Методическая разработка урока "Устройство и диагностирование системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива".

Министерство образования и науки Самарской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Самарской области

«Тольяттинский индустриально-педагогический колледж»

(ГАПОУ СО «ТИПК»)

Методическая разработка урока

ПМ01. МДК 01.02 Техническое обслуживание и ремонт

 автомобильного транспорта

Преподаватель Шереметов С.П.

Тольятти 2016

Тема урока. Устройство и диагностирование системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива.

Цель: сформировать знания по устройству и диагностированию системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива.

Образовательная задача:  вспомнить строение системы питания

карбюраторного двигателя; сформировать представление

о системе питания с впрыском топлива;

Развивающая задача: способствовать применению знаний, полученных на уроке, в производственной деятельности, развить познавательную  активность обучающихся, развивать творческие способности, воображение , логическое мышление, внимание.

Воспитательная: формировать интерес обучающегося в выбранной специальности.

Тип урока. Комбинированный

Вид урока.  Урок – презентация

Методы. Опрос, объяснение нового материала, моделирование процесса работы системы питания.

Оборудование. Интерактивная доска, персональный компьютер, дидактический материал, обучающий стенд-тренажер СУИД, диагностический прибор Сканматик-2.

Межпредметные связи. Физика, химия

Ход урока

1. Организационный момент (проверка готовности группы к уроку).

2. Проверка самостоятельной работы студентов.

Слово преподавателя: Сегодня у нас новая тема «Устройство и диагностирование системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива».

Цель урока: изучить принцип работы электронной системы управления двигателем

На прошлом занятии вам было дано задание для самостоятельной работы – закрепить знания по пройденной теме «Устройство системы кондиционирования автомобиля»

Вы должны на интерактивной доске собрать схему системы кондиционирования и заполнить таблицу.

Студенты по очереди работают на интерактивной доске в программе Activstudio

Прежде, чем перейти к основной теме урока, мы должны с Вами вспомнить устройство карбюраторного двигателя

Студенты называют элементы системы питания, преподаватель открывает правильно названное.

4.  Изложение нового материала – 20 мин

Правильно отрегулированный карбюратор не доставляет никаких проблем владельцу автомобиля. Для чего же тогда производители решили изменить систему подачи топливной смеси в камеру сгорания?

Дело все в том, что в последнее время все страны ужесточают экологические требования к автомобилям и с 1988 года шесть раз менялись европейские стандарты. Карбюраторный двигатель не в силах выполнить эти требования, в связи с чем автопроизводителям пришлось на помощь призывать электронику. Систему эту назвали электронной системой управления двигателем.

Схема ЭСУД состоит из трех подсистем: датчики, электронный блок управления, который еще имеет другое название - «контроллер» и народное прозвище – «мозги» и исполнительные механизмы.

    

На датчики действует то или иное физическое явление, он переводит физическую величину в электрический сигнал и посылает его по проводу контроллеру, который в свою очередь отсылает его к одному или нескольким исполнительным механизмам.

Запишите «Датчик – это элемент, который превращает воздействующую на него величину в электрический сигнал»

Вопрос студентам: Какие физические величины можно измерить датчиками? (температура, давление, позиция, уровень, скорость, ускорение, содержание кислорода).

В какие электрические величины их может преобразовать датчик? (напряжение, сила тока, сопротивление).

Для этого датчики используют такие принципы измерений, как терморезистивный, индуктивный, эффект Hall, магниторезистивный, пьезоэлектрический, электрохимический и другие.

Схематически система выглядит следующим образом:

Тоже самое мы видим на стенде СИУД, на котором установлены действующие её элементы.

На двигателе установлены  семь основных датчиков, которые обычно в литературе обозначаются начальными буквами своего названия:

датчик положения дроссельной заслонки   (ДПДЗ), датчик детонации (ДД),  датчик положения коленчатого вала  (ДПК),  датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ), датчик фаз (ДФ),  датчик кислорода (ДК)

и семь исполнительных механизмов:

электробензонасос  (ЭБН), регулятор давления топлива (РДТ),

модуль зажигания (МЗ), регулятор холостого хода(РХХ), форсунки, 

электровентилятор, свечи зажигания.

Как же работает ЭСУД?

(Преподаватель, объясняя принцип работы ЭСУД, показывает на стенде называемые элементы.)

После включения зажигания можно услышать на протяжении2-3 секунд характерный звук - это контроллер проверяет наличие и работоспособность датчиков и исполнительных механизмов. В это же время ЭБН создает давление в топливной рампе.

На коленчатом валу установлен задающий диск, на котором через каждые 6 градусов имеются зубья. В одном месте два отсутствуют. Диск устанавливается таким образом, что когда место с отсутствующими зубьями попадают в зону, контролируемую ДПКВ, поршень первого цилиндра находится в верхней мертвой точке в начале первого такта.

Когда стартер начинает вращать коленчатый вал, ДПКВ

принимает посланный им к задающему диску сигнал и в момент обнаружения изменения сигнала, дает информацию контроллеру, что двигатель готов к работе. Контроллер перерабатывает полученный сигнал и дает команду к работе исполнительным механизмам.

Он управляет дозировкой топливной смеси и своевременным поджогом ее в каждом цилиндре двигателя.

Дозировкой топлива занимается инжектор.

Зажигание обеспечивает воспламенение топливной смеси.

Воздух необходимый для осуществления впрыска и поджога подается "естественным" путем. Двигатель всегда самостоятельно всасывает нужный объем воздуха, но для снижения мощности двигателя, подаваемое количество воздуха в систему может быть больше необходимого и должно быть ограничено. Обычно двигатель не нуждается в постоянной максимальной мощности, поэтому большую часть времени его работы, подача воздуха ,как правило, принудительно ограничивается. Подача всегда будет такой, какая необходима для нормальной работы, а регулируется количество воздуха самим водителем при помощи педали.

Из этого следует, что для того чтобы узнать требуемое количество топлива, нужно знать сколько воздуха поступает в двигатель. 

Для измерения этого показателя служит датчик массового расхода воздуха.

 В его корпусе установлены две платиновые нити, которые нагреваются проходящим по ним  электрическим током. Через одну нить проходит воздух, охлаждая её, вторая нить является контрольной. Количество поступаемого в двигатель воздуха вычисляется по тому, как изменяется ток, проходящий через охлаждаемую воздухом платиновую нить. 

Это основные датчики необходимые для того, чтобы знать потребность в необходимом количестве топлива, а также момент, в который необходимо выполнить поджигание подаваемой смеси.

Теперь рассмотрим работу исполнительных механизмов этого процесса.

Инжекторы, или как их в основном называют, форсунки предназначены для подачи топлива в цилиндр.

Форсунка это электромеханический клапан, к которому  подведен топливопровод высокого давления и два электрических проводка. Подали напряжение на выводы — открылась форсунка, отключили питание —форсунка закрылась. Чем продолжительнее будет время открытия форсунки, тем большее количество топлива попадет в двигатель.

Для воспламенения подаваемой в двигатель смеси применяется, как и раньше свеча зажигания.

Для более точного измерения количества подаваемого в двигатель воздуха применяется датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ).

 С помощью него производится корректировка подачи топлива на холодном двигателе, для работы которого нужно больше топлива, чем на прогретом.

Для того, чтобы двигатель не глох а работал с отпущенной педалью газа (холостой ход), применяется специальный исполнительный механизм-регулятор холостого хода (РХХ).

РХХ представляет собой шаговый двигатель, при помощи которого через специальный канал в двигатель, в обход дроссельной заслонки, которая перекрывает воздух при отпущенной педали- подается воздух. Контроллер через РХХ открывает канал и не позволяет двигателю заглохнуть. Снизились обороты - клапан приоткрывается, повысились - клапан закрывается.

Для того, чтобы контроллер мог определить с каким усилием водитель давит на педаль газа, добиваясь определенной скорости, на узле дроссельной заслонки установлен датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ).

Если взглянуть на него с технической точки зрения, то это всего-навсего потенциометр, работа которого заключается в измерении угла поворота оси дроссельной заслонки. Контроллер узнает от ДПДЗ что нужно двигателю: увеличивать порцию подаваемого топлива или включить режим холостого хода.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    Если один или даже несколько датчиков выходят из строя, контроллер определяет, что датчики показывают неправильные значения и перестает на них реагировать, а на панели приборов зажигает "check engine". С такой неисправностью необходимо произвести диагностирование системы и выявить неисправность. 

Диагностирование это процесс обнаружения дефектов, нарушающих исправность, работоспособность или правильное функционирование устройства или системы, и поиска мест и причин дефектов.

Полвека назад диагностирование выглядело примерно так:

(демонстрируется фрагмент фильма «Берегись автомобиля»).

Но и в настоящее время для правильного определения неисправности необходимо знание устройства диагностируемого механизма. Я Вам предлагаю просмотреть два фрагмента из известного фильма, проанализировать их и сделать вывод.

(демонстрируются два фрагмента из фильма «Москва слезам не верит». Несоответствие: героине Алентовой не понравился звук работы двигателя во время стоянки автомобиля, во втором фрагменте герой Табакова определяет неисправность « слушай, у тебя кардан стучит -  а я думала мне показалось – нет, нет – стучит, сдавай автомобиль в ремонт».

Киноляп: на неподвижном автомобиле определить «на слух» неисправность карданного вала не возможно).

При выполнении диагностических и ремонтных работ необходимо выполнять требования техники безопасности:

•      При замене элементов системы управления впрыском, необходимо отсоединить провод от минусовой клеммы  аккумуляторной батареи.

•      При запуске двигателя, наконечники проводов на аккумуляторной батарее должны быть хорошо затянуты.

•      При работающем двигателе отсоединять аккумуляторную батарею от бортовой сети автомобиля запрещается.

•      При зарядке аккумуляторной батареи необходимо отсоединить ее от бортовой сети, автомобиля.

•      Отсоединять от ЭБУ и присоединять к нему разъемы жгута проводов при включенном зажигании запрещается.

•      Перед выполнением электродуговой сварки на автомобиле, отсоединять провода от аккумуляторной батареи и разъемы проводов от ЭБУ.

•      Все измерения напряжения выполнять цифровым вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 10 МОм.

•      Недопустимо  прикасаться руками к штекерам ЭБУ или к электронным компонентам на его платах, при работе с ППЗУ блока управления дотрагиваться до выводов микросхемы.

В настоящее время для диагностирования электронных систем применяются различные сканеры и мотор - тестеры. В нашем распоряжении находится диагностическое устройство «Сканматик-2».

Для подсоединения диагностирующего оборудования к ЭСУД в каждом автомобиле имеется диагностический разъем.

Преподаватель подсоединяет «Сканматик-2» к диагностическому разъему стенда, производит «запуск двигателя» и на интерактивной доске видны осциллограммы работы датчиков и исполнительных механизмов.

С помощью подобных приборов можно проверить работу основных элементов ЭСУД, а так же произвести регулировки некоторых исполнительных механизмов.

5. Закрепление нового материала

Теперь я раздам бейджи с названием элементов ЭСУД, вы прикрепите их к своей одежде.

Задача: вспомнить назначение доставшегося каждому элемента и в нужное время съимитировать его работу.

Итак, я включаю зажигание ( «контроллер» должен встать и осмотреть всех сидящих, в это же время «ЭБН» встает и садится – создает давление в топливной рампе.)

Включаю стартер (встаёт «ДПКВ», следом «ДМРВ», «МЗ», «форсунка» и т.д.)

Двигатель нагрелся до критической температуры («ДТОЖ» заставляет включиться «электровентилятор».

При начале движения «ДС» встает.

6. Подведение итогов

Подсчитывается количество «заработанных» студентами шайб.

Выставляются оценки в журнал.

8. Задание для самостоятельной работы 

1. Определить принцип измерения каждого из изученных датчиков. (Терморезистивный, индуктивный, эффект Hall, магниторезистивный, пьезоэлектрический, электрохимический.)