43-44电控发动机教案-电控柴油发动机的发展概况

教学设计授课班级授课日期第43-44课时课型新授教具、资料教材、多媒体课题电控柴油发动机的发展概况教学目标要求知识与技能1、通过本节内容的学习，能够正确描述电电控柴油发动机的发展概况。2、学生能正确描述我国电控柴油喷射技术的发展概况。3、能够概述柴油发动机电子控制系统的控制内容及功能过程与方法以任务引领的方式进行导入，之后结合所讲每一组成部分进行逐一展开讲解，整个过程中以学生为主体，把学生分成小组，老师提出问题，小组通过课本搜集资料并思考解决问题的办法。情感态度价值观1.通过理论知识的学习，养成良好的职业素养和行为习惯2.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。教材分析重点1.柴油机发展概述。2.柴油发动机电子控制系统的控制内容及功能。难点1.柴油发动机电子控制系统的控制内容及功能。关键提出问题，让学生结合课本进行资料的搜集，并想出解决问题的办法板书设计第一节电控柴油发动机的发展概况一、柴油发动机电子控制技术的发展与应用概况二、我国电控柴油喷射技术的发展概况三、柴油发动机电子控制系统的控制内容及功能四、柴油发动机电子控制系统的控制方式〔喷油提前角课后小结教学过程教学环节教师讲授、指导（主导）内容学生学习、操作（主体）活动时间分配一．二．三．组织教学：师生问好，自我介绍。导课部分：汽油机和柴油机都是我们在汽车上常见的发动机类型，而大家对柴油机的直接印象就是拖拉机，那柴油机到底有哪些特点，是如何发展的呢？这次课我们就来学习一番。新授部分：一、柴油发动机电子控制技术的发展与应用概况柴油发动机电子控制技术经历了三代变化：1．凸轮压油+位置控制将传统的机械式调速器和提前机构换成电子控制的机构。燃油的输送机构和机械式燃油系统相同。特征：喷油量的控制：根据ECU的指令由齿杆或溢油环的位置进行控制。喷油时间的控制：根据ECU的指令由喷油泵驱动轴和凸轮轴的相位差进行控制。ECU根据各传感器检出的发动机状态及环境条件等，计算出适合于发动机状态的最佳控制量，并向执行机构发出相应的指令。2．凸轮压油+电磁阀时间控制采用高速电磁阀对喷油量和喷油时间进行时间控制。其特征：燃油升压是通过喷油泵或发动机的凸轮来实现的。喷油量和喷油时间是由电磁阀直接控制的。3．燃油蓄压＋电磁阀时间控制将喷油量和喷油时间控制融为一体。使燃油的升压机构独立，亦即燃油压力与发动机转速、负荷无关，具有可以独立控制压力的蓄压器——共轨。喷油量、喷油时间等参数直接由装在各个气缸上的喷油器控制。二、我国电控柴油喷射技术的发展概况清华大学的PPVI系统（泵－管－阀－嘴系统）。对于时间控制系统，关键在于高速电磁阀的研制，高速电磁阀不仅要求响应速度高，而且要求密封100MPa以上的高压柴油，体积又要小，还要能承受较高的工作温度。电控柴油喷射技术在我国柴油发动机上逐步应用已成必然趋势。三、柴油发动机电子控制系统的控制内容及功能与学生共同进行进柴油机发展的探讨，是同学们积极参与课堂。注重方法讲解的严肃性对我国的发展和整体发展比较2分3分30分柴油发动机电控系统的控制内容1．喷油量控制该系统由发动机转速信号和加速踏板位置传感器信号计算出基本喷油量，并由进气温度、进气压力、冷却液温度等修正信号对喷油量进行修正，计算出喷油装置需要的供油时间，通过电磁溢流阀的快速响应，对喷油量进行精确控制。2．喷油正时控制由发动机转速和加速踏板位置决定，由冷却液温度、进气温度、进气压力等修正信号进行修正，并通过点火正时传感器检测实际燃烧开始时刻，实现对喷油正时的闭环控制，从而排除了因燃油十六烷值和大气条件的变化引起的喷油正时的差异，实现对喷油正时的最佳控制。3．怠速控制怠速运转时，由于发电机、空调压缩机、动力转向液压油泵等装置工作状态的变化将引起柴油发动机负荷的变化，从而导致发动机转速的变化，柴油发动机控制系统将通过反馈控制系统控制喷油量，把怠速控制在所设定的目标转速值上。4．各缸喷油量不均匀的修正（怠速颤振控制）由于各缸喷油泵的性能差异将导致各缸的喷油量的差异，从而引起发动机转速的波动，即怠速颤振。柴油发动机电控系统通过各缸在做功冲程时的曲轴转速变化判断各缸喷油量的差异，利用电磁溢流阀的快速响应性，及时修正各缸的喷油量，以降低发动机转速的波动，即按各缸间转速无波动偏差来控制各缸的喷油量。5．排气再循环控制（EGR）系统通过控制参与再循环的排气量以减少排气中的NOX排放量，与汽油机电控系统相同。6．进气节流控制在怠速时，系统通过控制节气门的开度，控制进气量，以降低怠速时的振动和噪声。停车时，系统关闭节气门，中断进气，以减轻发动机的振动。7．进气涡流强度控制系统通过控制进气通道的变化，以便在不同转速及负荷下更好地组织进气涡流，改善燃烧质量，提高动力性、经济性，降低排放。8．增压控制通过柴油发动机电控系统控制增压压力和进气量、空燃比。9．起动预热控制在不同的起动条件下，系统通过控制起动预热塞的通电时间，以改善柴油发动机的低温起动性能和稳定低温怠速运转。10．故障自诊断功能及故障保护功能与汽油机电控系统的故障自诊断及失效保护功能基本相同。具体情况分析10分30分四五四、柴油发动机电子控制系统的控制方式〔喷油提前角〕柴油发动机电子控制系统的控制方式可分为三大类：开环控制、闭环控制和开环一闭环综合（复合式）控制。1．开环控制用电子控制装置取代喷油提前角调节装置。在分配泵凸轮滚环上设置一个液压活塞，液压活塞由一电磁阀控制，凸轮滚环的实际位置由活塞位置传感器检测。电磁阀控制流入活塞或流出活塞的通路，使活塞到达所要求的位置，即调整点，该调整点由ECU根据发动机的转速、总供油量和冷却液温度来确定。最佳喷油提前角在研制开发系统时确定，并存入ECU，即凸轮滚环位置与喷油提前角的关系是预先设定好的。2．闭环控制通过测定实际喷油提前角和调节流入正时活塞的压力在发动机工况及工作条件变化时对喷油提前角进行调整。当ECU根据反馈回来的信息发现实际喷油正时在调整点之外时，它就通过电磁阀控制正时活塞使之回到调整点。一般采用喷油传感器或点火正时传感器反馈实际喷油正时。3．开环一闭环综合（复合式）控制把闭环控制系统与凸轮滚环位置的定位控制结合起来，可克服传统闭环系统响应速度慢的缺点。当调整点与实际喷油正时出现误差时，控制系统就会知道活塞移动的距离，补偿误差。通常在相邻两次喷油间就能达到调整点。总结课堂内容分组总结本次课内容布置课后作业一、填空1、柴油发动机电子控制技术经历了三代变化、、。2、清华大学的PPVI系统又叫。二、判断题（）1、电控柴油喷射技术在我国柴油发动机上逐步应用已成必然趋势。（）2、系统通过控制参与再循环的排气量以减少排气中的NOX排放量，与汽油机电控系统相同。三、简答题1、柴油发动机电控系统的控制内容2、柴油发动机电子控制系统的控制方式总结本次课内容布置作业10分5分