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山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料1《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。山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料2【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；教山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料3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，正引导文法山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料4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”。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山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料5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引导文法、案例教学法山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料6（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、整山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料7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。山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料8三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。山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料9a)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）发电机电压检测法山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料102）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、电刷组件的检查山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料11（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。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规定与实施是否完成任务？工作过程是否受到阻碍？课题对话山东水利技师学院（山东省水利职工大学）教学资料12检查团队合作是否协调？学习目标是否达到？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、