二次空氣噴射系統(tǒng)的檢修（1）整體檢查從空氣濾清器上拆下二次空氣供給軟管，用手指蓋住軟管口進行檢查。（2）二次空氣控制閥檢查①拆下二次空氣控制閥，從空氣濾清器側(cè)軟管接頭吹入空氣，應不漏氣；用手動真空泵從空管接頭施加20kPa真空度，從空氣濾清器側(cè)軟管接頭吹入空氣應暢通。②用手動真空泵從真空管接頭施加20kPa真空度，從排氣管接頭吹入空氣，應不漏氣。若漏氣，說明舌簧閥密封不良，應更換。（3）二次空氣電磁閥檢查①用萬用表測量電磁閥電阻，阻值一般應為36～44Ω，若不符合，應更換電磁閥。②拆開二次空氣電磁閥上的軟管，當電磁閥不通電時，從進氣管側(cè)軟管接頭吹入空氣，應不通；從通大氣的濾網(wǎng)處吹入空氣，應暢通?！ㄔ斠娊滩模?．燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的作用是收集燃油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣引入進氣歧管，與正常混合氣混合后進入氣缸，參與燃燒，使汽油得到充分利用，同時還能防止汽油蒸氣直接排入大氣而造成環(huán)境污染。1）燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的組成和工作原理（1）燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的組成【教師】展示“燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)”圖片（詳見教材），進行新知講解燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)主要由燃油箱、活性炭罐、真空控制閥、電磁閥等組成。活性炭罐和燃油箱之間設(shè)有單向閥和排氣管，當燃油箱內(nèi)的燃油蒸氣超過一定壓力時，燃油蒸氣頂開單向閥，并經(jīng)排氣管進入活性炭罐，活性炭將燃油蒸氣吸附在炭罐內(nèi)?；钚蕴抗薜纳隙嗽O(shè)有一個真空控制閥，該閥為膜片閥，膜片上方為真空室。（2）燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的工作原理當發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號，通過控制電磁閥開閉來控制真空控制閥上方的真空度，從而控制真空控制閥的開度，控制吸入進氣管的燃油蒸氣量?！ㄔ斠娊滩模窘處煛恐v述“提示”的相關(guān)內(nèi)容在部分燃油蒸氣排放控制系統(tǒng)中，活性炭罐上不設(shè)真空控制閥，而將受ECU控制的電磁閥直接安裝在活性炭罐與進氣管之間的吸氣管中?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶2）燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的檢修（1）一般診斷①檢查燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的外觀，各連接管路是否破損、漏氣、堵塞或連接松動，必要時更換連接軟管。②檢查系統(tǒng)電路連接是否松動，接線端是否腐蝕，絕緣部分是否可靠。③檢查活性炭罐，殼體有無裂紋，底部進氣濾芯是否臟污，必要時更換活性炭罐或濾芯?！窘處煛恐v述“注意”的相關(guān)內(nèi)容當炭罐電磁閥和相關(guān)電路有故障時，系統(tǒng)會提示故障碼，在進一步進行系統(tǒng)診斷之前，必須先消除故障碼所指示的故障?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶（2）就車檢測①將發(fā)動機預熱至正常工作溫度，并使之怠速運轉(zhuǎn)。②拔下蒸氣回收罐上的真空軟管，檢查軟管內(nèi)有無真空吸力。若軟管內(nèi)無真空吸力，則燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)正常。若軟管內(nèi)有真空吸力，用萬用表檢查電磁閥線束連接器端子上是否有電壓，若有電壓，說明ECU有故障；若無電壓，說明電磁閥有故障?！窘處煛恐v述“讀一讀”的相關(guān)內(nèi)容就車檢測還有另外一種方法，具體如下。踩加速踏板，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于2000r/min時，檢查真空軟管有無真空吸力。若軟管內(nèi)有真空吸力，說明燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)正常。若軟管內(nèi)無真空吸力，用萬用表檢查電磁閥線束連接器端子上的電壓，若電壓正常，說明電磁閥有故障；若電壓異常，說明ECU或控制電路有故障?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶【教師】結(jié)合“活性炭罐檢修”圖片（詳見教材），講解活性炭罐檢修（3）活性炭罐的檢修拆下活性炭罐，檢查表面，應無破損。如圖5-29所示，從A端（燃油蒸氣輸入端）吹入5kPa壓縮空氣，應能從B端和C端流出；從B端吹氣，應不通。若不符合要求，應更換活性炭罐。（4）真空控制閥的檢修拆下真空控制閥，用手動真空泵對真空控制閥施加5kPa的真空度，從活性炭罐側(cè)孔吹入空氣應暢通；不施加真空度，吹入空氣則不通。若不符合要求，應更換真空控制閥。（5）真空電磁閥的檢修①拆下真空電磁閥進氣管一側(cè)的軟管，用手動真空泵通過軟管接頭對電磁閥施加真空度，當電磁閥不通電時，它應能保持真空度；當電磁閥接通蓄電池時，真空度應釋放。②拆開電磁閥線束插接器，用萬用表測量電磁閥兩端子間電阻，阻值應為36～44Ω。【學生】聆聽、思考、理解、記憶通過老師講解，使學生了解廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)和二次空氣噴射系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，以及燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修任務準備（8min）【教師】將學生分組，請學生按照任務要求，對實訓工具和設(shè)備進行檢查實訓設(shè)備清單：舉升機、常用拆裝維修工具和量具、故障診斷儀、待更換零部件?！緦W生】對照清單檢查實訓設(shè)備做好實訓任務的準備工作，確保實訓任務順利實施任務實訓（20min）【教師】布置實訓任務：檢修廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)實訓步驟：①連接故障診斷儀，讀取故障碼，沒有故障碼顯示。②檢查各線接頭，連接良好。③檢查燃油供給系統(tǒng)中的噴油器、燃油油路、濾清器等，均正常。④檢查怠速控制閥上的冷卻水通道、快怠速感溫閥水道，均暢通。⑤檢查節(jié)氣門體后方快怠速進氣管道，在發(fā)動機冷態(tài)和熱態(tài)下均反應良好。⑥用氣缸壓力表檢查各缸壓力，均符合標準。⑦檢查火花塞和氣門室蓋，均正常。⑧用逐缸斷火法檢查各缸工作情況，一缸和二缸工作正常，三缸工作不良，四缸斷火時出現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速不降反升，且抖動減弱的反常現(xiàn)象，這可能是EGR控制系統(tǒng)故障所致。⑨拔下EGR閥上的真空管，將其堵住，發(fā)動機運轉(zhuǎn)情況好轉(zhuǎn)。⑩拆下EGR閥，更換新EGR閥，試車，原故障現(xiàn)象消失，故障排除?！緦W生】按照實訓步驟完成實訓任務【教師】進行任務總結(jié)，講解“點撥”的相關(guān)內(nèi)容該車故障是由EGR閥不密封且開度過大引起。該車為4缸直列式發(fā)動機，EGR系統(tǒng)的進氣管是接在四缸排氣管上。當EGR系統(tǒng)工作時，經(jīng)EGR閥進入進氣管的是四缸燃燒后的廢氣。根據(jù)各缸工作順序可知，四缸排氣時，三缸正好處于吸氣行程。由于三缸吸入廢氣多，所以工作不良。斷開四缸點火線，則四缸沒有點火，混合氣未燃燒而直接排出，此時經(jīng)EGR閥進入進氣管的是四缸未燃燒即排出的新鮮混合氣，大大改善其他3個氣缸的混合氣質(zhì)量，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)速不降反升，抖動也減輕。因此，在檢查發(fā)動機怠速不穩(wěn)故障時，若對其中某缸進行斷火檢查，出現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)速不降反升的反?，F(xiàn)象時，應考慮是否存在EGR閥關(guān)閉不嚴?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶【教師】根據(jù)學生表現(xiàn)填寫任務評價表（詳見教材）【學生】總結(jié)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)檢修步驟，并填入教材的任務工單表格相應位置通過任務實訓，鞏固學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生實操技能課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)和二次空氣噴射系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，以及燃油蒸發(fā)