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1项目4发动机动力不足•发动机动力不足是指它的动力性差。发动机无负荷运转时基本正常，但带负荷运转时加速缓慢，上坡无力，加速踏板踩到底时仍感到动力不足，转速提不高，达不到最高车速。2任务4.1故障案例分析•【教学设备】•一辆07款卡罗拉手动挡轿车。•【教学组织】•在教学用的卡罗拉轿车上设置一个发动机动力不足的故障案例，引导学生对此故障进行分析。采用小组讨论的方式，明确故障现象，分析故障原因，提出故障诊断思路，编制出故障诊断流程图，制定维修方案和工作流程，填写维修工单。每个小组抽查一名学生上台展示学习成果，最后小组互评、教师点评总结。3任务4.1故障案例分析•1.故障现象•一辆2007款1.6L卡罗拉手动挡轿车，发动机颤动，易熄火，加速无力，发动机故障灯亮。•2.故障原因分析•1）节气门体故障，节气门不能全开•2）空气滤清器堵塞•3）燃油压力过低•4）气缸缺火•5）点火正时不当或高压火弱•6）空气流量计、冷却液温度传感器的故障•7）喷油器堵塞或雾化不良•8）气门正时失准•9）气缸压缩压力过低•10）排气受阻，在发动机加载时，进气歧管真空度明显偏低。4任务4.1故障案例分析•3.故障诊断思路•1）进行故障自诊断，检查有无故障码出现。•2）读取动态数据流。影响动力性的传感器和执行器有：冷却液温度传感器、空气流量计、节气门位置传感器、点火器、喷油器、VVT系统。•3）将加速踏板踩到底，检查节气门能否全开。•3）检查空气滤清器有无堵塞。若有堵塞，应清洁或更换。•4）检查点火正时。•5）检查有无明显缺缸。可做单缸断火、断油试验。•6）检查所有火花塞、点火线圈总成。可用示波器观察点火波形后确认。•7）检查燃油压力。若燃油压力过低，应进一步检查电动燃油泵、燃油压力调节器、燃油滤清器等。•8）拆卸喷油器，检查喷油量是否正常。若喷油量不正常或喷油雾化不良，应清洗或更换喷油器。•9）检查空气流量计、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、冷却液温度传感器、氧传感器、爆燃传感器。•10）检查气门正时是否失准、可变气门正时系统的工作情况。•11）检查排气是否不畅通、三元催化转化器是否堵塞。用真空表与排气背压表检查，或拆检。•12）检查气缸压缩压力。5任务4.2VVT系统认识与零部件检测•【教学设备】•1ZR-FE发动机实训台一台、1ZR-FE发动机控制系统示教板三台、发动机控制系统各零部件散件三套、常用拆装工具、线束测量辅助工具、发动机智能检测仪三台、发动机综合性能分析仪一台、汽车专用万用表三台、部分零部件耗材。•【教学组织】•教师利用多媒体课件、动画视频等教学资源结合实物讲解理论知识，在讲解过程中分阶段培养2～3名学生作为小组带头人；讲解完后，留出一定时间以小组为单位，由小组带头人带领小组成员理解、掌握理论知识，教师从旁观察指导；在大部分学生掌握了理论知识后，教师利用虚拟软件操作、在实训台上实操的方式示范检测方法，在示范过程中重点培养训练小组带头人；示范完毕后，由小组带头人带领小组成员进行实操练习，教师从旁观察指导、纠正答疑；在学生掌握了检测方法后，每小组抽查2～3名学生进行考核；最后，教师针对学生实操考核过程中出现的问题进行总结，学生自查总结。6任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•【情景设置】•在1ZR-FE实训台上设置进（排）气凸轮轴位置传感器电路故障导致发动机高速时动力不足。7任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•【理论知识】•1）组成•卡罗拉1ZR-FE发动机的DVVT-i系统是进排气凸轮轴都采用了智能可变气门正时。DVVT-i系统主要由曲轴位置传感器、空气流量计、节气门位置传感器、进气凸轮轴位置传感器、排气凸轮轴位置传感器、水温传感器、车速传感器、ECU、进气凸轮轴正时机油控制阀、排气凸轮轴正时机油控制阀、进气VVT-i控制器、排气VVT-i控制器组成8任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•2）系统图9任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•3）工作过程•ECM根据发动机运行情况，如进气量、节气门位置和发动机冷却液温度，进行凸轮轴的正时控制。10任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•4）DVVT的工作情况发动机工况气门开启的角度作用在怠速，轻载，低温和起动时·减少气门重叠角，减少废气进入进气侧。·稳定燃烧，提高燃油经济性·保证发动机运转平稳中等负荷·增大气门重叠角，增大内部EGR率，减少泵气损失。·改善排放控制·改善燃油经济性中低转速，大负荷·进气门提前关闭，提高充气效率(减少废气进入进气侧)；·排气门延迟打开，充分利用燃烧压力。·改善扭矩/功率高速，重载·进气门延迟关闭，利用气波增压作用提高充气效率；·排气门提前打开，在排气行程减少泵气损失。·提高发动机的输出功率11任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•2．VVT控制器•（1）安装位置•VVT控制器安装在进排气凸轮轴的前端，如图4-1所示。•（2）作用•VVT-i控制器的作用是通过油压来推动进、排气凸轮轴相对于正时链条转动一个角度以获得最佳配气正时，从而在所有转速范围内增大发动机的输出扭矩、提高燃油经济性并减少废气排放。12任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（3）结构与工作原理•卡罗拉1ZR-FE发动机的VVT控制器采用旋转叶片式控制器，其基本组成包括壳体、链轮、叶片和锁销组件13任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•VVT-i控制器壳体内加工有4个叶片槽，叶片固定在凸轮轴上并嵌装在叶片槽内，叶片的宽度小于壳体内圆上的叶片槽宽度，与壳体装配后叶片可在壳体的叶片槽内来回转动。每个叶片将壳体上的每个槽隔成两个工作腔，即提前工作腔和延迟工作腔。链轮与壳体接合端内侧加工有与工作腔对应的油槽，一端与相应的工作腔连通，另一端通过凸轮轴上的2条油道与凸轮轴正时机油控制阀连通。14任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•由以上描述可知，由于凸轮轴与曲轴之间不再是直接通过正时链条相连，凸轮轴可相对于正时链轮转动，即相对于曲轴位置改变凸轮轴位置，从而实现气门正时的改变。•锁销组件由锁销和弹簧组成，锁销和弹簧装在叶片内，当发动机熄火时，进气凸轮轴VVT控制器叶片处于最大延迟状态，在弹簧力的作用下，锁销的一部分被推入链轮上的锁销孔，将叶片和链轮锁定在一起，保证进气凸轮轴处于最大延迟状态，以维持起动性能及避免发动机刚起动时叶片及外壳之间发生撞击。链轮锁销孔有油道与控制油路相连，发动机工作时，压力机油进入链轮锁销孔，锁销压缩弹簧而退入叶片锁销孔，叶片与链轮之间可相对转动15任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•3.进气凸轮轴位置传感器•（1）安装位置•进气凸轮轴位置传感器安装在进气凸轮轴的后端•（2）作用•进气凸轮轴位置传感器将进气凸轮轴旋转数据转换为脉冲信号，并将这些脉冲信号发送到ECM来确定进气凸轮轴角度，ECM利用该数据控制燃油喷射正时、点火正时和气门正时。16任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（3）进气凸轮轴位置传感器结构与工作原理•进气凸轮轴位置传感器（G信号传感器）由MRE传感器和正时转子组成，如图所示。MRE传感器由永久磁铁、MRE元件和信号处理集成电路模块组成（用树脂封装）。正时转子安装在凸轮轴上，正时转子的外圆周上有3个齿。17任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（4）端子含义1-正信号端子；2-负信号端子；3-电源端子18任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（5）线路图19任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•6）故障代码•如果发动机运转但仍无凸轮轴位置传感器信号输入到ECM，或凸轮轴和曲轴位置不同步，或凸轮轴位置传感器输出电压不在标准范围内，则ECM判定凸轮轴位置传感器电路存在故障。20任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•4．排气凸轮轴位置传感器•（1）作用•排气凸轮轴位置传感器（EV信号传感器）将排气凸轮轴旋转数据转换为脉冲信号，并将这些脉冲信号发送到ECM来确定排气凸轮轴角度，ECM利用该数据控制燃油喷射正时、点火正时和气门正时。21任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（2）端子含义1-正信号端子；2-负信号端子；3-电源端子22任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（3）线路图23任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（4）故障代码•如果发动机运转但仍无凸轮轴位置传感器信号输入到ECM，或凸轮轴和曲轴位置不同步，或凸轮轴位置传感器输出电压不在标准范围内，则ECM判定凸轮轴位置传感器电路存在故障。24任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•【技能训练】•（1）用智能检测仪读取DTC•1）将智能检测仪连接到DLC3上。•2）将点火开关转到ON。•3）打开智能检测仪。•4）进入下列菜单：Powertrain/EngineandECT/DTC。•5）读取DTC。•（2）检查进（排）气凸轮轴位置传感器的电源电压•1）检查步骤•①断开进（排）气凸轮轴位置传感器连接器。•②将点火开关转到ON。•③用万用表检查传感器B21线束侧的端子3与车身接地之间的电压。•2）标准电压：4.5至5V。25任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（3）检查进（排）气凸轮轴位置传感器与ECM之间的线束和连接器•1）检查线束开路：标准电阻低于1Ω。•2）检查线束短路：标准电阻10KΩ或更高。26任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（4）读取进（排）气凸轮轴位置传感器的输出波形•1）检测步骤•①点火开关转到OFF。•②用智能检测仪分别连接进气凸轮轴位置传感器的端子1(G2+)与端子2（G2-）、排气凸轮轴位置传感器的端子1与2。•③发动机暖机后怠速运转，观察示波器波形，标准波形如图4-16所示。波长随发动机转速的增加而•变短。•2）规定波形27任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（5）检查进（排）气凸轮轴位置传感器的安装•检查进（排）气凸轮轴位置传感器的安装情况，28任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•（6）检查进（排）气凸轮轴位置传感器齿板（传感器齿板上的齿）•检查传感器齿板上的齿，传感器齿板没有任何裂纹或变形。•（7）实操结果分析29任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器检查项目智能检测仪连接检查条件实测值规定值实测值是否在规定范围内，若不，分析原因读取DTC检查进（排）气凸轮轴位置传感器的电源电压检查进（排）气凸轮轴位置传感器与ECM之间的线束和连接器开路短路读取进（排）气凸轮轴位置传感器的输出波形检查进（排）气凸轮轴位置传感器的安装检查进（排）气凸轮轴位置传感器齿板30任务4.2.1检查进（排）气凸轮轴位置传感器•【总结思考】•绘制出进（排）气凸轮轴位置传感器的故障诊断流程图。•【考核方式】项目自评互评教师评定总评口述问题时仪态端庄大方、口齿清楚（10分）口述问题时语言表达准确、熟练（20分）实训考核时能正确熟练地使用设备（20分）实训考核时操作步骤规范（20分）实训考核时能用理论知识指导实训操作（10分）上课时认真程度（10分）小组成员之间的团结协作（10分）31任务4.2.2检查凸轮轴正时机油控制阀总成•1．进气凸轮轴正时机油控制阀总成（OCV）•【情景设置】•在1ZR-FE发动机实训台上设置凸轮轴正时机油控制阀总成的线路故障导致发动机高速时动力不足。•【理论知识】•（1）安装位置•进气凸轮轴正时机油控制阀总成安装在进气凸轮轴前端32任务4.2.2检查凸轮轴正时机油控制阀总成•（2）作用•进气凸轮轴正时机油控制阀的作用是根据发动机ECM的占空比控制指令控制滑阀位置，从而控制通往VVT-i控制器提前工作腔或延迟工作腔的机油流动方向和流量。•（3）结构与工作原理•凸轮轴正时机油控制阀由柱塞、电磁线圈、滑阀、回位弹簧及套管等组成，其结构如图。•根据ECM提供的控制信号，也就是电流信号，OCV线圈中产生磁场，在磁场的作用下，柱塞顶着滑阀向磁场强的方向移动；当磁场强度变弱时，弹簧反方向推动滑阀移动。33任务4.