汽車電子控制技術(shù)教案項目六 任務(wù)二教案

附件5：教案班級課程教師時間年月日第周星期第節(jié)課題任務(wù)二進氣增壓系統(tǒng)檢修課程類型□核心課程□項目課程□實踐課程教學方法□講授法□演示法□討論法□案例教學□情景教學□實驗教學□文獻查閱□問題啟發(fā)□項目教學□其他：教學目標知識目標：1.認識進氣增壓系統(tǒng)；2.能檢測增壓系統(tǒng)。能力目標：學會使用萬用表、示波器、故障診斷儀等檢測裝置素質(zhì)目標：學會團隊之間的相互協(xié)作。教學重點檢測增壓系統(tǒng)教學難點檢測增壓系統(tǒng)教學過程【任務(wù)引入】一輛帕薩特B51.8T,高速（車速>120km/h），有挫車現(xiàn)象。經(jīng)檢查，維修人員初步判斷為進氣系統(tǒng)故障，需進一步對進氣系統(tǒng)進行檢查?！颈貍渲R】一、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)1.廢氣渦輪增壓的作用及基本結(jié)構(gòu)廢氣渦輪增壓是指利用發(fā)動機排出的高溫高壓的廢氣能量，驅(qū)動渦輪作高速運轉(zhuǎn)，帶動同軸上的壓縮機，由此壓縮吸入的空氣并送入氣缸內(nèi)，因而可以吸入大量的空氣，顯著提高進氣效率，達到提高發(fā)動機輸出功率的目的。廢氣渦輪增壓器的基本結(jié)構(gòu)如圖6-13所示。渦輪驅(qū)動壓縮器將吸入的空氣壓縮，使之升溫，從而減小其密度。吸入的空氣在中冷器中再次被冷卻，從而提高其密度。圖6-13廢氣渦輪增壓系統(tǒng)1-壓縮器(壓縮吸入的空氣)2-廢氣渦輪(驅(qū)動壓縮機)3-由中冷器散發(fā)的熱量4-新鮮空氣5-壓縮升溫后的空氣進入中冷器6-發(fā)動機排氣驅(qū)動渦輪7-空氣入口8-排氣2.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的組成及工作原理1）真空膜片式渦輪增壓系統(tǒng)真空膜片式渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6-14所示，利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪增壓機內(nèi)的渦輪（位于排氣道內(nèi)），渦輪又帶動同軸的壓縮輪（位于進氣道內(nèi)），壓縮輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。圖6-14真空膜片式渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2）電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)由發(fā)動機ECU控制的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的組成如圖6-15所示。該系統(tǒng)的主要置有渦輪增壓器、膜片執(zhí)行器、中間冷卻器、排氣旁通閥和機械式換氣閥等，系統(tǒng)的電控元件有發(fā)動機控制模塊J220、增壓壓力控制電磁閥N75、空氣流量計G70、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器G28和增壓壓力傳感器G31等。ECU通過使電磁閥得失電來控制真空膜片式的真空壓力，從而控制排氣旁通閥的開關(guān)。圖6-15電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)=1\*GB3①渦輪增壓器 渦輪增壓器由渦輪、泵輪及中間體三部分組成，如圖6-16所示。圖6-16渦輪增壓器結(jié)構(gòu)圖 =2\*GB3②膜片執(zhí)行器膜片式控制閥的右室通大氣，內(nèi)有彈簧作用在膜片上。左室則連到增壓壓力控制電磁閥N75。與膜片連接的聯(lián)動桿用來控制排氣旁通閥的開啟與關(guān)閉。當左室壓力低時，彈簧推動膜片左移，并帶動聯(lián)動桿將排氣旁通閥關(guān)閉。當左室壓力髙時；膜片右移，并通過聯(lián)動桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣直接排入大氣，從而降低渦輪機轉(zhuǎn)速和增壓壓力。=3\*GB3③增壓壓力控制電磁閥圖6-17增壓壓力控制電磁閥結(jié)構(gòu)增壓壓力控制電磁閥N75是一種兩位三通式電磁闊，其位置和結(jié)構(gòu)分別如圖6-17所示。其三個管口分別通高壓空氣端（增壓器下游）、低壓空氣端（增壓器上游）和增壓器膜片執(zhí)行器。增壓壓力控制電磁閥N75的通斷由發(fā)動機控制模塊J220控制。當電磁閥斷電時，膜片執(zhí)行器的左室與低壓空氣端連通。當電磁閥通電時，膜片執(zhí)行器的左室與高壓空氣端連通?？刂颇K根據(jù)空氣流量計、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、增壓壓力等傳感器的信號，對增壓壓力控制電磁閥得通斷進行控制。當實際的進氣壓力低于理論值時，旁通閥門關(guān)??；當實際的進氣壓力高于理論值時，旁通閥門開大；3.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的檢修為了防止渦輪增壓器停轉(zhuǎn)和早期損壞，發(fā)動機的潤滑油油面高度必須符合規(guī)定，并定期更換潤滑油及機油濾清器?？諝鉃V清器及進氣系統(tǒng)必須保持良好的狀態(tài)，否則進入發(fā)動機的灰塵將損壞壓氣機葉輪的葉片。保持冷卻系統(tǒng)狀態(tài)完好，以保證正常的增壓器壽命。當渦輪增壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，車輛會出現(xiàn)加速無力、達不到最高車速、油耗上升、排氣冒黑煙、排氣冒藍煙、潤滑油消耗異常等現(xiàn)象。常見的故障有電氣系統(tǒng)故障（增壓壓力控制電磁閥、控制電路、發(fā)動機控制模塊）、機械故障（增壓壓力控制電磁閥、膜片執(zhí)行器、渦輪增壓器等）、管路故障等。1）增壓控制的檢測連接診斷儀，選擇“讀取測量數(shù)據(jù)塊”，如圖6-18所示讀取測量數(shù)據(jù)塊讀取測量數(shù)據(jù)塊25→7.40ms7.10ms7.05ms67%圖6-18顯示區(qū)域顯示區(qū)2（經(jīng)校正的發(fā)動機規(guī)定負荷），其規(guī)定值為0.00-8.00ms。顯示區(qū)3（發(fā)動機實際負荷），其規(guī)定值與顯示區(qū)2中經(jīng)校正的發(fā)動機規(guī)定負荷相同（公差為-0.3ms-+0.3ms）。顯示區(qū)4：全負荷（節(jié)氣門全開）進行路試，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為4000r/min時，查看增壓控制電磁閥的占空比，規(guī)定值為75%~95%。如沒有達到規(guī)定值，通過改變發(fā)動機轉(zhuǎn)速使占空比在規(guī)定范圍內(nèi)。2）增壓壓力控制閥的檢測=1\*GB3①檢查增壓控制電磁閥的電阻，如圖6-19所示。=2\*GB3②檢測增壓控制電磁閥的供電。=3\*GB3③檢查增壓控制電磁閥的觸發(fā)情況：拔下電磁閥得導線插接器，將二極管試燈串聯(lián)在端子1和2之間，如圖6-20所示，啟動執(zhí)行元件診斷功能，觸發(fā)增壓控制閥，二極管試燈應(yīng)閃亮。圖6-19電磁閥電阻檢測圖6-20控制電磁閥兩腳端子二、諧波進氣增壓控制系統(tǒng)諧波進氣增壓控制系統(tǒng)是利用進氣氣流的慣性產(chǎn)生的壓力波來提高充氣效率。在發(fā)動機進氣行程初期，由于活塞的吸入作用，在進氣管內(nèi)產(chǎn)生負的壓力波(負壓波),這種負壓波在進氣管內(nèi)傳播，并到達進氣管末端，在此末端若無壓力變化時，該負壓波就被反射回來，形成逆相位的正壓力波，當進氣門打開時，正壓力波進入氣缸內(nèi)，于是提高了填充效率，這就是慣性增壓的原理。由氣缸、進氣管構(gòu)成進氣系統(tǒng)，由活塞引起壓力振動而產(chǎn)生共振，使這種慣性效應(yīng)達到最大值。一般通過選擇進氣管長度、進排氣門的開閉定時，在發(fā)動機的額定轉(zhuǎn)速下即可獲得較好的慣性效應(yīng)。一般而言，進氣管細長時，諧振壓力波的波長就長，有利于發(fā)動機中低轉(zhuǎn)速區(qū)扭矩增加；進氣管短粗時，諧振壓力波的波長就短，有利于發(fā)動機高速范圍內(nèi)輸出功率的增加。若發(fā)動機進氣管的長度或截面積可以隨轉(zhuǎn)速改變的話，就可以使發(fā)動機在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)充分利用進氣諧振效應(yīng)，有效地提高發(fā)動機的動力性。圖6-21奧迪A4可變進氣系統(tǒng)的基本原理圖6-22豐田汽車慣性增壓可變進氣系統(tǒng)1-節(jié)氣門2-第一穩(wěn)壓箱3-進氣控制閥4-第二穩(wěn)壓箱5-真空箱6-真空通斷控制電磁閥7-真空促動閥8-發(fā)動機ECU9-發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號豐田汽車公司四缸發(fā)動機的可變進氣系統(tǒng)特點是：在進氣管中間逋道設(shè)置了與各缸進氣管相連通的第二穩(wěn)壓箱，并在連通部位上安裝了可變進氣控制閥，其進氣管的有效長度可以調(diào)節(jié)。如圖6-23所示是豐田汽車慣性增壓可變進氣系統(tǒng)在發(fā)動機中速和高速條件下可變進氣系統(tǒng)的基本原理。如圖所示，發(fā)動機在低、中速運轉(zhuǎn)時，由于各氣缸的進氣管在第一穩(wěn)壓箱中，它基本上呈連通狀態(tài)，當可變進氣控制閥關(guān)閉時，實際進氣管長度加大，兼顧扭矩和功率的增大；當發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，可變進氣控制閥開啟。如圖所示，第二穩(wěn)壓箱中各氣缸的進氣管連通，各缸進氣歧管的氣體壓力在穩(wěn)壓箱內(nèi)相互抵消，使實際進氣管長度變短，提高了發(fā)動機的輸出功率。利用這一原理，在發(fā)動機低、中速時關(guān)閉可變進氣控制閥，而在高速時開啟，從而達到慣性效應(yīng)與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步變化，以實現(xiàn)可變進氣。（a）低、中轉(zhuǎn)速時