《汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修》教案 第19課 排放控制系統(tǒng)檢修(二)

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課題排放控制系統(tǒng)檢修（二）課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）熟悉三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修（2）了解曲軸箱強制通風系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修技能目標：能檢修三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)、曲軸箱強制通風系統(tǒng)故障素質目標：養(yǎng)成嚴謹對待問題、認真執(zhí)行工作任務的職業(yè)作風教學重難點教學重點：三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，曲軸箱強制通風系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修教學難點：檢修三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)、曲軸箱強制通風系統(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、教材教學設計問題導入（5min傳授新知（45min）→任務準備（8min）→任務實施（25min→課堂小結（3min）→作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內容及步驟設計意圖考勤

（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問題導入（5min）【教師】復習提問1.廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)的作用是什么？有哪些類型？2.二次空氣噴射系統(tǒng)的類型有哪些？【學生】聆聽、思考、回答借助復習提問，了解學生的學習情況，對知識的掌握程度傳授新知（45min）【教師】講解新知4．三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)1）三元催化轉化器三元催化轉化器（TWC）安裝在排氣歧管和排氣系統(tǒng)消聲器之間。它的作用是利用轉化器中的三元催化劑，將發(fā)動機所排出廢氣中的有害氣體HC，CO和NOx轉變成無害的H2O，CO2和N2，再排出車外，降低尾氣對環(huán)境的污染?！窘處煛拷Y合“三元催化轉化器”圖片（詳見教材），講解三元催化轉化器的結構與工作原理（1）三元催化轉化器的結構三元催化轉化器一般由金屬外殼、隔熱減振襯墊、催化劑載體和催化劑組成。催化劑載體一般由稀土陶瓷或金屬制成，可分為顆粒形和蜂巢形兩種。三元催化轉化器常采用蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合物作為催化劑。（2）三元催化轉化器的工作原理當發(fā)動機排出的廢氣流過三元催化轉化器時，三元催化劑使廢氣中的HC和CO氧化，生成無害氣體CO2和H2O，并促使廢氣中的NOx與CO反應，生成無害的N2和CO2氣體。（3）影響三元催化轉化器轉化效率的因素對三元催化轉化器轉化效率影響最大的因素是混合氣的濃度和排氣溫度。①混合氣的濃度必須精確控制空燃比，使空燃比保持在理論空燃比附近很窄的范圍內?！窘處煛空故尽叭呋D化器轉化效率與空燃比的關系”圖片（詳見教材），請學生觀察圖片，總結三元催化轉化器轉化效率與空燃比的關系，說出控制空燃比的意義【學生】聆聽、觀察、思考、回答【教師】總結學生回答②排氣溫度催化劑的表面活性作用是利用廢氣本身的熱量激發(fā)的，它的最佳使用溫度范圍是400～800℃。當發(fā)動機排氣溫度達到815℃以上時，三元催化轉化器的轉化效率明顯下降?！窘處煛恐v述“提示”的相關內容發(fā)動機排氣溫度過高一般是由于發(fā)動機長時間在大負荷工況下工作，或由于故障而導致燃油燃燒不完全?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶（4）三元催化轉化器的檢修①機械損傷檢查a．檢查三元催化轉化器表面有無損傷。b．輕輕敲擊并晃動，聽內部是否有物體移動的聲音。②尾氣排放檢查用紅外線廢氣分析儀來測量廢氣中的CO2，CO，HC和O2的體積分數(shù)，可用紅外線廢氣分析儀來進行測量?！窘處煛恐v述“提示”的相關內容當三元催化轉化器有故障時，會導致廢氣中的HC，CO和NOx含量升高。燃油控制系統(tǒng)、點火控制系統(tǒng)和排放控制系統(tǒng)等其他系統(tǒng)，也會影響排氣管中廢氣含量?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶③進氣口和排氣口溫度檢查將數(shù)字高溫計的儀表探針放在三元催化轉化器的進氣口和排氣口，測量其溫度。若排氣口溫度比進氣口溫度高出38℃以上，說明三元催化轉化器正常；若差值低于38℃，說明三元催化轉化器工作不良，應進行修理或更換。④氧傳感器信號檢查用示波器或發(fā)動機分析儀檢測三元催化轉化器上、下游兩個氧傳感器的信號波形，若兩個信號波形保持同步，說明三元催化轉化器已失效，需更換?！ㄔ斠娊滩模窘處煛恐v述“注意”的相關內容①嚴禁使用含鉛汽油，以免催化劑失效。②汽車盡量選擇良好路況行駛，避免底盤刮碰，導致三元催化轉化器的催化劑載體損壞?！ㄔ斠娊滩模緦W生】聆聽、思考、理解、記憶2）氧傳感器氧傳感器一般安裝在排氣管中，它向ECU反饋廢氣中的氧含量，ECU根據(jù)此信號計算混合氣濃度，調整噴油量，以確?；旌蠚鉂舛仍诶碚摽杖急龋?4.7）附近，提高TWC對HC，CO和NOx的轉化效率，減少排氣污染，同時還能提高燃油經濟性。（1）氧傳感器的類型主氧傳感器：測量發(fā)動機燃燒廢氣中氧的濃度，生成電壓信號反饋給ECU，以達到理想的空燃比狀態(tài)，它安裝在TWC的前面，即上游位置。副氧傳感器：安裝在TWC的后面，即下游位置。它檢測主氧傳感器和TWC是否處于最佳工作狀態(tài)，ECU根據(jù)副氧傳感器的反饋信號來修正主氧傳感器的信號誤差?！窘處煛恐v述“提示”的相關內容當副氧傳感器輸出的信號電壓與主氧傳感器的相似或同步時，說明TWC工作不良或已經失效?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶按材料不同，汽車上使用的氧傳感器可分為二氧化鈦氧傳感器和二氧化鋯氧傳感器兩種，每種傳感器又可分為加熱型和非加熱型兩類。加熱型氧傳感器內部有加熱元件，能在發(fā)動機啟動后短時間內迅速將氧傳感器加熱至工作溫度。①二氧化鈦氧傳感器【教師】展示“二氧化鈦氧傳感器”圖片（詳見教材），講解二氧化鈦氧傳感器二氧化鈦氧傳感器主要由TiO2氧傳感器元件、TiO2熱敏電阻元件、絕緣體等組成。利用二氧化鈦周圍氧分壓不同而進行氧化或還原反應，使電阻發(fā)生變化的原理來測量廢氣中氧的濃度。②二氧化鋯氧傳感器【教師】結合“二氧化鋯氧傳感器”圖片（詳見教材），講解二氧化鋯氧傳感器二氧化鋯氧傳感器主要由ZrO2氧傳感器元件和加熱器等組成。高溫下，當二氧化鋯內外兩側的氧濃度差較大時，會產生電動勢。二氧化鋯氧傳感器正是利用這一特性來測量廢氣中氧的濃度?！窘處煛刻岢鰡栴}，隨機邀請學生回答總結兩種類型氧傳感器的區(qū)別?！緦W生】聆聽、思考、回答【教師】總結學生回答（2）氧傳感器的常見故障和檢修當氧傳感器出現(xiàn)故障時，會導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)、排氣管冒黑煙、尾氣超標、故障燈亮、動力下降等現(xiàn)象。①氧傳感器的常見故障氧傳感器的常見故障有中毒失效、老化、積炭、碎裂、線路斷脫、加熱器電阻絲燒斷等。其中，氧傳感器中毒失效主要是指鉛中毒、硅中毒和磷中毒導致性能下降；氧傳感器老化的主要原因是傳感元件局部表面溫度過高；傳感器積炭主要是由于發(fā)動機燃燒不完全；傳感器碎裂是由于陶瓷硬且脆，易碎裂。②氧傳感器的檢修a．氧傳感器加熱器電阻的檢修b．氧傳感器電壓檢測……（詳見教材）5．曲軸箱強制通風系統(tǒng)曲軸箱強制通風（PCV）系統(tǒng)將竄入曲軸箱內的氣體重新引入氣缸內燃燒，既可減少排氣污染、提高發(fā)動機的經濟性，還能防止機油變質、防止曲軸油封及曲軸箱襯墊滲漏、防止各種油蒸氣污染大氣?！窘處煛拷Y合“曲軸箱強制通風系統(tǒng)”和“PVC閥”圖片（詳見教材），進行新知講解1）曲軸箱強制通風系統(tǒng)的結構組成曲軸箱強制通風系統(tǒng)主要由PCV閥、空氣軟管等組成。其中，一條空氣軟管連通空氣濾清器和氣門室蓋，另一條空氣軟管連通PCV閥和進氣歧管；PCV閥是一個計量控制閥，由真空度控制，它主要由閥座、錐形閥、彈簧、閥體等組成。新上市汽車的PCV閥一般安裝在氣門搖臂蓋和進氣歧管之間。2）PCV閥的工作情況①當發(fā)動機不工作時，PCV閥全關，可防止回火。②當發(fā)動機怠速或減速時，PCV閥的開度較小，真空通道也較小。③當汽車正常行駛時，PCV閥開度增大，真空通道增大，通風流量增大。④當發(fā)動機在大負荷下工作時，PCV閥完全開啟，真空度減小，通風流量最大?！窘處煛恐v述“提示”的相關內容發(fā)動機回火時，火焰?zhèn)鞑サ竭M氣管，并進入PCV閥體內，火焰的壓力壓緊PCV閥，使其關閉，防止火焰?zhèn)鞯角S箱中，可避免曲軸箱內的竄氣燃燒爆炸?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶3）曲軸箱強制通風系統(tǒng)的檢修當曲軸箱強制通風系統(tǒng)工作不正常時，有害的竄氣留在發(fā)動機中易引起腐蝕，并加快磨損，使發(fā)動機壽命縮短。此外，當曲軸箱強制通風系統(tǒng)有故障時，還會導致發(fā)動機不易啟動、怠速不穩(wěn)、加速無力或潤滑油損耗過大等現(xiàn)象。曲軸箱強制通風系統(tǒng)的檢修如下。（1）一般檢查①檢查軟管狀況。②檢查PCV閥。（2）運轉檢驗①轉速試驗法a．啟動發(fā)動機，使其怠速運轉。b．連接轉速表，讀出怠速轉速。c．用手捏住或用夾子夾住PCV閥與真空源之間的管路，讀出發(fā)動機轉速，發(fā)動機轉速下降應超過50r/min。②真空測試法a．使發(fā)動機在正常工作溫度下怠速運轉，將PCV閥從氣門室蓋上拔下，之后應能聽到空氣流過時產生的“咝咝”聲。b．裝好PCV閥，取下曲軸箱通風孔或機油加油口蓋。c．熄滅發(fā)動機，取下PCV閥，搖動PCV閥，應聽到“咯咯”聲。d．若上述任一項測試結果不符，應更換相應元件，并重新測試?！ㄔ斠娊滩模窘處煛恐v述“提示”的相關內容堵塞是PCV閥常見的故障之一。當PCV閥堵塞時，曲軸箱竄氣可能會逆向流入空氣濾清器，污染濾芯，使空氣濾清器過濾能力降低，導致燃料消耗增大，發(fā)動機磨損增大，甚至損壞發(fā)動機。因此，需定期維護曲軸箱強制通風系統(tǒng)?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶【學生】聆聽、思考、理解、記憶通過老師講解，使學生掌握三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，了解曲軸箱強制通風系統(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，對實訓工具和設備進行檢查實訓設備清單：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（25min）【教師】布置實訓任務：檢修三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)實訓步驟：（1）三元催化轉化器的檢修①機械損傷檢查②尾氣排放檢查③進氣口和排氣口溫度檢查④氧傳感器信號檢查（2）氧傳感器的檢修a．氧傳感器加熱器電阻的檢修b．氧傳感器電壓檢測【學生】按照實訓步驟完成實訓任務【教師】點評學生表現(xiàn)，總結燃三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的檢修步驟【學生】聆聽并記錄三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的檢修步驟【教師】講述砥節(jié)礪行——陳尚燈：“深耕”十余載，成就“汽修匠人”（詳見教材）【學生】聆聽、思考、體會通過任務實訓，鞏固學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生實操技能借助榜樣的力量，培養(yǎng)學生刻苦鉆研、不斷精進的職業(yè)作風課堂小結

（3min）【教師】簡要總結本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了三元催化和氧傳感器控制系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修，以及曲軸箱強制通風系統(tǒng)的作用、組成、工作原理和檢修等相關知識，希望