汽油機電控點火系統(tǒng)教案?一、教學目標1.知識與技能目標學生能夠理解汽油機電控點火系統(tǒng)的基本組成和工作原理。掌握點火提前角的概念及影響因素，學會分析點火提前角對發(fā)動機性能的影響。熟悉電控點火系統(tǒng)中主要傳感器和執(zhí)行器的作用及工作特性。能夠?qū)唵蔚钠蜋C電控點火系統(tǒng)故障進行診斷與排除。2.過程與方法目標通過理論講解、實物演示、多媒體動畫展示等多種教學方法，培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和邏輯思維能力。組織學生進行小組討論和案例分析，提高學生解決實際問題的能力和團隊協(xié)作精神。3.情感態(tài)度與價值觀目標激發(fā)學生對汽車新技術(shù)的學習興趣和探索欲望。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新意識，增強學生的職業(yè)責任感。二、教學重難點1.教學重點汽油機電控點火系統(tǒng)的工作原理。點火提前角的控制原理及影響因素。電控點火系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)與工作特性。2.教學難點點火提前角的精確控制對發(fā)動機性能的影響。電控點火系統(tǒng)故障診斷與排除方法的實際應(yīng)用。三、教學方法1.講授法：系統(tǒng)講解汽油機電控點火系統(tǒng)的基本概念、工作原理、主要部件等知識內(nèi)容，使學生對該系統(tǒng)有初步的理論認識。2.演示法：通過展示電控點火系統(tǒng)的實物模型、實驗臺架等，現(xiàn)場演示系統(tǒng)的工作過程，讓學生直觀地觀察系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行情況，增強感性認識。3.多媒體教學法：利用動畫、視頻等多媒體資源，生動形象地展示汽油機電控點火系統(tǒng)的工作原理、點火提前角的控制過程等復雜內(nèi)容，幫助學生更好地理解抽象的知識。4.小組討論法：組織學生分組討論相關(guān)問題，如點火提前角對發(fā)動機性能的影響、故障案例分析等，促進學生之間的思想交流和合作學習，培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力。5.案例教學法：引入實際的汽油機電控點火系統(tǒng)故障案例，引導學生運用所學知識進行故障診斷與排除，提高學生解決實際問題的能力和實踐操作技能。四、教學過程（一）課程導入（5分鐘）通過播放一段汽車發(fā)動機點火瞬間的視頻，展示發(fā)動機點火系統(tǒng)工作時的強大能量和精彩畫面，引起學生的興趣。然后提問學生："你們知道發(fā)動機點火系統(tǒng)在汽車運行中起到什么作用嗎？它是如何工作的呢？"引導學生思考，從而自然地引出本節(jié)課的主題汽油機電控點火系統(tǒng)。（二）知識講解（30分鐘）1.汽油機電控點火系統(tǒng)概述介紹傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的局限性，如點火能量低、點火時刻控制不準確等，說明電控點火系統(tǒng)的出現(xiàn)是汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。講解汽油機電控點火系統(tǒng)的定義：它是利用電子控制裝置對點火提前角進行精確控制的點火系統(tǒng)，能夠根據(jù)發(fā)動機的工況實時調(diào)整點火時刻，提高發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。簡單闡述電控點火系統(tǒng)的優(yōu)點，如提高點火能量、實現(xiàn)最佳點火提前角控制、增強發(fā)動機的適應(yīng)性等。2.汽油機電控點火系統(tǒng)的組成利用多媒體課件展示電控點火系統(tǒng)的組成示意圖，包括傳感器、電子控制單元（ECU）、點火控制器、點火線圈、火花塞等主要部件。分別介紹各部件的作用：傳感器：如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器等，用于檢測發(fā)動機的運行工況信息，并將這些信息傳遞給ECU。電子控制單元（ECU）：接收傳感器傳來的信號，經(jīng)過分析處理后，按照預先設(shè)定的控制程序計算出最佳點火提前角，并向點火控制器發(fā)出點火控制信號。點火控制器：根據(jù)ECU發(fā)出的點火控制信號，控制點火線圈初級電路的通斷，使點火線圈產(chǎn)生高壓電。點火線圈：將低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海瑸榛鸹ㄈ峁┳銐虻狞c火能量。火花塞：將高壓電引入燃燒室，產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。3.汽油機電控點火系統(tǒng)的工作原理結(jié)合多媒體動畫，詳細講解電控點火系統(tǒng)的工作過程：發(fā)動機工作時，各傳感器將檢測到的發(fā)動機工況信息輸入ECU。ECU根據(jù)這些信息，按照存儲在內(nèi)存中的點火提前角脈譜圖或控制算法，計算出該工況下的最佳點火提前角。ECU將計算出的點火提前角信號輸送給點火控制器。點火控制器根據(jù)ECU的信號，控制點火線圈初級電路的通斷。當初級電路接通時，電流通過點火線圈的初級繞組，形成磁場；當初級電路斷開時，磁場迅速消失，在點火線圈的次級繞組中感應(yīng)出高電壓。高電壓通過分電器（如果有點火系統(tǒng)采用分電器）或直接輸送到火花塞，在火花塞電極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。通過實物演示和動畫展示相結(jié)合的方式，讓學生更清晰地理解點火系統(tǒng)的工作原理。（三）點火提前角的控制（25分鐘）1.點火提前角的概念講解點火提前角的定義：從點火時刻起到活塞到達壓縮上止點，這段時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度稱為點火提前角。說明點火提前角對發(fā)動機性能的重要影響：合適的點火提前角能使發(fā)動機獲得最佳的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。如果點火提前角過大，會導致發(fā)動機爆燃，功率下降，油耗增加，甚至損壞發(fā)動機；如果點火提前角過小，會使發(fā)動機燃燒不充分，功率和經(jīng)濟性降低，排氣溫度升高。2.影響點火提前角的因素結(jié)合發(fā)動機的工作過程，分析影響點火提前角的因素：發(fā)動機轉(zhuǎn)速：發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，燃燒過程所占的曲軸轉(zhuǎn)角越大，為了使混合氣在活塞到達壓縮上止點時及時燃燒，需要適當增大點火提前角。負荷：發(fā)動機負荷增大時，吸入氣缸的混合氣增多，燃燒速度加快，需要減小點火提前角；反之，負荷減小時，點火提前角應(yīng)適當增大。汽油辛烷值：使用辛烷值高的汽油，抗爆性好，可以適當增大點火提前角；使用辛烷值低的汽油，為防止爆燃，應(yīng)減小點火提前角。其他因素：冷卻液溫度、進氣溫度等也會對點火提前角產(chǎn)生一定的影響。一般來說，冷卻液溫度較低或進氣溫度較高時，需要適當增大點火提前角。3.點火提前角的控制方法介紹ECU控制點火提前角的基本方法：初始點火提前角：發(fā)動機啟動時，ECU根據(jù)曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號確定發(fā)動機的初始位置，并設(shè)定一個固定的初始點火提前角，一般為上止點前10°～15°。基本點火提前角：ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷信號，從內(nèi)存中的點火提前角脈譜圖中查得的點火提前角稱為基本點火提前角。修正點火提前角：ECU根據(jù)冷卻液溫度、進氣溫度、節(jié)氣門開度等傳感器信號，對基本點火提前角進行修正，得到實際的點火提前角。修正點火提前角可以使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳的點火提前角。通過具體的例子和圖表，幫助學生理解點火提前角的控制過程和各因素之間的關(guān)系。（四）電控點火系統(tǒng)主要部件介紹（20分鐘）1.傳感器曲軸位置傳感器：詳細講解曲軸位置傳感器的類型（如電磁感應(yīng)式、霍爾式、光電式等）、結(jié)構(gòu)原理和工作特性。通過實物展示和電路圖分析，讓學生了解曲軸位置傳感器如何將曲軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給ECU。凸輪軸位置傳感器：介紹凸輪軸位置傳感器的作用是確定發(fā)動機的工作氣缸和活塞的上止點位置，與曲軸位置傳感器配合，為ECU提供準確的點火時刻控制信號。講解其工作原理和信號特點。其他傳感器：簡要介紹節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器等其他傳感器在電控點火系統(tǒng)中的作用和工作原理，讓學生了解它們?nèi)绾螀f(xié)同工作，為ECU提供全面的發(fā)動機工況信息。2.電子控制單元（ECU）介紹ECU的組成結(jié)構(gòu)，包括輸入接口、微處理器、輸出接口、內(nèi)存等部分。講解ECU的工作過程：ECU接收傳感器傳來的信號后，首先對這些信號進行預處理，然后根據(jù)內(nèi)部存儲的控制程序和數(shù)據(jù)，計算出最佳點火提前角等控制參數(shù)，并通過輸出接口向點火控制器等執(zhí)行器發(fā)出控制指令。通過簡單的流程圖展示ECU的工作流程，使學生對ECU的工作原理有更清晰的認識。3.點火控制器講解點火控制器的作用：它是電控點火系統(tǒng)的功率輸出級，主要功能是根據(jù)ECU發(fā)出的點火控制信號，控制點火線圈初級電路的通斷，實現(xiàn)對點火時刻的精確控制。介紹點火控制器的工作原理和電路組成，通過實際的點火控制器電路圖，分析其控制點火線圈工作的具體過程，讓學生了解電子電路在點火系統(tǒng)中的應(yīng)用。4.點火線圈展示點火線圈的實物，介紹其結(jié)構(gòu)組成，包括初級繞組、次級繞組、鐵芯、外殼等部分。講解點火線圈的工作原理：利用電磁感應(yīng)原理，將低電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷骸．旤c火控制器接通點火線圈初級電路時，初級繞組中有電流通過，產(chǎn)生磁場；當初級電路斷開時，磁場迅速消失，在次級繞組中感應(yīng)出高電壓，一般可達15～30kV。說明點火線圈的性能指標對點火系統(tǒng)的影響，如點火能量、次級電壓等。5.火花塞展示不同類型的火花塞，介紹其結(jié)構(gòu)特點，包括電極、絕緣體、殼體等部分。講解火花塞的工作原理：火花塞在高電壓作用下，電極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣。強調(diào)火花塞的點火性能對發(fā)動機燃燒過程和性能的重要影響，如火花塞的熱值、電極間隙等參數(shù)會影響點火效果和使用壽命。（五）故障診斷與排除（20分鐘）1.故障診斷方法介紹汽油機電控點火系統(tǒng)故障診斷的常用方法：直觀檢查法：通過觀察點火系統(tǒng)各部件的外觀、連接線路、插頭等是否有損壞、松動、脫落等情況，初步判斷故障所在。萬用表檢測法：使用萬用表測量點火系統(tǒng)各部件的電阻、電壓、電流等參數(shù)，與標準值進行比較，判斷部件是否正常。例如，測量點火線圈的初級繞組和次級繞組電阻，判斷點火線圈是否短路或斷路；測量火花塞電極間的電阻，判斷火花塞是否漏電等。示波器檢測法：利用示波器觀察點火系統(tǒng)的電壓波形，分析波形的形狀、頻率、幅值等參數(shù)，判斷點火系統(tǒng)的工作是否正常。如觀察點火線圈次級電壓波形，判斷點火能量是否足夠、點火時刻是否正確等。故障自診斷法：大多數(shù)現(xiàn)代汽車的電控點火系統(tǒng)都具備故障自診斷功能，ECU能夠監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當檢測到故障時，會將故障代碼存儲在內(nèi)存中，并通過儀表板上的故障指示燈（CHECKENGINE）閃爍或其他方式提示駕駛員。使用故障診斷儀讀取故障代碼，根據(jù)故障代碼的含義，初步確定故障部位。2.常見故障及排除方法火花塞故障：如火花塞積碳、電極磨損、絕緣體損壞等。講解火花塞故障的原因，如混合氣過濃、燃燒不完全、長時間高速行駛等。介紹排除火花塞故障的方法，如清潔積碳、更換火花塞等。點火線圈故障：包括點火線圈短路、斷路、絕緣不良等。分析點火線圈故障的可能原因，如長時間工作過熱、受潮、內(nèi)部繞組損壞等。說明檢測點火線圈故障的方法和更換點火線圈的步驟。傳感器故障：以曲軸位置傳感器為例，講解傳感器故障的現(xiàn)象（如發(fā)動機無法啟動、啟動困難、怠速不穩(wěn)等）和原因（如傳感器損壞、線路斷路或短路等）。介紹如何使用萬用表或示波器檢測傳感器的信號，以及更換傳感器的注意事項。點火控制器故障：介紹點火控制器故障可能導致的問題（如點火時刻不準確、點火能量不足等）和檢測方法（如測量控制器的輸入輸出信號、檢查控制電路等）。說明更換點火控制器的方法和要點。通過實際的故障案例分析，讓學生運用所學的故障診斷方法和排除技巧，進行故障診斷和排除，提高學生解決實際問題的能力。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導學生回顧本節(jié)課所學的主要內(nèi)容，包括汽油機電控點火系統(tǒng)的組成、工作原理、點火提前角的控制、主要部件的結(jié)構(gòu)與工作特性以及故障診斷與排除方法等。2.強調(diào)重點知識和技能，如點火提前角對發(fā)動機性能的影響、電控點火系統(tǒng)故障診斷的思路和方法等，幫助學生鞏固所學知識。3.鼓勵學生在課后進一步查閱相關(guān)資料，加深對汽油機電控點火系統(tǒng)的理解，并關(guān)注汽車點火系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。（七）課后作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)簡述汽油機電控點火系統(tǒng)的工作原理。分析影響點火提前角的因素有哪些。說明電控點火系統(tǒng)故障診斷的基本方法。2.實踐作業(yè)觀察一輛汽車的點火系統(tǒng)，識別各主要部件，并描述其功能。查閱資料，了解新型汽油機電控點火系統(tǒng)的特點和發(fā)展趨勢，寫一篇簡短的報告。五、教學資源1.教材：選用與汽車發(fā)動機電控技術(shù)相關(guān)的專業(yè)教材，作為學生學習的主要參考資料。2.教具：準備汽油機電控點火系統(tǒng)的實物模型、實驗臺架、點火線圈、火花塞、傳感器等實物教具，以及萬用表、示波器、故障診斷儀等檢測工具，方便學生進行觀察和實際操作。3.多媒體課件：制作包含文字、圖片、動畫、視頻等多種元素的多媒體課件，用于課堂教學，幫助學生更好地理解抽象的知識內(nèi)容。4.案例資料：收集整理實際的汽油機電控點火系統(tǒng)故障案例，供課堂分析和課后作業(yè)使用，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。六、教學評價1.課堂表現(xiàn)