汽车电器教案.docx
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汽车电器教案
广东省技工学校文化理论课教案（首页）（代号A-3）
共3页
科
目
汽车电器
绪论
授课
日期
.8
?
课时
2
班级
13汽修1班
授课方式
讲授
作业
]
题数
2
拟用时间
20分钟
教学目的
1、掌握汽车电气设备与维修课的学习方法
2、掌握汽车电器设备与维修课的学习任务和学习目标
】
选
用
教
具
挂
图
.
重
点
1、掌握汽车电气设备维修课的学习方法
2、掌握汽车电器设备与维修的学习目标
难
，
点
1、各个电气设备在汽车上的共性和分类
2、汽车电气设备在汽车应用中的重要性
教
学回顾
说
|
明
审阅签名：
梁瑞英
教学过程
一、新课引入
《
汽车电器设备构造与维修课是一门介绍汽车电器设备构造、解释汽车电器设备作用原理、分析汽车电器设备工作特性、传授汽车电气设备的使用和维修技能的专业课
汽车电器设备构造与维修课在汽车维修中的重要性：
汽车电气设备是汽车的重要组成部分，随着电子技术在汽车工业中的不断应用而变得越来越广泛，特别是近年来的微型计算机在汽车上的应用，
（1）使得汽车工业朝着一个电子化的方向发展；
（2）使得原有的传统控制发生了很大的变化；
（3）使得汽车能源、安全、污染等问题得到不断解决；
（4）使得汽车售后服务朝着一个多元化的方向发展。
汽车电器设备构造与维修课的主要任务：
使学生具有高素质劳动者和中初级专门人才所必需的汽车电器设备维修的基本技能；
汽车电器设备构造与维修课的主要学习目标：
通过理论教学和实践技能训练，使学生系统的掌握汽车电器设备构造的基本工作原理、使用与维修，检测与调试、故障诊断与排除等基本知识的基本技能。
汽车电器设备构造与维修课的主要学习方法：
抓住结构（构造）——功能（作用）——工作原理与特性——使用与维护——故障诊断与排除这一条主线。
;
二、汽车电器设备的特点
（1）数量多，控制单元多；
（2）各个系统之间联系紧密；
（3）集成度高，维修需要专门的诊断仪器。
三、汽车电器设备的共性
1、两个电源：
发电机为运行电源，主要在汽车运行时为各用电设备提供电能和给蓄电和充电，蓄电池为启动电源主要供起动机用电。
2、低压直流：
汽车电压的标称电压有三种：
6V\12V\24V，相配套的发电机调节器的额定电压有7V\14V\28V.汽油机汽车和轻型柴油机采用的电压是12V，其他才有机车和工程车辆采用的是24V，
问题一、为什么汽车电源系统要采用低压直流
3、并联单线：
问题一、为什么在汽车上要采用并联单线
：
教学过程
答案：
因为汽车上的电气设备比较多，
（1）采用并联电路可以保证各个用电设备相互独立的控制，
（2）采用并联单线使得汽车上的线路布局清晰、安装方便，节约导线，维修简便；（3）采用单线连接方式可以把汽车的车架、发动机等金属壳体沟通并且作为汽车电气设备的公共连接端子。
注意：
安装在钣金件上、挂车上或非金属零件上的电器设备则一般采用双线制。
4、负极搭铁：
因为汽车电器设备采用的是单线制，所以必须有一个统一的电源负极作为搭铁端，目的是为了方便汽车电器设备的生产，使用和维修，而且统一了标准提高了零件的互换性、减少了导线端子在车架上、车身处的化学腐蚀。
四、汽车电气设备按其功能可以分为以下几类：
1、电源系统：
又称：
充电系，
组成：
蓄电池、发电机、调节器及充电指示装置组成；
作用：
向全车用电设备提供低压直流电能
2、启动系：
组成：
起动机、启动控制装置等组成；
|
作用：
启动发动机
3、点火系统：
组成：
点火线圈、火花塞等组成
作用：
在汽缸中适时可靠的产生电火花，以便点燃汽缸中的可燃混合气。
4、照明系统：
组成：
车内外各种照明灯及其控制装置
作用：
在转向，倒车或者夜间行车等等的时候照明
5、信号系统：
组成：
声响信号和灯光信号
作用：
告示行人、车辆引起注意、指示行驶趋向，指示操纵件状态，报警运行性机械故障，以便提高行车和停车的安全性、可靠性。
6、仪表系统：
组成：
常见的有电流表、电压表、机油压力表、水温表、燃油压力表气压表、车速表、发动机转速表
作用：
显示汽车运行参数及相关信息
7、辅助电气设备：
组成：
常见的有空调器、音响设备、风窗刮水设备、电动车窗、电动座椅等
？
作用：
为驾驶员和乘员提供良好的工作条件和舒适的工作环境而设置。
8、微电子控制系统：
组成：
主要有驱动系统、安全系统、通信系统和舒适系统
作用：
为提高汽车的动力性、经济性、改善安全性、减少环境污染。
教学过程
五、作业：
1、现代汽车电气设备按照功能可以分为那几个系统
2、汽车电器设备有那些共同的特点
*
广东省技工学校文化理论课教案（首页）（代号A-3）
共3页
科
目
汽车电器
第一章第一节
授课
日期
.
课时
2
班级
13汽修1班
授课方式
讲授
作业
》
题数
2
拟用时间
20分钟
教学目的
1、掌握汽车电源系的组成
2、掌握铅蓄电池的功用
《
3、掌握铅蓄电池的构造
选
用
教
具
挂
图
，
重
点
1、掌握汽车电源系的组成
2、掌握铅蓄电池的功用
难
]
点
1、掌握铅蓄电池的构造及工作原理
教
学回顾
说
!
明
审阅签名：
梁瑞英
教学过程
复习旧课：
通过上次课的学习，我们知道了汽车电气设备的组成，并初步了解了一些设备的基本组成，知道了汽车电气设备的四大特点，了解了本课程的性质和重要性。
）
1）汽车电器设备有哪些共同的特点
2）汽车电气设备按照其功能可以分为哪几类
新课引入：
汽车所有电气设备的工作运行都要有电源提供能量，汽车电源系的作用尤为重要。
本次课程将介绍汽车电源系的组成和蓄电池的结构和型号。
我们常见导的电池有哪些他们是怎么工作的，在使用中需要注意些什么问题你是怎么处理你自己用过的电池的
授课内容：
一、电源
汽车电源系主要由发电机及与其匹配的电压调节器、蓄电池、电流表等组成。
蓄电池、发电机与汽车用电设备都是并联的。
在发电机正常工作时，发电机向用电设备供电和给蓄电池充电；起动时，蓄电池向起动机供电；电流表用来指示蓄电池的充放电的状况；调节器的作用是使发电机在转速变化时，能保持其输出的电压恒定。
二、蓄电池的作用
]
蓄电池的主要用途为：
⑴发电机起动时，为起动系、点火系统、电子燃油喷射系统和其他电气设备供电。
⑵发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。
⑶当用电设备同时接入较多、发电机超载时，协助发电机供电。
⑷蓄电池起到了整车电系的电压稳定器的作用，能够缓和电系中的冲击电压，保护汽车上的电子设备；
⑸蓄电池存电不足，而发电机负载又小时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。
对蓄电池的最大需求是为起动机提供起动电流，起动机所需的起动电流可高达数百安培。
在发动机起动后，当发电机的转速达到一定转速时，发电机即开始向蓄电池充电。
三、蓄电池的分类
1、按电解液成分分：
酸性蓄电池碱性蓄电池
!
2、按电极材料分：
铅蓄电池、铁镍蓄电池、镉镍蓄电池
四、普通蓄电池的结构
蓄电池由：
极板、隔板、电解液、电池盖板、加液孔盖和电池壳体组成。
1、极板
蓄电池极板由栅架和活性物质组成，活性物质填充在铅锑合金铸成的栅架上。
极板分为正极板和负极板两种。
2、隔板
为了减少蓄电池的内阻和体积，正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路，所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。
隔板应具有多孔性，以便电解液渗透，而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。
隔板材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料等。
免维护蓄电池将微孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质脱落。
教学过程
!
3、电解液
电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶解和电离，产生电化学反应，它由纯净的硫酸与蒸馏水按一定的比例配制而成。
电解液的相对密度一般为-1.30gcm3。
使用中要注意，电解液的腐蚀性极强，溅到皮肤上要用苏打水冲洗。
4、外壳
蓄电池的外壳是用来盛放电解液和极板组的，外壳应耐酸、耐热、耐震，以前多用硬橡胶制成。
现在国内已开始生产聚丙稀塑料外壳。
这种壳体不但耐酸、耐热、耐震，而且强度高，壳体壁较薄，重量轻，外型美观，透明。
五、干式荷电铅蓄电池
干式荷电铅蓄电池的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过15—20分钟就可使用。
干式荷电铅蓄电池主要是负极板的制造工艺与普通蓄电池不同。
它在负极板的铅膏中加入松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂，并且在化成过程中有一次深放电循环。
化成后的负极板，先用清水冲洗后，再放入防氧化剂中进行浸渍处理，让其表面生成一层保护膜，并采用特殊干燥工艺制成干式荷电铅蓄电池。
六、免维护蓄电池
1、免维护蓄电池的结构特点
（1）免维护蓄电池的正极板栅架一般采用铅钙合金或低锑合金制造。
而负极板栅架均用铅钙合金制造。
、
（2）采用袋式聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既能避免活性物质的脱落，又能防止极板短路。
（3）通气孔塞采用新型安全通气装置，孔塞内装有氧化铝过滤器和氧化剂钯。
过滤
器收集水蒸气和硫酸蒸气，待其冷却后变成液体重新流回电解液内。
通气孔中装有催化剂钯，氧化剂可使氢气与氧气合成为水蒸气，冷却后再返回电解液内。
为了便于检查电解液密度，了解存电情况，在其内部设有温度补偿式密度计。
密度计的指示器可用不同颜色指示蓄电池的存电情况和电解液液面高低。
电解液密度正常时，指示器显示绿色，表示蓄电池电充足；指示器显示深绿色，表示电解液密度低于标准值，应进行补充充电；指示器显示黄色，表示电解液液面过低，需添加蒸馏水。
（4）外壳用聚氯丙烯塑料热压而成，槽底物筋条，极板组直接安放在壳底上，使极板上部容积增大33%左右，电解液的存储量增大。
2、免维护蓄电池的使用特点
（1）在整个使用过程中无需补加蒸馏水，减少了维护的工作量。
（2）电池盖上设有安全通气装置，可阻止水蒸气和硫酸气体的通过，减少了电解液的消耗，并能减弱电桩和附近机件的腐蚀。
（3）自放电少，可存储2年以上。
（4）耐过充电性能好，免维护蓄电池的过充电电流，在充满电时接近零，减少了电和水的消耗。
（5）内阻小，起动性能好。
`
教学过程
七、蓄电池的型号、规格和选用
我国蓄电池的型号一般都标在外壳上，其型号的编制由5部分组成。
1——为串联的单格数，用阿拉伯数字表示；
"
2——为蓄电池的用途，用汉语拼音字母表示，其含义如下：
Q——起动用蓄电池；
M――摩托车用铅蓄电池；
JC――船用铅蓄电池；
HK――飞机用铅蓄电池；
3――为极板类型，用汉语拼音字母表示（无字为干封普通极板铅蓄电池），其含义如下：
A――干荷电铅蓄电池；
B――薄型极板铅蓄电池；
W――无需维护蓄电池；
4――为20h率旂电额定容量，用阿拉伯数字表示，不带容量单位；
—
5――特殊性能，用汉语拼音字母表示（无字为一般性能蓄电池）
G――高起动率蓄电池
小结
1、蓄电池的作用
2、蓄电池的种类及型号
作业
1、习题册P2§1-1
2、习题册P2§1-2
￥
广东省技工学校文化理论课教案（首页）（代号A-3）
共3页
科
目
汽车电器
第一章第二节
授课
$
日期
课时
2
班级
13汽修1班
授课方式
'
讲授
作业
题数
2
拟用时间
20分钟
教学目的
[
1、掌握交流发电机的基本结构及主要部件的功能
2、理解交流发电机的工作原理
选
用
教
具
挂
图
:
重
点
1、交流发电机的基本结构及主要部件的功能
2、交流发电机的工作原理
难
>
点
1、理解交流发电机的工作原理
教
学回顾
说
~
明
审阅签名：
梁瑞英
教学过程
复习旧课：
上次课学习蓄电池的相关知识。
本次课程将讲交流发电机的基本结构及主要部件的功能以及交流发电机的工作原理。
|
新课引入
发电机是汽车电系的主要电源，由汽车发动机驱动。
它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。
目前，国内外汽车上广泛使用的是硅二极管交流发电机（简称硅整流发电机）。
授课内容
一、交流发电机的结构
国内外生产的硅整流发电机结构基本相同，多是由一台三相同步交流发电机和一套六只硅二极管组成的整流器所组成。
交流发电机由转子总成、定子总成、皮带轮、风扇、前后端盖、电刷及整流器等部件组成。
（1）转子
转子总成的作用是产生旋转磁场。
它由转子轴、激磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成。
在转子轴上压装有两爪极，每块爪极上各具有数目相同的鸟嘴形磁极，其空腔内装有导磁用的铁芯，称为磁轭。
其上装有激磁绕组，激磁绕组的二根引出线分别焊在与轴绝缘的两个滑环上，滑环与装在后端盖内的两个电刷相接触。
当电刷与直流电源相接时，便有电流流过激磁绕组，从而产生磁场，使一块爪极被磁化为N极，另一块为S极，形成了相互交错的6对磁极。
（2）定子
定子总成的作用是产生三相交流电动势，它由定子铁芯和定子绕组组成。
定子铁芯由相互绝缘的内圆带嵌线槽的圆环状硅钢片叠成，定子铁芯槽内嵌入三相对称绕组。
三相绕组的接法有星形、三角形两种方式，现在一般采用星形连接。
）
（3）传动带轮
带轮是利用皮带将发动机的转矩传给发电机的转子，通常用铝合金制成，分单槽和双槽两种，利用风扇的半圆键装在风扇外侧的转轴上，再用弹簧垫和螺母紧固。
（4）风扇
风扇在发电机工作时，强制通风冷却发电机的内部，一般是用1.5mm的钢板冲制或用铝合金压铸而成，并用半圆键装在前端盖外侧的转轴上。
（5）前后端盖
端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构造。
它由铝合金制成，铝合金为非导磁性材料，可以减小漏磁，并且轻便、散热性好。
在后端盖内装有整流器。
（6）电刷与电刷架
两只电刷装在电刷的孔内，借弹簧的压力与滑环保持接触。
目前，国产硅整流发电机的电刷有两种结构，一种电刷的更换在发电机外部进行，称为外装式；另一种电刷的更换在电机内部进行，称内装式。
两个电刷中的一个与外壳绝缘称为绝缘电刷，其引线接到发电机后盖外部的接线柱上，成为发电机的磁场（F）接线柱。
另一个电刷是搭铁的，称为搭铁电刷。
根据激磁绕组搭铁位置的不同，发电机有内搭铁和外搭铁两种类型。
内搭铁式交流发电机，其磁场绕组一端引线用镙钉固定在发电机后端盖上（标记“-”或“搭铁”）直接搭铁；外搭铁式交流发电机搭铁引线与机壳绝缘，通过所配的调节器而搭铁。
二、发电机的工作原理
1、发电原理
:
发电机三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，彼此相差120°电角度。
当激磁绕组接通直流电时即被激磁，一块爪极形成N极，另一块爪极形成S极，两块爪极相互交错形成6对磁极。
转子旋转时，激磁绕组所产生的磁场也随之旋转，形成旋转磁场，它与固定不动的定子绕组之间产生三个频率相同、幅值相等、相位互差120°电角度的正弦电动势。
教学过程
2、整流原理
三相桥式整流电路和电压波形
硅整流器是利用二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电。
在硅整流发电机中，六只硅二极管连接成三相桥式全波整流电器，如图所示。
图中三个正管子D1、D3和D5的负极连接在一起，正极分别接在发电机的三相绕组的首端。
另外，三个负极管子D2、D4和D6的正极连接在一起，负极分别接在三相绕组的首端。
根据导通原则，连接在一起的几个二极管子中，正极电位最高的二极管总是优先导通，即在某一时间内，只有正极电位最高或负极电位最低的管子才能导通。
依据这一原则，可以从图中的电压波形来分析整流过程。
在t＝0时UA＝0，UC为正值，UB为负值，D1、D3和D5负极电位相同，而A、B、C三点中C电位最高，D5优先导通，使三个正极管子负极的电位等于C点电位，这时D1、D3D4优先导通，使三个负极管子的正极电位等于B点电位，这时D2和D6承受反向电压而截止。
这样，C、B两点之间的线电压的瞬时值加在负载RL上。
在t1～t2时间内，A相电位最高，B相电位最低，D1和D4导通，其余4只二极管截止，A、B两点之间线电压加在负载RL上。
在t2～t3时间内，D1和D6导通，其余4管截止……
依此类推，循环反复，六只二极管轮流导通，在负载RL两端得到一个较平稳的脉动直流电压。
￥
组中产生感应电动势，经整流器整流后通过电刷和滑环加到激磁绕组上，激磁绕组有电流通过，使磁场加强，三相绕组中的感应电动势进下提高，促使磁场进一步增强，如此反复，使硅整流发电机电动势逐渐升高。
上述过程存在的问题是，当加在硅二极管上的正向电压小于其死区电压时（约左右），二极管处于截止状态不导通，由于发电机剩磁较弱，所以发电机在低速运转时，不能建立电压，而只有在较高转速时（n＞1200／min），发电机的电压才能很快上升，完成自励过程。
为了克服硅整流发电机在低速时，不能建立电压的缺点，在发电机转速较低、发电机的端电压低于蓄电池端电压时，由蓄电池向发电机供给激磁电流（即他励），使发电机在较强的磁场下很快地建立起电压。
因此，发电机是与蓄电池并联供电的，开始时，由蓄电池供给激磁电流，当发电机电压达到蓄电池电压时转为自励，即由发电机自身供给激磁电流。
教学过程
小结
1、交流发电机的结构及工作原理
2、整流原理
[
作业布置
1、习题册P12
2、习题册P14识图题四
广东省技工学校文化理论课教案（首页）（代号A-3）
共3页
科
目
汽车电器
@
第一章第三节
授课
日期
课时
4
班级
；
13汽修1班
授课方式
讲授
作业
题数
2
拟用时间
20分钟
教学目的
1、了解调节器的工作原理
2、掌握触点式和晶体管式调节器的工作过程。
选
用
教
具
挂
图
》
重
点
1、触点式调节器的工作过程。
2、晶体管式调节器的工作过程。
~
难
点
1、晶体管式调节器的工作过程。
教
学回顾
!
说
明
审阅签名：
梁瑞英
教学过程
）
复习旧课：
上节课主要分析了交流电的整流过程
新课引入
当发电机的转速变化时，发电机的输出电压就会变化，为保持发电机的输出电压不变，在电气系统上还需增加电压调节器。
授课内容
一、硅整流调节器的发展
1、触点式调节器又称触电振动式调节器
特点：
带有触点，结构复杂、电压调节的精度低，触电火花对无线电的干扰大，可靠性差，寿命短，正在逐渐被淘汰；
2、晶体管式调节器
】
特点：
随着半导体技术的发挥，出现了晶体管式调节器，优点是：
可以通过较大的励磁电流，适合功率较大的发电机，电压调节精度较高，对无线电的干扰小体积小，无运动件，耐震故障少，可靠性高；
3、集成电路调节器
特点：
它除了晶体管调节器的优点之外，因为它的体积较小，可以直接装于发电机的内部，省去了与发电机的外部连线，因而增加了工作特性，并具有防潮、防尘，耐高温性能号，价格低等优点。
现在有的轿车上采用的是计算机控制硅整流发电机的励磁电路，控制发电机的输出电压，因而省去了调节器。
二、硅整流发电机调节器的工作原理
交流发电机是由发动机按照一定的传动比驱动的，转速变化范围大。
当发电机的转速变化时，要保持发电机的电压稳定在某一限定值不变，只能相应地改变发电机的磁通，而磁通的强弱有取决于励磁电流的大小，也就是说，当发电机的转速变化时，只要励磁电流有相应的变化，就可以保持发电机的输出电压不变。
三、FT61A型调节器
FT61A型调节器的内部电路如图所示。
磁场继电器有两个线圈，Q1是起动线圈，承受蓄电池电压，Q2是维持线圈，承受发电机中点的电压，它们的一端都在内部搭铁，起动线圈Q1的另一端形成“按钮”接柱2，维持线圈Q2的另一端形成“中点”接柱3。
磁场继电器的静触点形成“电池”接柱，触点K3串联在发电机的激磁电路中，K3为常开，只有该触点闭合，发电机的激磁电路和电压调节器的电磁线圈电路才能接通。
该调节器总成对外有四个接线柱，即电池、按钮、中点和磁场接柱，它必须与具有中性点接线柱的交流发电机配套使用。
图中R1是调节电阻、R2是加速电阻、R3是温度补偿电阻，Q3是电压调节器电磁线圈。
}
教学过程
工作过程分析如下：
（1）发动机起动时，接通电源K，按下起动按钮A，蓄电池电流经起动按钮接柱2流入磁场继电器的起动线圈Q1。
Q1产生电磁吸力使触点K3闭合，接通了激磁电路，电压调节器电磁线圈的电路。
激磁电路为，蓄电池正极→电源开关K→磁场继电器“电池”接线柱1→磁场继电器触点K3→磁轭→电压调节器磁轭→调节器常闭触点K1→“磁场”接线柱4→熔断器→激磁绕组→搭铁→蓄电池负极。
电压调节器磁化线圈电路为：
蓄电池正极→电源K→磁场继电器“电池”接线柱1→磁场继电器触点→磁轭→加速电阻R2→电压调节器电磁线圈→温度裣电阻R3→搭铁→蓄电池负极。
（2）发动机起动后，发电机及其中性点N处的电压升高，从中性点引出的电流通过“N”接线柱流入磁场继电器的维持线圈Q2，产生了与起动线圈Q1方向一致的电磁吸力，使触点闭合更牢。
（3）发动机起动后松开起动按钮，起动线圈Q1的电流被切断，维持线圈Q2仍由交流发电机中性点供电，触点仍保持闭合，交流发电机的端电压随转速的升高而上升，由他励转入自励发电的正常状态，发电机的激磁电路和调节器磁化线圈电路仍正常工作。
（4）发动机转速继续升高，交流发电机端电压达到调压值时，由调节器进行正常的电压调节，调压过程不断重复。
发动机转为怠速至停止运转时，交流发电机中性点处电压下降至零，磁场继电器维持线圈中无电流通过，触点在弹簧的作用下自动断开，蓄电池与发电机激磁线圈电路被切断，避免了蓄电池向激磁绕组倒流放电。
四、晶体管式电压调节器
%
教学过程
（1）接通点火开关SW，当发电机未转动或者转速较低时，电压U低于充电电压时，蓄电池的电压经过SW加在分压电阻R1、R2两端，由于发电机电压尚低于调节电压上限，因此R1上的额分压值UR1小于稳压管VS的稳定电压，UW与Ubel之和，有稳压管的工作特性可以知道，VS处于载止状态，三极管VT1因无基极电流处于截止状态，此时蓄电池经过点火开关SW和电阻R3向VT2提供基极电流，使得VT2导通，接通励磁电流其路径为：
蓄电池正极→发电机的励磁绕组→发电机的F接线柱→调节器F的接线柱→三极管VT2（c→e）→调节器E接线柱→搭铁→蓄电池的负极。
若此时发电机发电，其电压随转速的升高而升高。
（2）当发电机的电压上升到高于蓄电池充电电压单低于调节电压的上限时VS、VT1任然处于截止状态，VT2人导通，励磁电流由发电机自己供给，此时的历次电路为：
发电机的正极→励磁绕组→发电机的F接线柱→调节器F的接线柱→三极管VT2（c→e）
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