汽車電器系統(tǒng)檢修一體化教學設計項目二

1、山東水利技師學院（山東省水利職工大學）教學資料 汽車電氣設備構造與維修 一體化教學設計（教案）至 學年第 學期 第 周 授課順序【課題名稱】項目二 電源系檢修【課時安排】18課時【授課日期】【授課班級】【教學目標】知識目標1熟悉蓄電池的作用、結構、基本工作原理及性能指標2熟悉交流發(fā)電機的基本結構及主要部件的功能3熟悉電壓調節(jié)器的基本類型及其工作原理4了解新型電源管理系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)的管理方法能力目標1掌握蓄電池的充電、使用、維護與檢測，以及對蓄電池常見故障的診斷與排除2會拆裝發(fā)電機及利用萬用表等儀器檢測發(fā)電機及調節(jié)器3識別汽車電源系統(tǒng)各部件的安裝位置和方法，并能分析電源系統(tǒng)電路4會進行充電系統(tǒng)電

2、路的連接和分析及常見故障的診斷素質目標1形成良好的紀律觀念，遵守行業(yè)法律法規(guī)；2樹立工具、設備使用的安全意識；3形成良好的團隊協(xié)作精神；4鍛煉組織溝通能力，能夠與團隊其他成員協(xié)同解決問題；5培養(yǎng)良好的5S習慣【重點難點】1.蓄電池的結構、特點、工作原理。2.交流發(fā)電機及其調節(jié)器的結構、原理。3.電源系統(tǒng)常見故障的診斷與排除方法。【教學準備】1. 教案、教學課件、任務規(guī)劃、設備儀器檢查調試、場地布置、學員分組等。2.學習、技術資料、學習工單、場地布置整理。3.蓄電池、發(fā)電機、維修車輛、檢測儀器、檢修工具?！窘虒W方法】通過任務教學法實施教學，結合情景創(chuàng)設法、引導文教學法、分組討論法、角色扮演法、案

3、例教學法等微觀教學法：每個子任務按照“資訊計劃決策實施檢查評價”六步法來組織教學，在老師指導下制定方案、實施方案、最終評估；學生通過真實的車輛故障（載體），體驗實際的汽車維修工作過程：發(fā)現(xiàn)故障診斷故障排除故障維修質量評估。教學過程中體現(xiàn)以學生為主體，教師進行適當講解、并進行引導、監(jiān)督、評估?！菊n堂情況】應到人數(shù)：實到人數(shù)：請假名單：曠課名單：課堂情況記錄：【布置作業(yè)】完成學習工單中的習題預習下一次課的學習內(nèi)容【教學后記】采用“一體化任務驅動法”教學，學生看得著摸得到，既大大減少了單純理論課的枯臊乏味，又能通過實踐鞏固了基礎知識，并能真正做到把技能培訓、提高學生的實踐操作能力落到實處，一堂課下來

4、學生學習的積極性始終比較高，學生都爭著、搶著要第一個動手，因為大家知道今天在課堂上學的是今后用得上的知識和技能。從技能掌握情況來看，明顯好于老的教學模式，每個學生都能參與到課堂教學活動中來，由于在實踐動手操作的同時穿插了理論知識，因此一堂課下來學生懂得的知識比較多，課堂教學效果比較好。 本單元教學實踐也暴露了在采用“理實一體化”教學時的一些問題，有等待改進： 學生人數(shù)太多，滿足不了人人操作、反復操作訓練的要求；教師一個人的指導力量明顯不夠。 實訓器材的不足也影響了學生人人操作、反復操作訓練的機會，只能以增加教學時間來彌補。 由于實踐操作和基礎理論由同一位老師執(zhí)教，老師的水平、能力還有待提高。

5、課堂紀律管理是對教師的極大考驗，否則很容易發(fā)生事故。 【編寫日期】【任課教師】【備注記錄】 教 學 進 程 任務一 蓄電池的認知及維護步驟內(nèi)容方法時間任務描述維修技師接修一輛桑塔納3000轎車：客戶反映起動機不轉、前照燈不亮，要求你配合他對其進行檢修。情景創(chuàng)設2資訊采用PPT課件講解一、蓄電池的作用及工作原理1. 功用2蓄電池的結構工作原理 PbO2+Pb+2H2SO4=PbSO4+PbSO4+2HO2 在整個充放電過程中，正極板反應是負極板反應的1.67倍。 根據(jù)雙極硫酸鹽化理論，蓄電池中參與化學反應的物質，正極板上是PbO2，負極板上是Ph，電解液是H2SO4的水溶液。蓄電池放電時，正極板

6、上的PbO2和負極板上的Pb都變成PbSO4，電解液中的H2SO4減少，密度下降。蓄電池充電時，則按相反的方向變化，正極板上的PbSO4恢復成PbO2，負極板上的PbSO4恢復成Pb，電解液中的H2SO4增加，密度增大。二、蓄電池技術狀況檢測1電壓檢測2電解液密度檢測3高率放電計檢測4“電眼”觀察三、正確使用與維護 “三抓”、“五防”。引導文法計劃制定學習計劃成果提交方式（恢復車輛功能）對學生制定計劃進行可行性分析課堂對話教師巡回指導2決策根據(jù)任務要求：確定所需要的技術資料，并對小組成員進行合理分工；使用的主要儀器設備；需檢查工作點及項目；確定步驟思路。角色扮演小組討論教師巡回指導實施學生以小

7、組的形式在學習任務工單的引導下完成專業(yè)知識學習、技能訓練，對每一個所完成工作步驟進行記錄和歸檔。主要內(nèi)容：完成任務單電路檢測現(xiàn)場6S規(guī)定與實施檢查是否完成任務？工作過程是否受到阻礙？團隊合作是否協(xié)調？學習目標是否達到？課題對話學生評價教師評價評價學生的工作狀態(tài)、工作的質量工作任務是否被完整完成？歸檔是否完整？進行過程考評考評權重如下：1、態(tài)度（10%）根據(jù)遵守設備安全、人身安全和生產(chǎn)紀律等情況進行打分10分2、工單考評（20%） 預習、資訊掌握10分項目操作過程記錄10分3、實際操作（70%）任務方案正確10分工具使用正確10分操作過程正確10分小組討論課堂對話教師指導拓展汽車雙電池供電系統(tǒng)及

8、蓄電池充放電電控監(jiān)測。小組討論 教 學 進 程 任務二 發(fā)電機與電壓調節(jié)器認知、檢測步驟內(nèi)容方法時間任務描述客戶報修一輛CA1092汽車行駛中突然充電指示燈亮起、電流表指示放電：初步分析發(fā)電機不發(fā)電，發(fā)電機不發(fā)電的原因有許多，那么遇到此類問題后該如何分析，并快速準確的找到故障部位，將發(fā)電機修復。情景創(chuàng)設6資訊采用PPT課件講解一、硅整流發(fā)電機的結構與工作原理1、交流發(fā)電機的結構汽車用硅整流交流發(fā)電機由三相同步發(fā)電機和硅二極管整流器兩大部分組成。其工作過程是：交流發(fā)電機定子繞組中感應出交變電動勢，再經(jīng)硅二極管整流器整流，輸出直流電。普通交流發(fā)電機一般由轉子、定子、整流器、前后端蓋、風扇、帶輪等組

9、成。如圖所示為JF132型6管普通交流發(fā)電機解體圖 （1）轉子轉子的功用是產(chǎn)生旋轉磁場。轉子由爪極、磁軛、磁場繞組、集電環(huán)、轉子軸組成，如圖所示。（2）定子定子的功用是產(chǎn)生交流電，其結構如圖所示，由定子鐵心和定子繞組兩部分組成。 （3）整流器整流器的功用是將三相繞組產(chǎn)生的交流電變?yōu)橹绷麟?，其整流二極管的特點是工作電流大、反向電壓高。如圖所示，整流器由正、負整流板組成。（4）端蓋及電刷組件端蓋一般分兩部分（前端蓋和后端蓋），起支撐轉子、定子、整流器和電刷組件的作用。端蓋一般用鋁合金鑄造，一是可有效地防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好。后端蓋上裝有電刷組件。電刷組件由電刷、電刷架和電刷彈簧組成 電刷的

10、作用是將電源通過集電環(huán)引入勵磁繞組。兩個電刷分別裝在電刷架的孔內(nèi)，借助彈簧壓力與集電環(huán)保持接觸。電刷一般與調節(jié)器裝為一體。電刷和集電環(huán)的接觸應良好，否則會因為磁場電流過小，導致發(fā)電機發(fā)電不足。 2、交流發(fā)電機的工作原理（1）發(fā)電原理發(fā)電機定子的三相繞組按一定規(guī)律分布在發(fā)電機的定子槽中，內(nèi)部有一個轉子，轉子上安裝著爪極和勵磁繞組。 如圖所示，當外電路通過電刷使勵磁繞組通電時，便產(chǎn)生磁場，使爪極被磁化為N極和S極。當轉子旋轉時，磁通交替地在定子繞組中變化，根據(jù)電磁感應原理可知，定子的三相繞組中便產(chǎn)生交變的感應電動勢。這就是交流發(fā)電機的發(fā)電原理。（2）整流原理交流發(fā)電機定子的三相繞組中，感應產(chǎn)生的是

11、交流電，是通過6只二極管組成的三相橋式整流電路整流為直流電的，整流電路如圖所示。二極管具有單向導通性,當給二極管加上正向電壓時二極管導通, 當給二極管加上反向電壓時二極管截止。將定子的三相繞組和6只整流二極管按圖的電路連接，發(fā)電機的輸出端B、E上就輸出一個脈動直流電壓，如圖所示，這就是發(fā)電機的整流原理。三相橋式整流電路中二極管的依次循環(huán)導通，當3只正二極管負極端連接在一起時，正極端電位最高者導通；當3只負二極管正極端連接在一起時，負極端電位最低者導通。使得負載RL兩端得到一個比較平穩(wěn)的脈動直流電壓。（3）交流發(fā)電機的勵磁除了永磁式交流發(fā)電機不需要勵磁以外，其他形式的交流發(fā)電機都需要勵磁，因為它

12、們的磁場都是電磁場，必須給勵磁繞組通電才會有磁場產(chǎn)生而發(fā)電，否則發(fā)電機將不能發(fā)電。 將電流引入到勵磁繞組使之產(chǎn)生磁場稱為勵磁。交流發(fā)電機勵磁方式有自勵和他勵兩種。1）他勵 在發(fā)電機轉速較低時（發(fā)動機未達到怠速轉速），自身不能發(fā)電，需要蓄電池供給發(fā)電機勵磁繞組電流，使勵磁繞組產(chǎn)生磁場來發(fā)電。這種由蓄電池供給磁場電流發(fā)電的方式稱為他勵發(fā)電。2）自勵 隨著轉速的提高（一般在發(fā)動機達到怠速時），發(fā)電機定子繞組的電動勢逐漸升高并能使整流器二極管導通，當發(fā)電機的輸出電壓UB大于蓄電池電壓時，發(fā)電機就能對外供電了。當發(fā)電機能對外供電時，就可以把自身發(fā)的電供給勵磁繞組，這種自身供給磁場電流發(fā)電的方式稱為自勵發(fā)

13、電。 交流發(fā)電機勵磁過程是先他勵后自勵。當發(fā)動機達到正常怠速轉速時，發(fā)電機的輸出電壓一般高出蓄電池電壓12V以便對蓄電池充電，此時，由發(fā)電機自勵發(fā)電。不同汽車的勵磁電路各不相同，但有一個共同特點是，勵磁電路都必須由點火開關控制。交流發(fā)電機的勵磁電路如圖2-20所示。a)內(nèi)搭鐵 b)外搭鐵二、發(fā)電機電壓調節(jié)器的工作原理 1、發(fā)電機電壓調節(jié)器的分類（1）按工作原理分類1）晶體管調節(jié)器2）集成電路調節(jié)器3）計算機控制調節(jié)器（2）按搭鐵形式分類2、發(fā)電機電壓調節(jié)器的工作原理 當交流發(fā)電機的轉速升高時，調節(jié)器通過減小發(fā)電機的勵磁電流If來減小磁通，使發(fā)電機的輸出電壓UB保持不變。（1）晶體管式電壓調節(jié)器

14、的工作原理（2）集成電路式電壓調節(jié)器的工作原理1）發(fā)電機電壓檢測法 2）蓄電池電壓檢測法 （3）計算機控制的電壓調節(jié)器二、發(fā)電機、調節(jié)器檢修（一）發(fā)電機的就車檢修1、充電指示燈檢查2、勵磁電路檢查3、發(fā)電機運行狀態(tài)檢查（二）發(fā)電機解體后的檢查及技術要求1、轉子的檢修（1）轉子繞組短路與斷路的檢查（2）轉子繞組搭鐵檢查（3）集電環(huán)的檢查（4）轉子軸檢查2、定子的檢修（1）定子繞組短路與斷路的檢查（2）定子繞組搭鐵檢查3、整流器的檢修（主要是整流二極管）4、電刷組件的檢查（三）電壓調節(jié)器檢測1、靜態(tài)檢測2、動態(tài)檢測5CA1092電源系電路分析。引導文法、案例教學法計劃制定學習計劃成果提交方式（恢復

15、車輛功能）對學生制定計劃進行可行性分析課堂對話教師巡回指導2決策根據(jù)任務要求：確定所需要的技術資料，并對小組成員進行合理分工；使用的主要儀器設備；需檢查工作點及項目；確定步驟思路。角色扮演小組討論教師巡回指導實施學生以小組的形式在學習任務工單的引導下完成專業(yè)知識學習、技能訓練，對每一個所完成工作步驟進行記錄和歸檔。主要內(nèi)容：完成任務單電路檢測現(xiàn)場6S規(guī)定與實施檢查是否完成任務？工作過程是否受到阻礙？團隊合作是否協(xié)調？學習目標是否達到？課題對話學生評價教師評價評價學生的工作狀態(tài)、工作的質量工作任務是否被完整完成？歸檔是否完整？進行過程考評考評權重如下：1、態(tài)度（10%）根據(jù)遵守設備安全、人身安全

16、和生產(chǎn)紀律等情況進行打分10分2、工單考評（20%） 預習、資訊掌握10分項目操作過程記錄10分3、實際操作（70%）任務方案正確10分工具使用正確10分操作過程正確10分小組討論課堂對話教師指導拓展雙整流橋發(fā)電機、智能MIC調節(jié)器小組討論 教 學 進 程 任務三 汽車電源系故障診斷與排除步驟內(nèi)容方法時間任務描述一輛2007款豐田卡羅拉轎車,行駛里程:3600km?？蛻舴从炒蜷_點火開關,充電指示燈發(fā)亮；起動后，充電指示燈微紅；提高發(fā)動機轉速，充電指示燈亮度反增強。情景創(chuàng)設 2資訊采用PPT課件講解一、典型汽車電源系電路分析1、大眾車系十一管發(fā)電機電源系電路發(fā)電機電壓低于蓄電池電壓時，充電指示燈

17、及發(fā)電機勵磁繞組線路：蓄電池正極中央線路板單端子插座P端子中央線路板內(nèi)部線路中央線路板單端子插座P端子點火開關30端子點火開關點火開關15端子電阻R2和充電指示燈二極管中央線路板A16端子中央線路板內(nèi)部線路中央線路板D4端子單端子連接器T1交流發(fā)電機D+端子發(fā)電機的勵磁繞組電子電壓調節(jié)器大功率晶體管搭鐵蓄電池負極（他勵）發(fā)電機電壓高于蓄電池電壓時，充電指示燈電源短路，發(fā)電機勵磁繞組線路：交流發(fā)電機D+端子發(fā)電機的勵磁繞組電子電壓調節(jié)器大功率晶體管搭鐵（自勵）2.豐田卡羅拉電源系電路 3. 上海別克轎車電源系電路上海別克君威2.5GL、3.0GS轎車電源系主要由交流發(fā)電機、數(shù)字調節(jié)器、動力傳動系

18、統(tǒng)控制模塊（PCM）、熔斷絲等組成：P端子發(fā)電機轉速信號輸出端（未用）F端子勵磁脈沖數(shù)據(jù)輸出端，接動力控制模塊PCM，以此計算發(fā)電機脈沖頻率（PWM）動力控制模塊（PCM）利用發(fā)電機的PWM控制怠速穩(wěn)定S端子通過熔絲接蓄電池正極L端子接PCMPCM檢測到L端子搭鐵后，通過2級串行數(shù)據(jù)總線控制充電指示燈點亮。二、電源系統(tǒng)使用與維護1充電系使用注意事項2充電系的維護 檢查發(fā)電機驅動皮帶 檢查導線的聯(lián)接 檢查運轉時有無噪聲 檢查發(fā)電機是否正常發(fā)電 檢查蓄電池是否有過充電現(xiàn)象三、常見故障的診斷與排除常見故障：不充電、充電電流過小、充電電流過大、充電電流不穩(wěn)、發(fā)電機異響。 電源系統(tǒng)的故障根據(jù)汽車生產(chǎn)年代

19、的不同，可分為兩類： 一類：發(fā)電機、調節(jié)器獨立安裝； 二類：發(fā)電機、調節(jié)器組裝在一起； 電源系統(tǒng)的故障判斷，一般根據(jù)儀表板上的充電指示燈所顯示的狀態(tài)進行。 顯示狀態(tài)有兩種： 1.打開點火開關，充電指示燈亮；充電，指示燈滅； 2.打開點火開關，、充電指示燈滅；充電，指示燈亮； 發(fā)電機的就車檢測是否工作正常 發(fā)電機運行中，用萬用表測量輸出電壓： 發(fā)電機輸出電壓高于12V，且隨發(fā)電機轉速的升高而增大至14.5V左右不再增大正常。 發(fā)電機輸出電壓高于12V，且隨發(fā)電機轉速的升高而增大，超過15V調節(jié)器失控。 發(fā)電機輸出電壓等于12V，且隨發(fā)電機轉速的升高而無變化發(fā)電機不發(fā)電。檢驗 交流發(fā)電機的就車檢驗

20、法就是在汽車上關掉點火開關，臨時拆下蓄電池搭鐵線，將一塊0-40A的電流表串接到發(fā)電機火線B接線柱與火線原接線之間，再將一塊0-50V的電壓表接到B與E之間，連接好蓄電池的搭鐵線。啟動發(fā)動機，加速發(fā)動機，當發(fā)電機轉速為2500轉/分時，電壓應在14V以上，電流應為10A左右，此時打開前照燈，雨刮器等電器，電流應為20A左右，則表明發(fā)電機工作正常。（一般很少如此就車進行此項檢測） 故障的診斷與排除（一）發(fā)動機正常工作后，充電指示燈仍亮 原因：發(fā)電機故障；調節(jié)器故障；線路連接故障；傳動皮帶過松或打滑；1.調節(jié)器獨立式安裝的電源系統(tǒng)故障診斷 其故障診斷排除時，先跨接調節(jié)器相應的端子，排除是否是調節(jié)器故障，再排除線路故障還是發(fā)電機故障。2.調節(jié)器整體式安裝的電源系統(tǒng)故障診斷