教师教案《汽车电气设备构造与维修》.docx

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教师教案《汽车电气设备构造与维修》

《汽车电气设备构造与维修》电子教案

项目名称

汽车电气系统的基本构造及基础元件的认知

授课时间

任务内容

汽车电气系统及电器基础元件的认知

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

1

教学目标

了解本课程介绍的内容、初步了解汽车电子电器。

教学重点

教学难点

知识重点：

汽车电子电器基础

知识难点：

汽车电路个系统

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

汽车电子电器在汽车中的地位

发动机

汽车是由底盘四部分组成的。

车身

电子电器

汽车电子电器性能的好坏直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性及污染等方面的性能。

汽车电器设备与维修是一门专业课，其主要任务是阐明汽车各种电子电器的构造、原理、性质、使用、维护、检修等诸方面的内容。

3.新授课

课程的学习重点:

（1）掌握汽车电子电器各部件名称、功用、结构及工作原理。

（2）掌握各电器系统常见故障及简单的处理方法。

（3）掌握有关汽车电器系统的一些专业术语。

（4）能读懂常见几种车型的电路图。

（5）了解汽车电器、电子新技术的应用。

教

学

过

程

与

内

容

学习方法:

（1）讲练结合，课上课下多下点功夫。

（2）注重电子电器和电路方面的学习。

（3）充分利用资源上网或图书管等学习。

（4）师生多交流。

汽车电气系统的共同特点:

（1）单线制：

电源到用电设备只有一根导线，用汽车的金属机体作为公共（导线）回路，这种电路连接方式称为单线制。

（2）负极搭铁：

蓄电池负极接公共（导线），用电器负极也接公共（导线）。

（3）两个电源：

蓄电池、发电机。

（4）低压直流供电：

目前有12V、24V两种电源。

汽车电器系统的组成:

（1）汽车电源

（2）用电设备

（3）配电装置

汽车电源:

（1）蓄电池：

是汽车的辅助电源

（2）发电机：

是汽车的主要电源

蓄电池和发电机组成汽车电源系统

用电设备:

起动系统：

功用是启动发动机。

点火系统：

功用是产生电火花，点燃混合气。

照明与信号系统:

为汽车提供各种用途的照明、信号等。

汽车信息显示系统：

包括指示汽车工作状况的各种仪表、报警灯信息显示装置等。

辅助电器系统：

空调、刮水器、收音机、电动座椅、电动门窗、防盗系统、汽车安全系统等。

配电装置:

继电器、保险装置、插接器。

电路开关

导线线束等

4.理论知识的复习巩固

思考：

汽车主要包括哪些电器设备

5.总结、布置作业

汽车电气系统主要包括？

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

汽车电子电器基础

知识难点：

汽车电路个系统

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

课后小结

项目名称

汽车电气系统基本构造及基础元件认知

授课时间

任务内容

汽车电气系统的组成

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

1

教学目标

了解汽车电器基础元件、汽车电路常用符号及汽车电路绘制基本原则

教学重点

教学难点

知识重点：

汽车电气系统的组成

知识难点：

汽车电路个系统

授课情况纪实

授课地点

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车电子电器在汽车中的地位？

汽车是由哪四部分组成的？

汽车电子电器性能的好坏直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性及污染等方面的性能。

3.新授课

第一章汽车电气系统的基本知识

汽车电器基础元件

导线

汽车电气线路中的导线分低压和高压线两种。

低压线中又有普通导线、启动导线和打铁电缆之分；高压线则有铜芯线和阻尼线之分。

线束

汽车上的全车线路，为了整齐、安装方便和保护导线，一般将不同规格的导线用棉纱或用强聚氯乙烯带缠绕包扎成束，根据装车需要，汽车电气系统制成不同数量的线束。

熔断器

熔断器又称保险管，在电路中起保护作用。

连接器

连接器是通常所说的连接插头和插座，用于线束与线束或导线与导线间的互相连接。

开关

点火开关

组合开关

继电器

继电器属于大电流保护装置，在大电流用线电路中，若用开关直接控制线路通断，大电流会使开关烧坏，因此在线路中设置继电器。

汽车电路图常用符号

图形符号

文字符号

图形符号和文字符号的识读

电路图一般绘制的原则

汽车电路图的类型与绘制原则

原理框图

电路原理图

电路图的绘制方法

元器件的表示方法

图形符号的布置

电路与导线的排列

分界线与边框

电路图的识读方法

敷线图

敷线图是指专门用来标记电器设备的安装位置、外形、线路走向等的指示图。

线束安装图

线束安装图把敷线图中的通路导线相对集中，行成线束。

项目名称

电源系统认知与检修

授课时间

任务内容

交流发电机的功用及分类、结构及工作原理

授课班级

授课方式

项目教学法、任务驱动法

教学时数

1

教学目标

掌握：

交流发电机的结构与原理

教学重点

教学难点

知识重点：

交流发电机的结构与原理

知识难点：

交流发电机原理

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车蓄电池的正确使用与维护

讨论：

汽车有那些电源

汽车发电机同学们了解多少

3.新授课

交流发电机

交流发电机的结构和原理

主要电源；给蓄电池充电。

目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。

交流发电机配装电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。

三相交流发电机（硅整流发电机）的组成。

（1）发电机部分（三相同步交流发电机）---发出交流电。

（2）整流器部分（硅二极管）---把交流电变成直流电。

交流发电机的构造及原理

（1）电磁感应现象

所有充电系统都是利用电磁感应原理来产生电流。

电磁感应现象：

导体和磁场间有相对运动就会产生电压。

导

教

学

过

程

与

内

容

体中产生电压的强度取决于:

磁场强度导体切割磁场的速度通过磁场的导体数量

磁场的建立利用永久磁铁

导线或线圈通电，周围产生磁场。

电流的方向与产生磁场的方向的关系---右手螺旋定则

（2）导体或线圈内感应电动势的产生方法

使导体在磁场中运动（固定磁场）

使线圈中的磁场发生变化（固定导体）

-----都会在导体中产生感应电动势（右手定则）

如何产生连续的电动势

使导体在磁场中往复运动，或在磁场中旋转，有效地利用磁力线所穿过的有限空间来产生电动势。

也可以使导体不动，让磁场不断发生变化

由于必须经常改变导体或磁场的方向，所产生的电动势的大小、方向经常变化-----交流电动势

（3）三相交流发电机的基本原理

结构特点：

通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场三相绕组产生三相交流电。

基本原理：

当绕有磁场绕组的磁铁旋转时，通过各铁心的磁通发生变化，三相绕组中产生电动势，但因各相绕组的磁通变化存在时间差，故产生的电动势也有时间差

（4）三相交流发电机的组成

转子组件产生旋转磁场

定子组件产生三相交流电

整流器把交流电变成直流电

前后端盖减少发电机漏磁;安装电刷架和整流二极管。

带轮及风扇传递动力;散热.

转子轴上压装着两块各有数目相等的鸟嘴形磁极的爪极，其空腔内装有磁场绕组（转子线圈）和磁轭。

压装在转子轴上并与轴绝缘的集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。

定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。

三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120°的三相电动势。

定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。

4.理论知识的复习巩固

思考：

汽车电源系统？

5.总结、布置作业

交流发电机的工作原理

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

交流发电机的结构与原理

知识难点：

交流发电机原理

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

课后小结

项目名称

电源系统认知与检修

授课时间

任务内容

交流发电机的拆检

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

1

教学目标

掌握交流发电机电压调节器、交流发电机的检修

教学重点

教学难点

知识重点：

交流发电机电压调节器、交流发电机的检修

知识难点：

电压调节器

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

交流发电机的结构与工作原理

讨论：

发电机故障对汽车的影响

发电机的常见故障

发电机发电之后是否需要调节电压

3.新授课

交流发电机电压调节器

电压调节器功用:

由于交流发电机的转子是由发动机驱动的，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。

为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，

电压调节器功用：

使交流发电机输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。

交流发电机电压调节器按工作原理可分为：

（1）触点式电压调节器

（2）晶体管调节器

（3）集成电路调节器

教

学

过

程

与

内

容

（4）数字电路调节器

电压调节器调节原理

交流发电机调节器的工作原理是：

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Ф，使发电机的输出电压UB保持不变。

交流发电机与电压调节器的使用注意事项：

①蓄电池的搭铁极性必须与发电机搭铁极性相同。

②发电机运转时，不能使用试火方法检查发电机是否发电，否则容易损坏二极管及其他电子元件。

③发现交流发电机不发电或者充电电流较小时，应及时找出故障予以排除。

④绝对禁止用200V以上的交流电压或兆欧表检查发电机的绝缘性能，否则将损坏整流二极管及调节器中的电子元件。

⑤发电机正常运行时，切不可任意拆卸各电器的连接线，以防引起电路中的瞬时过电压损坏二极管及调节器中的电子元件或其他电子设备。

⑥蓄电池可起到电容器的作用，即可在一定程度上吸收电路中的瞬时过电压。

在发动机运行过程中不要拆下蓄电池连接导线，否则容易造成发电机二极管及调节器中的电子元件的损坏。

⑦发动机熄火后，应及时将点火开关断开，否则蓄电池长期向磁场绕组放电，会使磁场绕组过热而损坏。

交流发电机的维护

交流发电机的检测

交流发电机的检测可作为检修前故障诊断或修理后性能检查。

单机静态测试

在发电机不解体时，用万用表测量各接线柱间的电阻值，可初步判断发电机是否有故障。

其方法是用万用表R×1挡测量发电机F与E之间的电阻值；发电机B与E之间的电阻值。

若F与E之间的电阻超过规定值，可能是电剧与滑环接触不良；若小于规定值，可能是励磁绕组有匝间短路或搭铁故障；若电阻为零，可能是两个滑环之间有短路或者F接线柱有搭铁故障。

用万用表的黑表笔接触后端盖，红表笔接触发电机“电枢”（B）接线柱，并以R×1挡测量电阻值。

若示值在40－50Ω以上，可认为无故障；若示值在10Ω左右，说明有失效的整流二极管，需拆检；值为零，则说明有不同极性的二极管击穿，需拆检

交流发电机电压调节器的维护

晶体管电压调节器的检查

对晶体管电压调节器进行检查前，应先了解调节器的电路特点及搭铁极性，再确定相应的测试方法。

内搭铁式晶体管电压调节器的测试

将可调直流电源与调节器按图2．28所示的线路接好，再逐渐提高电源电压。

当电压达到6V左右时，指示灯点亮。

继续提高电源电压，当电压达到13．5～14．5V时，指示灯应熄灭，此时电压即为调节器的调节电压。

若灯不亮或发电机电压超过规定值后，灯仍不熄灭，则调节器有故障。

4.理论知识的复习巩固

思考：

电压调节器的作用？

5.总结、布置作业

交流发电机电压调节器、交流发电机的检修

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

交流发电机电压调节器、交流发电机的检修

知识难点：

电压调节器

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

课后小结

项目名称

电源系统认知与检修

授课时间

任务内容

汽车电路检修的基本常识

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

1

教学目标

了解掌握汽车电路检修的基本常识、注意问题

教学重点

教学难点

知识重点：

汽车电路检修

知识难点：

汽车电路检修

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车电路图的识读

讨论：

如何进行汽车电气电路检修

3.新授课

汽车电路检修的基本常识

现代汽车电子电路的一般结构特点与故障特点

检查电路的工具

汽车电路检修的一般方法

第一步　验证车主（用户）所反映的情况,并注意通电后各种现象。

第二步　分析电路原理图，弄清电路的工作原理，对问题所在作出推断。

第三步　重点检查问题集中线路或部件，验证第二步作出的推断。

第四步　进一步进行诊断与检修,常用检修方法如下。

直观法：

通过直观检查来发现明显故障（高温、冒烟、火花、断接、异常声响等），提高检修速度。

检查保险法：

如某电器突然停止工作，应先查该支路上的保险装置是否正常，如有熔断或松动，查明原因，检修后恢复保险装置。

试灯法：

用一只汽车灯泡作为试灯，检查线束是否断路或短路，电器有无故障。

短路法：

用一根导线将某段导线或电器短接后观察用电器的变化。

替换法：

将被怀疑部件用已知完好的部件替换，验证怀疑是否正确。

模拟法：

用于对各种传感器信号、指示机构工况的判断，此法必须熟悉汽车的电路参数。

仪器法：

对一些比较复杂的电子设备，可以采用专用的仪器进行故障诊断。

第五步　验证电路是否恢复正常。

汽车电气系统检修时应注意的其他问题

拆卸蓄电池时，总是最先拆下负极（-）电缆；装上蓄电池时，总是最后连接负极电缆。

不允许使用欧姆表及万用表的R×100以下低阻欧姆挡检测小功率晶体管，以免电流过载损坏它们。

拆卸和安装元件时，应切断电源。

更换烧坏的熔断器时，应使用相同规格的熔断器。

靠近振动部件（如发动机）的线束部分应用卡子固定，将松弛部分拉紧，以免由于振动造成线束与其他部件接触。

不要粗暴地对待电器，也不能随意乱扔。

与尖锐边缘磨碰的线束部分应用胶带缠起来，以免损坏。

进行保养时，若温度超过80℃（如进行焊接时），应先拆下对温度敏感的零件（如继电器和ECU）。

4.理论知识的复习巩固

思考：

如何进行汽车电气电路检修？

5.总结、布置作业

如何进行汽车电气电路检修

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

汽车电路检修

知识难点：

汽车电路检修

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

项目名称

起动系统认知与检修

授课时间

任务内容

起动机认知与检修

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

2

教学目标

掌握：

起动机工作原理和特性、启动系统的组成

教学重点

教学难点

知识重点：

起动机工作原理和特性

知识难点：

起动机工作原理和特性

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车交流发电机的故障检测与诊断

讨论：

汽车启动系统

汽车起动机作用

3.新授课

启动系统的组成

发动机的起动

起动发动机，使发动机由静止加速到一定转速，达到自动运行状态（汽油机一般为50～70转/分）。

起动系的组成

起动系是由蓄电池、起动机、起动开关（点火开关）、

继电器等组成。

起动机的结构

起动机由：

直流电动机、传动机构、控制装置三部分组成。

起动机的工作原理和特性

直流电动机——产生电磁转矩

传动机构——将转矩传给发动机

电磁开关——控制电动机工作

直流电动机的工作原理

串励式直流电动机由磁极、电枢、换向器、电刷等组成。

直流串励式电动机的特性

起动机的转矩、转速、功率与电流的关系称为起动机的特性曲线

三种情况

（1）制动

（2）空转（3）1/2电流

4.理论知识的复习巩固

思考：

汽车启动系统？

5.总结、布置作业

起动机的结构组成、工作原理、工作特性

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

起动机工作原理和特性

知识难点：

起动机工作原理和特性

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

课后小结

项目名称

起动系统认知与检修

授课时间

任务内容

起动系统电路检修

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

2

教学目标

掌握：

起动机的常见故障及排除方法

教学重点

教学难点

知识重点：

起动机的正确使用和维护

知识难点：

起动机的常见故障及排除

授课情况纪实

授课地点

汽车实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车起动系统、汽车起动机

讨论：

汽车启动系统常见故障

汽车起动机正确使用与维护

3.新授课

启动系统电路分析

起动机的工作过程

（1）起动时

（2）起动后

（3）松开点火开关

起动机的使用与实验

空转试验：

试验现象分析：

（1）若空载电流基本符合标准，转速低，是机械故障。

（2）若空载电流大于标准，是磁场或电枢有短路。

（3）若空载电流小，转速低（蓄电池正常），则是起动机内部电路接触不良（换向器接触不良、电刷弹簧弹力不足、电动机开关触点烧蚀。

全制动试验：

试验现象分析：

教

学

过

程

与

内

容

（1）若制动电流基本符合标准，转矩低，是机械故障。

（2）若制动电流大于标准，而转矩小于标准，是磁场或电枢有短路。

（3）若制动电流小，转矩低（蓄电池正常），则是起动机内部电路接触不良（换向器接触不良、电刷弹簧弹力不足、电动机开关触点烧蚀。

（4）若驱动齿轮锁止，而电枢轴有缓慢转动，是离合器打滑。

起动系有故障，通过诊断，确定是起动机故障时，需拆下起动机进行检修

（1）故障部位在电磁开关，更换电磁开关。

（2）故障部位在直流电动机或单项离合器，需进一步拆检。

启动系统的常见故障与排除

起动系故障诊断

发动机不能起动这一故障现象是一个非常复杂的综合故障。

产生这一故障的原因很多，包括起动系统、点火系统、燃油供给系统、点火正时、配气相位、压缩比及其他的机械故障等原因，都可导致发动机不能起动。

起动机不工作

（1）检查蓄电池

应先检查蓄电池的极柱是否松脱、氧化、腐蚀，检查电缆线及搭铁端是否正常。

（2）检查起动机

将起动机上接电缆线的主接线柱与起动接线柱短接，若起动机不能工作，说明起动机的电磁开关等有故障，需拆下起动机检修。

（3）检查起动继电器是否是好的。

（4）检查点火开关是否是好的。

起动机起动无力

起动机起动无力指的是起动机的驱动齿轮已经与飞轮齿圈啮合，但由于起动机的转速太慢而不能使发动机起动。

起动无力一般是由于电路中潜在的故障引起的，这些潜在故障引起额外的电压降，使起动电流减小。

起动机起动无力的原因有：

蓄电池故障，包括蓄电池亏电，蓄电池极柱松动、氧化或腐蚀；起动机故障，包括电刷与换向器接触不良、电磁开关中的接触盘烧蚀、直流串励式电动机的励磁绕组或电枢绕组有局部短路。

4.理论知识的复习巩固

思考：

汽车启动系统常见故障现象？

5.总结、布置作业

起动机常见故障及诊断方法

二、教学内容要点（写内容要点，教学重、难点，练习设计）

知识重点：

起动机的正确使用和维护

知识难点：

起动机的常见故障及排除

三、作业及要求

认真努力完成所布置作业，不准抄袭，保质保量及时上交作业。

课后小结

项目名称

点火系统认知与检修

授课时间

任务内容

传统点火系统的认知与检修

授课班级

授课方式

项目教学、任务驱动

教学时数

2

教学目标

掌握：

汽油机点火系统的组成及工作原理

教学重点

教学难点

知识重点：

汽油机点火系统的组成

知识难点：

汽油机点火系统工作原理

授课情况纪实

授课地点

实训室

教

学

过

程

与

内

容

一、教学程序设计

1.组织教学

2.导入新课

复习上节课内容：

汽车起动系统常见故障与诊断排除

讨论：

汽车点火系统

是不是所有汽车都需要点火系统

3.新授课

汽油机点火系统的组成及工作原理

按照所供电源的不同分

（1）磁电机点火系统　19世纪80年代中期，德国发明了将低压磁电机替代电池作为点火电源，并利用机械方法断开装在燃烧室内触点的电源，产生电火花点火的装置并取得专利，这是汽车最基本的点火装置。

（2）蓄电池点火系统　1908年试制出了可靠完善的蓄电池点火装置，由蓄电池和发电机提供电源，并不断在改进控制形式，目前在广泛应用。

按照控制方式的不同分：

（1）传统点火系统　20世纪初出现的传统点火系统，指一次电路的通断由触点控制的点火系统。

（2）计算机控制点火系统　20世纪70年代末，微机控制点火时刻的电子控制系统开始使用，由计算机根据各种传感器输入的信号，经过运算和判断，控制点火的时间，触点闭合。

断电器触点断开，二次绕组产生高电压（第二阶段）。

由于触点断开，一次电流迅速衰减、消失，磁通变化快，自感较大（约200～300V），并向电容放电。

火花放电过程：

正常情况，二次电流不用达到最大