汽车电器系统检修一体化教学设计项目二.docx
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汽车电器系统检修一体化教学设计项目二
《汽车电气设备构造与维修》
一体化教学设计（教案）
至学年第学期第周授课顺序
【课题名称】
项目二电源系检修
【课时安排】
18课时
【授课日期】
【授课班级】
【教学目标】
知识
目标
1．熟悉蓄电池的作用、结构、基本工作原理及性能指标
2．熟悉交流发电机的基本结构及主要部件的功能
3．熟悉电压调节器的基本类型及其工作原理
4．了解新型电源管理系统静态和动态的管理方法
能力
目标
1．掌握蓄电池的充电、使用、维护与检测，以及对蓄电池常见故障的诊断与排除
2．会拆装发电机及利用万用表等仪器检测发电机及调节器
3．识别汽车电源系统各部件的安装位置和方法，并能分析电源系统电路
4．会进行充电系统电路的连接和分析及常见故障的诊断
素质
目标
1．形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规；
2．树立工具、设备使用的安全意识；
3．形成良好的团队协作精神；
4．锻炼组织沟通能力，能够与团队其他成员协同解决问题；
5．培养良好的5S习惯
【重点难点】
1.蓄电池的结构、特点、工作原理。
2.交流发电机及其调节器的结构、原理。
3.电源系统常见故障的诊断与排除方法。
【教学准备】
1.教案、教学课件、任务规划、设备仪器检查调试、场地布置、学员分组等。
2.学习、技术资料、学习工单、场地布置整理。
3.蓄电池、发电机、维修车辆、检测仪器、检修工具。
【教学方法】
通过任务教学法实施教学，结合情景创设法、引导文教学法、分组讨论法、角色扮演法、案例教学法等微观教学法：
每个子任务按照“资讯－计划－决策－实施－检查－评价”六步法来组织教学，在老师指导下制定方案、实施方案、最终评估；学生通过真实的车辆故障（载体），体验实际的汽车维修工作过程：
发现故障－诊断故障－排除故障－维修质量评估。
教学过程中体现以学生为主体，教师进行适当讲解、并进行引导、监督、评估。
【课堂情况】
应到人数：
实到人数：
请假名单：
旷课名单：
课堂情况记录：
【布置作业】
完成学习工单中的习题
预习下一次课的学习内容
【教学后记】
采用“一体化任务驱动法”教学，学生看得着摸得到，既大大减少了单纯理论课的枯臊乏味，又能通过实践巩固了基础知识，并能真正做到把技能培训、提高学生的实践操作能力落到实处，一堂课下来学生学习的积极性始终比较高，学生都争着、抢着要第一个动手，因为大家知道今天在课堂上学的是今后用得上的知识和技能。
从技能掌握情况来看，明显好于老的教学模式，每个学生都能参与到课堂教学活动中来，由于在实践动手操作的同时穿插了理论知识，因此一堂课下来学生懂得的知识比较多，课堂教学效果比较好。
本单元教学实践也暴露了在采用“理实一体化”教学时的一些问题，有等待改进：
⑴学生人数太多，满足不了人人操作、反复操作训练的要求；教师一个人的指导力量明显不够。
⑵实训器材的不足也影响了学生人人操作、反复操作训练的机会，只能以增加教学时间来弥补。
⑶由于实践操作和基础理论由同一位老师执教，老师的水平、能力还有待提高。
⑷课堂纪律管理是对教师的极大考验，否则很容易发生事故。
【编写日期】
【任课教师】
【备注记录】
教学进程
任务一蓄电池的认知及维护
步骤
内容
方法
时间
任务描述
维修技师接修一辆桑塔纳3000轿车：
客户反映起动机不转、前照灯不亮，要求你配合他对其进行检修。
情景创设
2
资讯
采用PPT课件讲解
一、蓄电池的作用及工作原理
1.功用
2．蓄电池的结构工作原理
PbO2+Pb+2H2SO4=PbSO4+PbSO4+2HO2
在整个充放电过程中，正极板反应是负极板反应的1.67倍。
根据双极硫酸盐化理论，蓄电池中参与化学反应的物质，正极板上是PbO2，负极板上是Ph，电解液是H2SO4的水溶液。
蓄电池放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成PbSO4，电解液中的H2SO4减少，密度下降。
蓄电池充电时，则按相反的方向变化，正极板上的PbSO4恢复成PbO2，负极板上的PbSO4恢复成Pb，电解液中的H2SO4增加，密度增大。
二、蓄电池技术状况检测
1．电压检测
2．电解液密度检测
3．高率放电计检测
4．“电眼”观察
三、正确使用与维护
“三抓”、“五防”。
引导文法
计划
制定学习计划
成果提交方式（恢复车辆功能）
对学生制定计划进行可行性分析
课堂对话
教师巡回指导
2
决策
根据任务要求：
确定所需要的技术资料，并对小组成员进行合理分工；使用的主要仪器设备；
需检查工作点及项目；
确定步骤思路。
角色扮演
小组讨论
教师巡回指导
实施
学生以小组的形式在学习任务工单的引导下完成专业知识学习、技能训练，对每一个所完成工作步骤进行记录和归档。
主要内容：
完成任务单
电路检测
现场6S规定与实施
检查
是否完成任务？
工作过程是否受到阻碍？
团队合作是否协调？
学习目标是否达到？
课题对话
学生评价
教师评价
评价
学生的工作状态、工作的质量
工作任务是否被完整完成？
归档是否完整？
进行过程考评
考评权重如下：
1、态度（10%）
根据遵守设备安全、人身安全和生产纪律等情况进行打
分10分
2、工单考评（20%）
预习、资讯掌握10分
项目操作过程记录10分
3、实际操作（70%）
任务方案正确10分
工具使用正确10分
操作过程正确10分
小组讨论
课堂对话
教师指导
拓展
汽车双电池供电系统及蓄电池充放电电控监测。
小组讨论
教学进程
任务二发电机与电压调节器认知、检测
步骤
内容
方法
时间
任务描述
客户报修一辆CA1092汽车行驶中突然充电指示灯亮起、电流表指示放电：
初步分析发电机不发电，发电机不发电的原因有许多，那么遇到此类问题后该如何分析，并快速准确的找到故障部位，将发电机修复。
情景创设
6
资讯
采用PPT课件讲解
一、硅整流发电机的结构与工作原理
1、交流发电机的结构
汽车用硅整流交流发电机由三相同步发电机和硅二极管整流器两大部分组成。
其工作过程是：
交流发电机定子绕组中感应出交变电动势，再经硅二极管整流器整流，输出直流电。
普通交流发电机一般由转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等组成。
如图所示为JF132型6管普通交流发电机解体图
（1）转子
转子的功用是产生旋转磁场。
转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，如图所示。
（2）定子
定子的功用是产生交流电，其结构如图所示，由定子铁心和定子绕组两部分组成。
（3）整流器
整流器的功用是将三相绕组产生的交流电变为直流电，其整流二极管的特点是工作电流大、反向电压高。
如图所示，整流器由正、负整流板组成。
（4）端盖及电刷组件
端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。
端盖一般用铝合金铸造，一是可有效地防止漏磁，二是铝合金散热性能好。
后端盖上装有电刷组件。
电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成
电刷的作用是将电源通过集电环引入励磁绕组。
两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与集电环保持接触。
电刷一般与调节器装为一体。
电刷和集电环的接触应良好，否则会因为磁场电流过小，导致发电机发电不足。
2、交流发电机的工作原理
（1）发电原理
发电机定子的三相绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，内部有一个转子，转子上安装着爪极和励磁绕组。
如图所示，当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。
当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。
这就是交流发电机的发电原理。
（2）整流原理
交流发电机定子的三相绕组中，感应产生的是交流电，是通过6只二极管组成的三相桥式整流电路整流为直流电的，整流电路如图所示。
二极管具有单向导通性,当给二极管加上正向电压时二极管导通,当给二极管加上反向电压时二极管截止。
将定子的三相绕组和6只整流二极管按图的电路连接，发电机的输出端B、E上就输出一个脉动直流电压，如图所示，这就是发电机的整流原理。
三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通，当3只正二极管负极端连接在一起时，正极端电位最高者导通；当3只负二极管正极端连接在一起时，负极端电位最低者导通。
使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。
（3）交流发电机的励磁
除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁，因为它们的磁场都是电磁场，必须给励磁绕组通电才会有磁场产生而发电，否则发电机将不能发电。
将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。
交流发电机励磁方式有自励和他励两种。
1）他励
在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。
这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。
2）自励
随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压UB大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。
当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。
交流发电机励磁过程是先他励后自励。
当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1～2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。
不同汽车的励磁电路各不相同，但有一个共同特点是，励磁电路都必须由点火开关控制。
交流发电机的励磁电路如图2-20所示。
a）内搭铁b）外搭铁
二、发电机电压调节器的工作原理
1、发电机电压调节器的分类
（1）按工作原理分类
1）晶体管调节器
2）集成电路调节器
3）计算机控制调节器
（2）按搭铁形式分类
2、发电机电压调节器的工作原理
当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的励磁电流If来减小磁通Φ，使发电机的输出电压UB保持不变。
（1）晶体管式电压调节器的工作原理
（2）集成电路式电压调节器的工作原理
1）发电机电压检测法
2）蓄电池电压检测法
（3）计算机控制的电压调节器
二、发电机、调节器检修
（一）发电机的就车检修
1、充电指示灯检查
2、励磁电路检查
3、发电机运行状态检查
（二）发电机解体后的检查及技术要求
1、转子的检修
（1）转子绕组短路与断路的检查
（2）转子绕组搭铁检查
（3）集电环的检查
（4）转子轴检查
2、定子的检修
（1）定子绕组短路与断路的检查
（2）定子绕组搭铁检查
3、整流器的检修（主要是整流二极管）
4、电刷组件的检查
（三）电压调节器检测
1、静态检测
2、动态检测
5．CA1092电源系电路分析。
引导文法、案例教学法
计划
制定学习计划
成果提交方式（恢复车辆功能）
对学生制定计划进行可行性分析
课堂对话
教师巡回指导
2
决策
根据任务要求：
确定所需要的技术资料，并对小组成员进行合理分工；使用的主要仪器设备；
需检查工作点及项目；
确定步骤思路。
角色扮演
小组讨论
教师巡回指导
实施
学生以小组的形式在学习任务工单的引导下完成专业知识学习、技能训练，对每一个所完成工作步骤进行记录和归档。
主要内容：
完成任务单
电路检测
现场6S规定与实施
检查
是否完成任务？
工作过程是否受到阻碍？
团队合作是否协调？
学习目标是否达到？
课题对话
学生评价
教师评价
评价
学生的工作状态、工作的质量
工作任务是否被完整完成？
归档是否完整？
进行过程考评
考评权重如下：
1、态度（10%）
根据遵守设备安全、人身安全和生产纪律等情况进行打
分10分
2、工单考评（20%）
预习、资讯掌握10分
项目操作过程记录10分
3、实际操作（70%）
任务方案正确10分
工具使用正确10分
操作过程正确10分
小组讨论
课堂对话
教师指导
拓展
双整流桥发电机、智能MIC调节器
小组讨论
教学进程
任务三汽车电源系故障诊断与排除
步骤
内容
方法
时间
任务描述
一辆2007款丰田卡罗拉轿车,行驶里程:
3600km。
客户反映打开点火开关,充电指示灯发亮；起动后，充电指示灯微红；提高发动机转速，充电指示灯亮度反增强。
情景创设
2
资讯
采用PPT课件讲解
一、典型汽车电源系电路分析
1、大众车系十一管发电机电源系电路
发电机电压低于蓄电池电压时，充电指示灯及发电机励磁绕组线路：
蓄电池正极——中央线路板单端子插座P端子——中央线路板内部线路——中央线路板单端子插座P端子——点火开关30端子——点火开关——点火开关15端子——电阻R2和充电指示灯——二极管——中央线路板A16端子——中央线路板内部线路——中央线路板D4端子——单端子连接器T1——交流发电机D+端子——发电机的励磁绕组——电子电压调节器大功率晶体管——搭铁——蓄电池负极（他励）
发电机电压高于蓄电池电压时，充电指示灯电源短路，发电机励磁绕组线路：
交流发电机D+端子——发电机的励磁绕组——电子电压调节器大功率晶体管——搭铁（自励）
2.丰田卡罗拉电源系电路
3.上海别克轿车电源系电路
上海别克君威2.5GL、3.0GS轿车电源系主要由交流发电机、数字调节器、动力传动系统控制模块（PCM）、熔断丝等组成：
P端子——发电机转速信号输出端（未用）
F端子——励磁脉冲数据输出端，接动力控制模块PCM，以此计算发电机脉冲频率（PWM）
动力控制模块（PCM）——利用发电机的PWM控制怠速稳定
S端子——通过熔丝接蓄电池正极
L端子——接PCM
PCM检测到L端子搭铁后，通过2级串行数据总线控制充电指示灯点亮。
二、电源系统使用与维护
1．充电系使用注意事项
2．充电系的维护
检查发电机驱动皮带
检查导线的联接
检查运转时有无噪声
检查发电机是否正常发电
检查蓄电池是否有过充电现象
三、常见故障的诊断与排除
常见故障：
不充电、充电电流过小、充电电流过
大、充电电流不稳、发电机异响。
电源系统的故障根据汽车生产年代的不同，可分为两类：
一类：
发电机、调节器独立安装；
二类：
发电机、调节器组装在一起；
电源系统的故障判断，一般根据仪表板上的充电指示灯所显示的状态进行。
显示状态有两种：
1.打开点火开关，充电指示灯亮；充电，指示灯灭；
2.打开点火开关，、充电指示灯灭；充电，指示灯亮；
发电机的就车检测是否工作正常
发电机运行中，用万用表测量输出电压：
发电机输出电压高于12V，且随发电机转速的升高而增大至14.5V左右不再增大—正常。
发电机输出电压高于12V，且随发电机转速的升高而增大，超过15V—调节器失控。
发电机输出电压等于12V，且随发电机转速的升高而无变化—发电机不发电。
检验
交流发电机的就车检验法就是在汽车上关掉点火开关，临时拆下蓄电池搭铁线，将一块0--40A的电流表串接到发电机火线B接线柱与火线原接线之间，再将一块0---50V的电压表接到B与E之间，连接好蓄电池的搭铁线。
启动发动机，加速发动机，当发电机转速为2500转/分时，电压应在14V以上，电流应为10A左右，此时打开前照灯，雨刮器等电器，电流应为20A左右，则表明发电机工作正常。
（一般很少如此就车进行此项检测）
故障的诊断与排除
（一）发动机正常工作后，充电指示灯仍亮
原因：
发电机故障；调节器故障；线路连接故障；传动皮带过松或打滑；
1.调节器独立式安装的电源系统故障诊断
其故障诊断排除时，先跨接调节器相应的端子，排除是否是调节器故障，再排除线路故障还是发电机故障。
2.调节器整体式安装的电源系统故障诊断
其故障诊断排除需要在排除线路故障后，再拆下发电机总成分解检修。
（二）指示灯在发动机高速时熄灭，低速时点亮
原因：
传动皮带过松或打滑；发电机电刷接触不良；个别整流二极管损坏；定子绕组、转子绕组有短路；线路连接不良；
（三）经常烧坏灯泡、熔断丝、各种开关等；
原因：
发电机输出电压过高-电压调节器损坏。
（四）打开点火开关，电源指示灯不亮
原因：
充电指示灯泡烧坏；线路连接不良；
（五）汽车行驶中，发电机或传动带有异响
原因：
轴承；传动带过松或缺齿；风扇叶片及固定。
引导文法、案例教学
计划
制定学习计划
成果提交方式（恢复车辆功能）
对学生制定计划进行可行性分析
课堂对话
教师巡回指导
4
决策
根据任务要求：
确定所需要的技术资料，并对小组成员进行合理分工；使用的主要仪器设备；
需检查工作点及项目；
确定步骤思路。
角色扮演
小组讨论
教师巡回指导
实施
学生以小组的形式在学习任务工单的引导下完成专业知识学习、技能训练，对每一个所完成工作步骤进行记录和归档。
主要内容：
完成任务单
电路检测
现场6S规定与实施
检查
是否完成任务？
工作过程是否受到阻碍？
团队合作是否协调？
学习目标是否达到？
课题对话
学生评价
教师评价
评价
学生的工作状态、工作的质量
工作任务是否被完整完成？
归档是否完整？
进行过程考评
考评权重如下：
1、态度（10%）
根据遵守设备安全、人身安全和生产纪律等情况进行打
分10分
2、工单考评（20%）
预习、资讯掌握10分
项目操作过程记录10分
3、实际操作（70%）
任务方案正确10分
工具使用正确10分
操作过程正确10分
小组讨论
课堂对话
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拓展
大众电源管理系统
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