第六章 电气仪表（教案）《汽车电气设备构造与维修》同步精品课堂（人民交通版·第4版）

《汽车电气设备构造与维修》教案 课 题 第六章电气仪表 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《汽车电气设备构造与维修》中的第六章。要求学生理解汽车电气的功用、结构，课标要求是掌握电气设备的作用。选用的教材是由人民交通出版社出版的《汽车电气设备构造与维修》（第四版），学习内容是汽车电气的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对汽车电气有着初步的了解。 能力水平：熟悉汽车电气设备的发展史。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解各种仪表的概述。 能力目标：能够掌握各种仪表的结构和原理。 素质目标：1.认识到电气的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 各种仪表的概述。 2. 各种仪表的结构和原理。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 汽车仪表的基本知识。 2. 展示学习目标 认识到汽车仪表的重要性。 掌握汽车仪表的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授电气设备基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对汽车仪表基本知识有一个初步的了解。 汽车仪表是汽车工况信息指示的主要装置。传统的汽车仪表按原理可分为两大类：一类是电热式，利用双金属片的电热效应原理，当双金属片的加热线圈中有电流通过时，双金属片受热变形，带动仪表指针偏转而指示出相应的读数；另一类是电磁式，利用电磁感应原理，当电流通过电磁线圈时，产生电磁力拖动仪表指针偏转而指示出相应的读数。 常用的仪表有电流表、机油压力表、水温表、燃油表及车速里程表等。 6—1机油压力表 机油压力表简称油压表，用来指示发动机工作时润滑系统润滑油压力的大小。发动机工作时，各机件接触面间发生摩擦，如无润滑必然磨损加快。润滑油是由机油泵经过滤后通过各油道送至各机件接触面上的，因而对润滑油有一定的油压要求，其大小视发动机功率而定，最高油压一般不应超过0.49 MPa。一般汽车上传统的油压表有电热式、弹簧管式、电磁式三种，但最常见的是电热式机油压力表，（又称双金属片式油压表）。 一、双金属片式油压表 双金属片式油压表的基本结构如下图所示，由装在发动机润滑系统主油道中的油压传感器和装在仪表板上的油压指示表两大部分组成。 双金属片式油压表 1—管接头及油腔2—膜片 3—弓形弹簧片4、11—双金属片 5—调节齿轮6—接触片 7、9、15—接线柱8—校正电阻 10、13—调节齿扇12—指针 14—弹簧片 二、弹簧管式机油压力表 发动机低速工作时，油压一般不得低于0.147 MPa，正常油压为0.196～0.392 MPa。 油压表线圈电流波形 a）油压为0b）油压为0196 MPa c）油压为049 MPa 弹簧管式机油压力表 1—刻度面2—指针3—弹簧管4—游丝 5—扇形齿6—传动杠杆7—底板 6—2水温表 水温表是用来指示发动机水套中冷却液工作温度的仪表。各种不同类型的发动机，其冷却液温度各不相同，发动机正常工作时的水温一般在70℃左右。水温表由水温指示表和温度传感器两部分组成。温度传感器又称感温塞，装在发动机气缸盖水套上。常用的水温指示表有电热式和电磁式，安装于仪表板上。 一、电热式水温表 电热式水温表又称双金属片式水温表，它的传感器和指示表均为双金属片电热式，其指示表与电热式机油压力指示表构造完全相同，仅刻度盘示值与油压表相反而已。 它的传感器是一个铜壳套筒式密封件，内装条形双金属片，其上绕有电热线圈。电热线圈的一端通过触点接地，另一端通过接触片和接线柱接指示表电路。 二、热敏电阻水温传感器 热敏电阻是一种半导体材料，其阻值的大小随温度的变化而变化，水温表中的传感器多采用负温度系数的热敏电阻，其电阻值随温度升高而下降。 热敏电阻水温传感器的工作原理是将水温的变化由热敏电阻变换成电阻值的变化，从而控制水温表电路中电流的大小，使水温表指示出相应的温度。 热敏电阻水温传感器一般与电磁式水温指示表配用，组成电磁式水温表。 电磁式水温指示表与热敏电阻水温传感器 1—左线圈2—右线圈3—铁转子4—指针5—负温度系数热敏电阻水温传感器 6—3燃油表和仪表稳压器 一、电磁式燃油表的基本结构 电磁式燃油表及可变电阻式传感器 1—左线圈2—右线圈3—转子4—指针5—可变电阻6—滑片 7—浮子8、9、10—接线柱11—点火开关 二、电热式燃油表 电热式燃油表的基本结构如下图所示，其结构特点是利用双金属片受热变形来代替电磁式燃油指示表中的电磁作用力，因而又常称为双金属片式燃油表。 电热式燃油表 1—滑片2—可变电阻3—浮子 4—双金属片 5—燃油表指针6—稳压器双金属片 7—触点8—加热线圈 9—稳压器电阻丝 三、仪表稳压器 仪表稳压器种类有电热式和电子式两种。 其基本原理是：当电源电压偏高时，电热线圈4中的电流增大，产生较大热量，使触点8能在较短时间内断开，且断开的触点需要较长时间的冷却才能闭合，从而导致触点的闭合时间短而断开时间长，使仪表上的电压平均值降低。 仪表稳压器在使用时应注意以下几点： 1.安装时，两个接线柱不能接错。 2.凡使用仪表稳压器的燃油表和水温表，不允许直接与电源连接，以免烧毁仪表。 电热式仪表稳压器 1—输出端2—搭铁3—输入端 4—电热线圈5—双金属片6—调整螺钉 7—固定螺钉8—活动触点 电子式仪表稳压器 四、仪表及传感器性能的检验 1．机油压力表的检验 用表R×1挡测量电热线圈是否有短路、断路故障。 机油压力表的检验 2．水温表的检验 用万用表R×1挡测量电热线圈阻值，标准情况下应为17.5 Ω。 3．燃油表的检验 如果是电磁式仪表，用万用表R×1挡测量左、右两个线圈的电阻值。 4．油压传感器的检验 用万用表R×1挡测量电热式油压传感器电热线圈的电阻值，一般为8～12 Ω，否则应更换。 5．电热式水温传感器的检验 用万用表R×1挡测量其电阻值，一般为7～8.5 Ω,否则应更换。 6．可变电阻式水温传感器的检验 用万用表R×1挡测量常温下的电阻值，应大于100Ω，而后将其放在热水中加温，再测量电阻值。若阻值随水温的升高而增大，说明传感器良好，否则应更换。 7．燃油表传感器的检验 燃油表一般采用的是可变电阻式，可用万用表测量电阻值。 五、常见故障与排除方法 1．机油压力表指示不准确 （1）指示值过高 （2）无指示 2．水温表指示不准 （1）闭合点火开关 （2）水温表指针总是指向100℃以上时 3．燃油表指示不准 （1）无论油箱内燃油有多少，指示值均为“0” （2）油箱无油时，指针仍指向“1”位 6—4车速里程表和发动机转速表 一、磁感应式车速里程表 传统的车速里程表一般为磁感应式仪表，无电路连接，由车速表和里程表两部分组成，它是通过测量驱动轮的转速和转数换算出车速和里程的。一端与软轴连接，另一端与车速里程表连接。 车速表由固定在转轴上的永久磁铁1、指针6、铝罩2、固定在底板上的磁屏3、紧固在表壳上的游丝4等组成。 里程表由蜗轮蜗杆传动机构和数字轮组成。 2变速器输出齿轮和软轴 二、电传动动圈式车速里程表 电传动动圈式车速里程表如下图所示，由二极管桥式整流器、降压电阻、带动圈的指针以及永久磁铁等构成。 电传动动圈式车速里程表 三、发动机转速表 发动机转速表是发动机工况信息的重要指示装置，可以直观地指示发动机的转速。 转速表获取发动机转速的方法主要有两种：一是根据转速传感器输出的脉冲（或交变）信号，二是根据点火线圈初级电流中断时产生的脉冲信号（只限于汽油机）。 转速表的基本工作原理是：对转速信号进行处理后，用电流（或电压）的大小通过机械指针式仪表将转速显示出来。如下图所示为桑塔纳轿车发动机转速表的工作原理。 发动机转速表 桑塔纳轿车发动机转速表工作原理 1—转速表2—脉冲整形电路 3—频率/电压变换器4—直流毫安表转速表 四、常见故障及排除方法 1．仪表不工作 首先要检查熔断器工作是否正常。其次检查是否有线头脱落、松动，搭铁是否正常。 2．车速里程表故障 如果汽车行驶时，车速表或里程表指针不动或其指示值误差较大，则主要故障原因可能是： （1）车速里程表软轴折断。 （2）车速表或里程表指针被卡。 （3）变速器输出轴驱动测量小齿轮磨损严重或齿轮啮合间隙过大。 （4）车速里程表表头损坏。 磁感应式车速里程表出现故障后，应首先检查软轴及驱动齿轮的啮合是否正常。如正常，则基本可以肯定是表头故障。 6—5电子仪表装置 一、数字仪表简介 1．组合式数字仪表 组合式数字仪表就是将各仪表组合安装在一起，由电子控制单元采集传感器的信号，将模拟量转换为数字量，经分析处理后控制显示装置的仪表。 2．数字仪表的优点 （1）指示精度高。 （2）重复性好。 （3）分度均匀。 （4）响应速度快、无抖动。 （5）产品品质的稳定性和可靠性有根本保证。 （6）通用性好。 3．数字仪表显示器件的结构和工作原理 （1）真空荧光管（VFD） 1）结构特点 真空荧光管（VFD）的结构 1—电子开关2—涂有荧光物质的屏幕（阳极）3—栅格4—钨灯丝(阴极) 5—玻璃罩6—电位器（亮度调节） 2）工作原理 真空荧光管（VFD）的工作原理 1—钨灯丝(阴极)2—栅格3—字符段（阳极）4—屏幕 （2）液晶显示器（LCD） 1）结构特点 液晶显示器（LCD）的结构 1—垂直偏光镜2—前玻璃板3—后玻璃板 4—水平偏光镜5—反射镜 2）工作原理 真空荧光管（VFD）的工作原理 3）字符段显示法 字符段显示法 a)七字符段b)十四字符段 c)七字符段显示的数字 d)十四字符段显示的数字和字母 （4）点阵显示法 点阵显示法 （5）特殊符号显示法 国际标准ISO符号 二、组合式数字仪表 1．控制电路 控制电路采集汽车的各种信号，通过数模转换电路把模拟信号转换为数字信号，由电子控制单元进行分析比较，并根据计算结果通过驱动器驱动显示器工作，从而把汽车的各种技术状况显示在仪表板上。 组合式数字仪表控制电路原理框图 2．显示方式 汽车电子组合仪表的显示系统主要有指针指示式、数字显示式、声光或图形辅助显示3种显示方式。 （1）指针指示式 （2）数字显示式 （3）声光或图形辅助显示 3．汽车电子组合仪表板 汽车仪表板是汽车工况信息的显示终端，汽车工况的大量信息都借助于上述3种显示方式在仪表板上显示出来。显示效果力求信息醒目、直观、可视性强，各种显示信息在仪表板上分布合理、紧凑有序，仪表板整体造型美观、小型轻薄，尽量增加仪表板周围的预留空间。 6—6报警装置 一、机油压力报警装置 1．弹簧式机油压力报警装置 2．膜片式机油压力报警装置 膜片式机油压力报警传感器 1—调整螺钉2—膜片 3—活动触点4—固定触点 二、制动低气压报警装置 低气压报警传感器 1—调整螺钉2—锁紧螺母 3—复位弹簧4—膜片 5—动触点6—静触点7—滤清器 三、制动液面过低报警装置 制动液面传感器 1—外壳2—接线柱3—舌簧开关 4—永久磁铁5—浮子6—液面 四、水温过高报警装置 水温过高报警装置电路 1—传感器套筒2—双金属片3—螺纹接头4—静触点5—水温报警灯 五、燃油油量报警装置 燃油油量报警装置电路 1—外壳2—防爆金属网3—热敏电阻4—油箱外壳5—接线柱6—报警灯 六、汽车电喇叭 1．电喇叭的构造及工作原理 盆形和螺旋形电喇叭的结构如下图所示，由铁芯、线圈、衔铁、膜片、扬声筒（盆形电喇叭没有）、触点等构成。 盆形电喇叭 1—电磁线圈2—活动铁芯3—膜片 4—共鸣片5—振动块6—触点 7—外壳8—铁芯9—按钮 螺旋形电喇叭 1—铁芯2—衔铁3—弹簧片4—调整螺母5—锁紧螺母6—螺钉7—支架8—防护罩 9—静触点10—动触点11—绝缘片12—灭弧电容器13—电磁线圈14—扬声器 15—中心螺杆16—膜片 2．电喇叭的调整 电喇叭的调整 1—音调调整铁芯 2—锁紧螺母 3—音量调整螺钉 3．电喇叭的控制电路 4．喇叭的型号及安装 DL—名称代号—电压等级代号—结构代号—设计序号—音量代号 喇叭的安装固定方法对其发音影响较大，为保证喇叭声音正常，喇叭不作刚性安装，与固定架之间装有片状弹簧或橡皮垫。 5．常见故障与排除方法 电喇叭的常见故障有：喇叭不响或音量、音质不好。 （1）如果是所有的喇叭均不响，应首先检查熔断器是否完好、正常，喇叭线头有无脱落、松动。 （2）如果熔断器正常，则通过短接按钮，看喇叭是否响来继续检查是否有喇叭按钮故障或电路搭铁不良。 （3）如果个别喇叭不响，则一般是喇叭本身故障，予以更换即可。 （4）如果音量、音调不佳，可参考上图进行调整。如果是音质不好，则可能是喇叭膜片损坏或周围螺钉紧固不均匀造成的。 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习电气设备基本知识的总体认知 (1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2)听课、理解电气设备基本知识的总体认知 (3)结合生活实际，思考现代电气设备基本知识的总体构造及作用。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出汽车仪表基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述电气设备基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生机油压力表的种类。 2.提问学生数字仪表显示器件的结构。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了汽车仪表基本知识等内容，培养了学生对于汽车电气这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到电气设备的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述机油压力表的种类。 (2)简述数字仪表显示器件的结构。 板书设计 三、电子仪表与报警装置 1.结构类型 2.工作原理 3.故障与排除方法 一、机油压力与水温表 1.概念 2.结构类型 3.工作原理 二、燃油表和仪表稳压器 1.基本结构 2.类型 3.故障与排除 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$