《汽車電氣設備構造與維修（高職版）》教案 第10課 任務 4.1 認識點火系統(tǒng)

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課題任務4.1認識點火系統(tǒng)課時2課時（90min）教學目標知識目標：了解點火系統(tǒng)的作用和類型熟悉點火系統(tǒng)主要部件的檢修技能目標：能夠檢修點火系統(tǒng)主要部件素質(zhì)目標：養(yǎng)成嚴謹務實、積極高效的工作作風教學重難點教學重點：點火系統(tǒng)的作用、類型，點火系統(tǒng)主要部件的檢修教學難點：點火系統(tǒng)主要部件的檢修教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法、示范法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節(jié)課：→→→傳授新知（38min）第2節(jié)課：→實操練習（35min）→課堂小結（3min）→作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件，完成課前任務請大家提前查找資料，了解點火系統(tǒng)的相關知識，并填寫任務單4.1中的引導問題，詳情見教材。【學生】完成課前任務通過課前任務，使學生了解所學內(nèi)容，增加學生的學習興趣考勤

（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案例導入（5min）【教師】講述“案例導入”的相關內(nèi)容某日，在一家汽車維修廠，一位車主反映自己的車輛啟動以后，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速比正常的時候高，而且明顯感受到車輛抖動，車輛在行駛過程中加速不良，但儀表盤并沒有指示燈亮起。經(jīng)過檢查，維修人員發(fā)現(xiàn)該車輛的故障為點火線圈故障，于是對其進行了更換。【學生】聆聽、思考【教師】提問：根據(jù)案例，你覺得點火系統(tǒng)是如何影響汽車轉(zhuǎn)速的？鼓勵學生暢所欲言【學生】思考、舉手回答通過案例導入的方法，引導學生主動思考，激發(fā)學生的學習興趣傳授新知

（38min）【教師】總結學生的回答，引入新知講解4.1.1點火系統(tǒng)的作用點火系統(tǒng)的作用是在壓縮沖程終了時，將汽油發(fā)動機工作時吸入氣缸的可燃混合氣，及時地用電火花點燃，并滿足可燃混合氣充分燃燒及發(fā)動機工作穩(wěn)定的性能要求，順利地實現(xiàn)熱能到機械能的轉(zhuǎn)變。4.1.2點火系統(tǒng)的類型汽車點火系統(tǒng)經(jīng)歷了傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)三個階段，現(xiàn)在的汽車廣泛采用微機控制點火系統(tǒng)。?【教師】分組討論：將班級學生隨機分為三組，分別學習傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)的相關知識，5分鐘后，每組推薦兩名學生說出不同點火系統(tǒng)的組成及其工作原理?【學生】分組討論、思考、總結?【教師】結合學生講述情況，分別講解傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)和微機控制點火系統(tǒng)的相關知識1．傳統(tǒng)點火系統(tǒng)1）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的組成?【教師】利用PPT展示圖片，講解傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的各組成部分傳統(tǒng)點火系統(tǒng)主要由蓄電池、點火開關、點火線圈、分電器（包括斷電器、配電器、電容器、真空提前裝置、離心提前裝置）、高壓線、火花塞、附加電阻等組成，如圖所示。（1）蓄電池用來提供點火系統(tǒng)工作時所需的能量。（2）點火開關用來控制儀表電路、初級電路及啟動機繼電器電路的開閉。（3）點火線圈主要由初級繞組、次極繞組、鐵芯組成，它相當于自耦變壓器，用來將蓄電池供給的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘?。【知識之窗】初級繞組所在的電路稱為初級電路；次級繞組所在的電路稱為次級電路。（4）分電器由斷電器、配電器、電容器和點火提前裝置（包括真空提前裝置、離心提前裝置）等組成，它用來控制初級電路的通斷，使點火線圈的次級繞組中產(chǎn)生高壓電，并將點火線圈產(chǎn)生的高壓電分配到相應氣缸的火花塞上。（5）高壓線用來將點火線圈產(chǎn)生的高壓電引入火花塞。（6）火花塞利用點火線圈產(chǎn)生的高壓電產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣。（7）附加電阻串聯(lián)在初級電路中，用來改善點火特性。2）傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理當發(fā)動機工作時，斷電器軸連同凸輪一起在發(fā)動機凸輪軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。凸輪轉(zhuǎn)動時，斷電器觸點交替地閉合和打開。當觸點閉合時，初級電路接通；當觸點打開時，初級電路切斷，次級電路中產(chǎn)生高壓電。高壓電經(jīng)配電器分送至各氣缸中的火花塞上，使得火花塞的電極間隙被擊穿，從而產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣?！局R之窗】傳統(tǒng)點火系統(tǒng)存在故障率高、壽命短、點火能量低、火花塞易污染和對點火正時的調(diào)節(jié)性差等缺陷，不能適應現(xiàn)代汽車的發(fā)展需要，已被淘汰。2．電子點火系統(tǒng)1）電子點火系統(tǒng)的組成?【教師】利用PPT展示圖片，講解電子點火系統(tǒng)的各組成部分電子點火系統(tǒng)要包括蓄電池、點火線圈、點火器、分電器、火花塞等部件，如圖所示。其中，分電器中還裝有點火信號發(fā)生器和配電器。2）電子點火系統(tǒng)的工作原理電子點火系統(tǒng)是利用晶體三極管作為開關來接通或斷開初級電路的。在電子點火系統(tǒng)中，點火信號發(fā)生器產(chǎn)生點火信號，以控制晶體三極管的導通與截止，進而控制初級電路的通斷。當初級電路被切斷時，次級電路中產(chǎn)生高壓電，高壓電通過配電器被送至氣缸的火花塞上，點燃可燃混合氣。3）電子點火系統(tǒng)的分類按照點火信號產(chǎn)生方式不同，電子點火系統(tǒng)可分為磁感應式電子點火系統(tǒng)、光電式電子點火系統(tǒng)和霍爾效應式電子點火系統(tǒng)。（1）磁感應式電子點火系統(tǒng)。磁感應式電子點火系統(tǒng)主要由磁感應式點火信號發(fā)生器、點火器、分電器、點火線圈、火花塞等組成。磁感應式點火信號發(fā)生器裝在分電器內(nèi)的底板上，它由裝在分電器軸上的信號轉(zhuǎn)子，以及永久磁鐵、鐵芯和繞在鐵芯上的傳感線圈等組成，其作用是產(chǎn)生與發(fā)動機曲軸位置相應的磁感應電壓脈沖信號，并將其輸送給點火器作為點火控制信號。（2）光電式電子點火系統(tǒng)。光電式電子點火系統(tǒng)由光電式點火信號發(fā)生器、點火器、點火開關、點火線圈、分電器（包括遮光盤、光觸發(fā)器、放大器）、火花塞等組成。光電式點火信號發(fā)生器安裝在遮光盤上，遮光盤開有與發(fā)動機氣缸數(shù)相同的缺口，其上下兩面分別裝有發(fā)光二極管和光敏三極管。這種點火系統(tǒng)工作時，遮光盤隨分電器軸一起轉(zhuǎn)動，當遮光盤的缺口轉(zhuǎn)到發(fā)光二極管位置時，光敏三極管感受到發(fā)光二極管發(fā)出的光照而導通，產(chǎn)生點火信號；當遮光盤遮住發(fā)光二極管時，光敏三極管截止。點火器根據(jù)點火信號來控制點火線圈初級繞組電路的通斷，進而使次級繞組中產(chǎn)生高壓電。（3）霍爾效應式電子點火系統(tǒng)。霍爾效應式電子點火系統(tǒng)由裝在分電器內(nèi)的霍爾式點火信號發(fā)生器、點火器、火花塞、點火線圈、蓄電池、點火開關等組成?；魻柺近c火信號發(fā)生器是利用霍爾效應來產(chǎn)生點火信號的。3．微機控制點火系統(tǒng)1）微機控制點火系統(tǒng)的組成隨著計算機的迅猛發(fā)展，微機控制點火系統(tǒng)迅速普及。微機控制點火系統(tǒng)可依靠計算機強大的分析處理數(shù)據(jù)的能力，根據(jù)發(fā)動機的不同運行工況不斷修正點火提前角，以獲得最佳的點火時刻。該系統(tǒng)可改善發(fā)動機性能，使發(fā)動機工作時的動力性和經(jīng)濟性達到最佳，以減少污染排放。【知識之窗】在發(fā)動機的壓縮沖程終了時，點火系統(tǒng)提供高壓火花點燃氣缸內(nèi)被壓縮的可燃混合氣做功，這個時間就是點火正時。為使點火能量最大化，點火正時一般要提前一定的量，即在活塞即將到達上止點的那一刻點火，而不是正好達到上止點時才點火，這個提前量稱為點火提前角。微機控制點火系統(tǒng)的結構因廠家和生產(chǎn)年代不同而有所不同，但基本結構相同，主要由傳感器、電子控制器（ECU）、點火器、點火線圈、火花塞、點火開關等組成，如圖所示。（1）傳感器包括凸輪軸位置傳感器、車速傳感器、曲軸位置傳感器、爆震傳感器、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器等，主要用來檢測發(fā)動機各種運行參數(shù)的變化，為電子控制器提供點火控制信號。（2）電子控制器接收傳感器輸送的點火控制信號，并進行存儲、運算和分析處理，然后向點火器發(fā)出點火控制信號，以完成對點火提前角、通電時間和爆震的控制。（3）點火器將電子控制器輸送來的點火控制信號進行功率放大，控制初級電路的通斷，并在完成點火后向電子控制器輸送點火確認信號。（4）點火線圈將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姟＃?）火花塞利用點火線圈產(chǎn)生的高壓電產(chǎn)生電火花，點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣。2）微機控制點火系統(tǒng)的工作原理發(fā)動機運行時，電子控制器會不斷地采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進氣溫度等信號，并根據(jù)ROM（一種存儲器）中存儲的相關程序與數(shù)據(jù)，確定該工況的最佳點火提前角，以此向點火器發(fā)出指令。點火器根據(jù)電子控制器的指令，控制初級電路的通斷。當初級電路導通時，電流從初級繞組中通過，并以磁場能的形式儲存起來；當初級電路斷開時，次級繞組感應產(chǎn)生高壓電，高壓電通過分電器被送至各氣缸火花塞上，產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣。?【教師】暢所欲言：請簡述一下這三種點火系統(tǒng)的優(yōu)缺點。鼓勵學生積極發(fā)言?【學生】思考、總結?【教師】點評學生討論結果4.1.3點火系統(tǒng)主要部件的檢修1．點火線圈的檢修1）點火線圈的組成點火線圈主要由初級繞組、次級繞組和鐵芯組成，詳情見教材。初級繞組由0.5～1mm的漆包線繞200～500匝而成。初級繞組一端與車上低壓電源（+）連接，另一端與開關裝置（斷電器）連接。次級繞組由0.1mm的漆包線繞15000～25000匝而成。次級繞組一端與初級繞組連接，另一端與高壓線輸出端連接，輸出高壓電。點火線圈可將12V的低壓電變成15～20kV的高壓電。當初級電路斷路時，按照繞組匝數(shù)比，次級繞組會互感出萬伏以上的高壓電，實現(xiàn)點火。?【教師】課堂討論：根據(jù)點火線圈的作用及其組成部分，討論點火線圈該如何檢修，鼓勵學生積極發(fā)言?【學生】思考、總結?【教師】點評學生討論結果，講解相關知識：點火線圈的檢修方法2）點火線圈的檢修方法檢修時，先用目測的方法判斷點火線圈有無絕緣性方面的損壞和外殼破裂，然后主要檢測初級繞組和次級繞組有無短路、斷路、搭鐵不良等故障，通?？捎脭?shù)字萬用表測量電阻來判斷。（1）初級繞組的檢測。用數(shù)字萬用表測量點火線圈的兩個低壓接線柱間的電阻，其阻值應符合技術標準，否則說明有故障，應予以更換。初級繞組阻值一般為0.5～1.0Ω（高能點火線圈）和1.5～3.0Ω（普通點火線圈）。若阻值為“∞”，則說明初級繞組斷路；若阻值過小，則說明初級繞組短路。（2）次級繞組的檢測。利用測量電阻法對次級繞組進行檢測，具體操作方法為：用數(shù)字萬用表的一支表筆接點火線圈低壓接線柱中的一個，另一支表筆接點火線圈的高壓插孔。次級繞組阻值一般為2.5～4.0kΩ（高能點火線圈）和6.0～8.0kΩ（普通點火線圈）。若阻值為“∞”，則說明次級繞組斷路；若阻值過小，則說明次級繞組短路。2．火花塞的檢修1）火花塞的組成火花塞主要由接線螺桿、絕緣體、殼體及電極等部分組成。接線螺桿用來接高壓線；絕緣體通常由陶瓷制成，因為陶瓷絕緣、耐熱、導熱，陶瓷表面會被加工成波浪狀，目的是防止飛弧產(chǎn)生；與絕緣體相連的是殼體，殼體上部呈六角形，以便拆裝火花塞，殼體下部呈螺紋狀，以便將火花塞固定在氣缸頂部；電極由中心電極和側(cè)電極兩部分組成?；鸹ㄈg隙一般為0.7～0.8mm，個別火花塞間隙可達1mm。2）火花塞的檢修方法?【教師】課堂討論：根據(jù)火花塞的作用及其組成部分，討論火花塞該如何檢修，鼓勵學生積極發(fā)言。?【學生】思考、總結?【教師】點評學生討論結果，講解相關知識：火花塞的檢修方法（1）清除火花塞積炭。火花塞應定期拆下來進行積炭清除，因為當積炭較多時，火花塞間隙處相當于并聯(lián)一個電阻，可能會造成發(fā)動機斷火。清除火花塞積炭時，不能使用鋼絲等工具，以免損傷絕緣體，應當使用火花塞專用清洗設備。（2）調(diào)整火花塞間隙。汽車行駛一定距離后，需要對火花塞間隙調(diào)整一次。因為火花塞間隙過大或過小，都容易造成缺火現(xiàn)象。在調(diào)整前，應先將塞尺塞到火花塞的兩個電極之間，測量它們之間的間隙?；鸹ㄈg隙過大時，可用旋具柄輕輕敲打側(cè)電極來進行調(diào)整；間隙過小時，可將一字旋具插入電極之間，扳動一字旋具將火花塞間隙調(diào)整到符合要求為止。調(diào)整間隙時，只能使側(cè)電極彎曲，不能使中心電極彎曲，以免損壞絕緣體；火花塞間隙調(diào)整好后，側(cè)電極與中心電極應略成直角。【維修時空】某汽車維修廠維修師傅老張非常擅長調(diào)整火花塞間隙，維修廠有這樣的工作都會交給他。然而跟著他學習的小王每次都調(diào)整不好。小王向張師傅請教，張師傅告訴他，調(diào)整火花塞間隙是細致工作，不能急躁，要有耐心，只有抱著精益求精的態(tài)度，才能在反復學習和摸索中掌握訣竅；另外，工作時要始終保持負責任的態(tài)度，這樣才能不斷提高自己的工作能力。3．高壓線的檢修高壓線的常見損壞形式是漏電和斷路，一般的檢查內(nèi)容有兩點：檢查高壓線表面是否有裂痕，并清除接頭上的積垢；用數(shù)字萬用表檢測高壓線的電阻，一般高壓線電阻阻值應在25MΩ以下?！緦W生】聆聽、記錄、理解學生分組討論，可增加學生的學習興趣，調(diào)動學生學習積極性，培養(yǎng)學生自主學習能力加深學生對點火系統(tǒng)的印象活躍課堂氣氛，運用啟發(fā)式教學，充分發(fā)揮學生的主觀能動性活躍課堂氣氛，運用啟發(fā)式教學發(fā)揮學生的主觀能動性第二節(jié)課任務導入（5min）【教師】以卡羅拉車車型為例，介紹點火系統(tǒng)的主要部件，并布置任務“檢測點火系統(tǒng)主要部件”請同學們運用所學知識，在實訓室利用相關設備完成檢測點火系統(tǒng)主要部件的任務?！緦W生】聆聽、記錄使用任務驅(qū)動法教學，通過展示實訓平臺，讓學生對實訓設備有所了解實操練習（35min）【教師】介紹檢測點火系統(tǒng)主要部件的具體步驟，安排學生掃描微課二維碼觀看視頻“檢測點火系統(tǒng)主要部件”(詳見教材）操作步驟?【教師】邊講實操步驟，邊示范進行工作準備與安全防護。確認點火系統(tǒng)類型，此車為四缸獨立點火。檢查發(fā)動機控制單元，確認完好。檢查點火系統(tǒng)部件，具體步驟如下。①檢查高壓線外觀，確認完好。②檢查點火線圈外觀，確認無破裂情況。③檢查火花塞，確認其頂端無疤痕或損壞，電極無熔化、燒蝕現(xiàn)象。檢測點火系統(tǒng)部件，具體如下。①利用數(shù)字萬用表，檢測供電線路的通斷：打開點火開關，將數(shù)字萬用表置于直流電壓擋，檢測供電線路，結果為11.59V（正常為12V左右），說明供電線路正常，詳情見教材。利用數(shù)字萬用表，檢測供電線束的絕緣性：將數(shù)字萬用表置于歐姆擋，紅表筆接供電線束，黑表筆接內(nèi)殼搭鐵，結果顯示為無窮大，說明供電線束的絕緣性良好。②選用塞尺，檢測火花塞間隙：先對火花塞進行清潔，然后用塞尺檢測火花塞間隙，結果顯示正常。③檢測曲軸位置傳感器的供電情況：打開點火開關，將數(shù)字萬用表置于直流電壓擋，紅表筆接插頭1號端子，黑表筆接搭鐵，結果為11.38V（正常為12V左右），說明此線路供電正常；紅表筆接插頭2號端子，黑表筆接蓄電池正極，結果為11.5V（正常為12V左右），說明此線路供電正常。④檢測曲軸位置傳感器的好壞：找到兩個跨接線，