(汽车电气设备)教案

授课计划授课日期20XX年月日班级20XX级课题第二节传统点火系的工作原理教学目的掌握传统点火系的工作原理重点传统点火系的工作原理难点传统点火系的工作原理教学方法讲授教具微机、视频展台和投影仪课时要求：[45分钟]授课说明组织教学：[约2分钟]1．核查班级学生人数；2．讲清本节的教学基本要求。复习提问：[约4分钟]1．点火系的作用？2.点火系的要求？新课教学：[共约30分钟]新课引入（约2分钟）上节我们学习了点火系的作用、要求及其分类，并了解发动机点火系按其组成和产生高压电的方式不同可分为传统点火系和电子点火系两种，首先我们来学习传统点火系的组成及工作原理。一、传统点火系的组成（约8分钟）传统点火系的组成如图6-1所示。主要由电源、点火线圈、分电器、点火开关、火花塞、附加电阻及附加电阻短路装置、高低压导线等部件组成。１．电源：由蓄电池和发电机组成。起动时点火系由蓄电池提供低压电能；起动后，当发电机电压高于蓄电池电压时，点火系由发电机提供低压电能。２．点火线圈：将汽车电源提供的12V低压电转变成能击穿火花塞电极间的高压电。３．分电器：在发电机凸轮轴驱动下，准时接通和切断点火线圈初级电流，使点火线圈及时产生高压电，并按点火顺序将高压电传送至各缸火花塞；同时能自动和人为地实现对点火时间的调整。其中电容器的作用是减少断电器触点火花，提高点火线圈次级电压。４．点火开关：控制点火系低压电路的通断，控制发动机的起动和熄火。５．火花塞：将高压电引入燃烧室，产生电火花点燃混合气。６．附加电阻短接装置：起动时附加电阻短接，增大点火线圈初级电流，增强起动时火花塞的跳火能量。通过核查人数、起立问好等方式使学生进入学习状态。提问2-3名同学回答，然后教师总结，来巩固学过的知识，为新知识作铺垫。教师自制的汽车电器设备教学课件（含动画、图形）,作为辅助内容，充分调动学生学习兴趣。教师参照图6-1详细讲解点火系的组成和作用，通过提问和讨论巩固学习内容。提问1-2名同学回答，分电器、火花塞的质量对点火系的影响？然后教师总结。二、传统点火系的工作原理（约10分钟）１．工作过程：传统点火系是利用点火线圈的互感原理工作的，其工作过程如图６－２所示。接通点火开关ＯＮ档，当发电机曲轴转动时，分电器中的断电器凸轮在凸轮轴的驱动下也随之旋转，断电器触点交替地闭合和断开。当断电触点闭合时，点火线圈初级绕组通过低压电流，铁心储存磁场能，次级回路分布电容储存了电场能。当断电器触点断开时，初级绕组断电，磁场的聚然消失，使次级绕组感应出了高压电动势。由于次级绕组匝数较多，约为初级绕组的80～100倍，所以次级电压可高达15000～20000V，配电器按照点火顺序将高压电轮流传给各工作缸火花塞跳火。发动机工作时，该过程周而复始地进行。若要发动机停止工作，只要点火开关由ON档转到OFF档，切断初级电路即可。2.点火系高低压电流路径1)正常工作（起动后）时电流路径①初级电流在触点闭合式形成，以发电机、蓄电池为低压电源，以附加电阻及点火线圈初级绕组为负载形成回路，如图6-2中实线箭头所示：蓄电池或发电机“+”点火开关“ON”档附加电阻点火线圈初级绕组断电器活动触点固定触点搭铁蓄电池或发电机“-”。②次级电流在触点从闭合到张开瞬间存在，以点火线圈次级绕组为高压电源，以火花塞电极气隙为负载形成回路。根据楞次定则可判断出高压电流方向与低压电流方向相反，如图中虚线箭头所示：点火线圈次级绕组附加电阻点火开关蓄电池或发电机火花塞侧电极分电器盖分火头点火线圈次级绕组。次级高压电流设计正极搭铁，有助于火花塞中心电极产生热电子发射，可降低电极间隙击穿电压20%～40%,减少火花塞中心电极蚀损，减少分火头铜片的蚀损。2)起动时电流路径①触电闭合时，点火线圈初级电流经附加电阻短路开关形成回路。如图6-2中实线箭头所示：蓄电池“+”起动机副开关点火线圈初级绕组断电器活动触点固定触点蓄电池“-”。授课说明利用视频展台把图投在屏幕上，引起学生注意力，提高学习热情。结合图6-2讲解传统点火系的工作原理，启发学生探索归纳点火系高低压电流路径，然后进行总结。如：次级电流与虚线方向相反时，情况如何？②触点张开瞬间时，点火线圈次级电流也经附加电阻短路开关形成回路。如图6-2中虚线箭头所示：点火线圈次级绕组“+”起动机副开关蓄电池火花塞侧电极火花塞中心电极分电器盖分火头点火线圈次级绕组“-”。三、电火电压波形（约10分钟）1.点火波形：是指由汽车专用示波器显示的点火线圈初级电压、次级电压随时间变化的曲线。电压信号检测点分别为点火线圈“-”线柱及高压中心引线，位置如图6-2所示。2.单缸次级电压点火波形组成（如图6-3）：1）两个阶段：是指触点闭合段和触点张开段。2）四个区及规律曲线：指跳火区、燃烧区、振荡区和闭合区。每个区有一条相应规律曲线所对应跳火线、火花线、振荡线、闭合线。A区为跳火区：此时断电触点将初级电流切断，线圈铁心磁通骤然消失时的初级自感出200V～300V电动势。由于次级匝数多，因此次级感应出15000V～20000V的高压电。由于正常间隙下的火花塞击穿电压仅为5000V～8000V因此跳火期次级电压仅上升到5000V～8000V便不再上升。波形曲线中这段垂直升降线，通常称跳火线。B区为燃烧区：继跳火线后，火花塞电极间混合气已充分电离形成了电火花通道，电极间维持电火花的电压显著下降，仅需1KV～2KV,点火线圈的其余能量就沿着电离的火花塞间隙缓慢放电，形成电感放电期。波形曲线的这一平台线常称火花线。实验证明，电感放点的持续时间长，点火性能越好。C区为振荡区：燃烧区后、电弧中断，点火线圈剩余能量从初级绕组与灭弧电容组成的衰减振荡回路释放掉。此时初级波形与次级波形相似，减副振荡波可见脉冲至少有5个（高能多达8个）。这些振荡曲线属低频振荡曲线，低频振荡完毕，低压波形指示出灭弧电容承受的蓄电池或发电机电压。D区为闭合区：触点闭合，低压波形有电容电压变到零。初级形成电流，此过程初级绕组线产生了与蓄电池电压方向相反的感应电压，次级绕组感应出1000V～2000V电动势，随着初级电流按指数规律上升到稳定值，次级电压也从正方向最大值按指数趋势减少到零。在此变化过程中因次级绕组与分布电容构成衰减振荡回路因此次级波性变化区段有振荡形状存在。授课说明利用视频展台把图投在屏幕上，利用直观教学增强学生的感官认识，活跃课堂气氛，提高学习效果。参照图6-3详细讲解点火波形分布的规律。和学生共同分析符合要求正常点火波形曲线的特征。图6-2传统点火系工作原理示意图火花塞配电器断电器A跳火区a跳火线b火花线B燃烧区c振荡线d闭合线C振荡区D闭合区图6-3点火波形图0θ3.正常点火波形曲线应符合三个要求：(如图6-3)1）闭合线总长应占全周期60%；各断闭合线长度差不应超过总闭合角的5%。2）振荡线不少于5个波峰，波数少即说明点火线圈内存在短路或电容器存在漏电故障。3）跳火线高度应在5000V~8000V之间（在发动机转速约为1500r/min时测量），且各缸一致。火花线应是略有倾斜的短横线或带有很少波折的短横线，其长度对各缸均应一致。巩固练习：（约6分钟）学生依据所学的内容，完成《通用教材习题集》90页~94页的相应的填空题、判断题和选择题。然后教师进行讲评，进行解答疑难问题。课堂小结：（约2分钟）1.本次课重点讲述了传统点火系的工作原理；2.介绍了传统点火系的组成及点火电压波形；3.要求学生牢固地掌握这些基本理论知识。课后作业：（约1分钟）《通用教材习题集》90页~94页相应的名词解释、简答题。板书设计：如下页授课说明利用视频展台把图投在屏幕上，引起学生注意，提高学习兴趣。通过课堂练习和讲评进一步检查和巩固教学内容。使学生进一步明确本节课所学的内容。板书设计:新课内容第二节传统点火系的组成及工作原理一、传统点火系的组成１．电源２．点火线圈３．分电器４．点火开关５．火花塞６．附加电阻短接装置二、传统点火系的工作原理１．工作过程２.点火系高低压电流路径1）正常工作（起动后）时电流路径2）起动时电流路径三、电火电压波形１．点火波形２．单缸次级电压点火波形组成３．正常点火波形曲线应符合三个要求课堂小结1.本次课重点讲述了传统点火系的工作原理2.介绍了传统点火系的组成及点火电压波形3.要求学生牢固地掌握这些基本理论知识课后作业