6.1 汽车电气设备总线路的组成（教案）《汽车电气设备构造与维修》同步精品课堂（高教版·第3版）

《汽车电气设备构造与维修》教案 课 题 6.1 汽车电气设备总线路的组成 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》中第六单元全车线路的第1节汽车电气设备总线路的组成，要求学生能够全面了解汽车电气设备总线路的基本组成，包括导线类型、开关种类、保护装置、继电器及中央接线盒的作用与特点，能够识别并描述不同类型导线、开关、保护装置在汽车电路中的应用，以及继电器和中央接线盒的工作原理。选用的教材是由高等教育出版社出版的《汽车电气设备构造与维修》（第三版）。 学情分析 知识储备：对汽车的电源系统、起动系统、点火系统、照明、信号、仪表、警报系统、汽车空调系统已有基础了解。 能力水平：对全车线路尚无认知。 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：学生能够全面了解汽车电气设备总线路的基本组成，包括导线类型、开关种类、保护装置、继电器及中央接线盒的作用与特点。 能力目标：学生能够识别并描述不同类型导线、开关、保护装置在汽车电路中的应用，以及继电器和中央接线盒的工作原理。 情感目标：培养学生对汽车电路系统的好奇心和探索欲，增强解决实际电路问题的能力和自信心。 学习重难点 学习重点：汽车电气设备总线路的基本组成，包括导线、开关、保护装置、继电器和中央接线盒。 学习难点：理解各组件在汽车电路中的具体作用和工作原理，以及如何在实际维修中准确识别和应用。 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 一、导线：低压线、高压线 1. 介绍低压线和高压线的基本特征和应用场景。 2. 展示实物或图片，说明导线的规格、颜色编码等。 3. 强调导线在汽车电路中的重要性。 汽车电气设备总线路是将电源系统、起动系统、点火系统、照明和信号系统、仪表、电子控制装置以及辅助电器等,按照它们各自的工作特性和相互内在联系,通过开关、导线、熔断器等连接起来,构成的整体。 汽车电气设备总线路和一般电路一样,也由电源、负载(用电设备)、导线、开关、熔断器等组成。 汽车电气设备的连接导线一般由铜质多丝软线外包绝缘层构成,有低压线和高压线两种。 1.低压线 为了充分发挥连接导线的作用,降低成本,低压线的截面积有多种规格。 低压线的截面积主要是根据用电设备的工作电流来选择,低压线截面积与允许载流量的关系见表6-1。但是,对于功率很小的电器,为保证连接导线的机械强度,连接导线的截面积最小不得低于 0.5 mm’。连接蓄电池与起动机之间的电缆线和蓄电池搭铁线,每100A电流所产生的电压降一般不超过 0.1~0.15V,因此该导线截面积要足够大。蓄电池的搭铁线一般是铜丝编织而成的扁形软铜线。 为了便于安装、维修,不同用电设备和同一元件不同接线柱上的低压导线常用不同的颜色加以区分,我国汽车用低压导线的主色、代号和用途见表6-2。 有些电路图中,低压导线上标注有符号。符号由两部分组成:第一部分是数字,表示导线的截面积(mm');第二部分是英文字母,表示导线的主色和辅助色(即呈轴向条纹状或螺旋状的颜色)。如1.5 RB 表示截面积为1.5mm’、带有黑色条纹的红色低压导线。 为了使汽车上繁多的低压线整齐美观不凌乱,接线安装方便,以及保护绝缘层,将同方向的低压线用棉纱编织带或塑料带包扎成束,称为线束,如图6-1所示。线束在制造厂里按车型设计制造好后,用卡簧或绊钉固定在车上的既定部位,其抽头恰好在各电气设备的接线柱附近,安装时按线号装在与其对应的接线柱上即可。各种车型的线束各不相同,同一车型的线束对应发动机、底盘和车身部分可以有多个线束。线束往车辆上安装时应注意:应按规定位置走向铺放,在适当位置用卡簧、绊钉或专用线卡固定牢固,以免松动坏;安装时不能拉得太紧,尤其是在拐弯处更要注意,在绕过锐角或穿过孔、洞时,应用专用橡胶或套管保护,否则线束容易磨坏造成短路、断路等故障,严重时烧毁线束引起火灾;各接头必须连接牢固,接触良好。 为了提高接线速度,减少接线错误,越来越多的汽车在低压线路中采用插接器。插接器由插头和插座两部分组成,按使用场合的实际需要,其形状不同、脚数不等,有的甚至颜色也有区别。在拆卸插接器时,双手要捏紧插头和插座,并使锁止片张开后再将插头和插座分开;切不可直接拉导线,以免造成插头或插座内导线断路或接触不良,如图6-2所示;插接器端子有故障时,可用小一字旋具或专用工具将端子和导线从插接器中取出,如图6-3所示。插接器接合时,应将其导向槽重叠在一起,使插头与插孔对准且稍用力插人,这样可以使器件十分牢固地连接在一起。插接器的导向槽,是指插接器连接时,为了使其正确定位而设置的凸凹轨。一对插头、插座由于导向槽的作用一般说来不可能插错,非成对的插头与插座因其脚数及外形不同,因此也不可能插错。插头与插座所对应导线的粗细、颜色、符号一般来说也完全对应,安装时应注意观察。 2. 高压线 汽车上使用的高压线主要用于连接点火线圈、配电器和火花塞(HID高压线集成在弧光灯组件内部),其工作电压一般在1.5~2.5 kV以上,但通过电流强度较小,因此高压导线的绝缘包层很厚,耐压性能好,但线芯截面积很小。高压线有铜芯线和阻尼线等几种,为了衰减火花塞产生的电磁波干扰,目前广泛使用高压阻尼点火线。不同车型采用的阻尼高压线的阻值不相同,在检修或更换高压线时要注意测量。 1. 观察实物或图片，记录低压线和高压线的区别。 2. 分组讨论导线颜色编码的意义，尝试总结规律。 3. 分享小组发现，加深对导线作用的理解。 通过直观展示和小组讨论，帮助学生掌握导线的基本知识和应用。 二、开关：旋转式、推拉式、顶杆式、板柄式、翘板式、组合开关 1. 分类介绍各种开关的结构和工作原理。 2. 演示开关的操作方法，强调安全注意事项。 3. 分析开关在汽车电路中的控制作用。 1.旋转式开关 旋转式开关主要用作暖风机开关和点火开关等。 暖风机开关的结构和外形如图 6-4所示。 点火开关主要用来控制点火电路、发电机磁场电路、仪表电路、起动继电器电路以及一些辅助电气设备等。一般都具有自动复位的起动挡位并配有钥匙以备停车时锁住,因此又称为钥匙开关。点火开关的接线端子有插片式和接线柱式两种。点火开关有的安装在仪表板台板上如图 6-5 所示;有的安装在转向柱管上,以便停车时锁止方向盘。现在越来越多的点火开关成为“智能点火开关”或“智能钥匙”:钥匙本身集成了智能芯片,带有钥匙槽的点火开关除原有机械结构外还增加了电子部分,不仅具有上述基本功能,还具有遥控门锁及一定电子防盗等功能。传统点火开关是四接线柱式,四个接线柱的连接情况和工作挡位关系见表6-3。1号接线柱为电源火线(BAT),2号接线柱接点火系统(IG),3号接线柱接辅助电气设备(Acc),4号接线柱接起动电路(ST)。 传统点火开关有四个挡位,0挡是断开位置,接线柱1和其他接线柱断开;I挡是发动机正常工作位置,接线柱1和接线柱2、3接通,为点火电路、发电机激磁电路、仪表电路、辅助电气设备等提供电源;Ⅱ挡起动位置,接线柱1和接线柱2、4接通,为点火电路、发电机激磁电路、仪表电路、起动电路等提供电源,切断与起动无关的音响和辅助电气设备等电路,改善起动性,该挡位具有自动复位功能:亚挡是辅助电气设备位置,接线柱1和接线柱3接通,只为音响等提供电源。 为了提高点火开关的工作性能,有些点火开关具有4个以上的接线柱,设置减荷继电器控制接线柱或有多个电源接线柱等。智能点火开关的遥控功能和使用方法因车而异,具体请查阅相应车型使用手册。 2.推拉式开关 推拉式开关常用于控制灯光和刮水器。主要由手柄、拉杆、绝缘的滑块、接触片、外壳、锁止装置等组成,如图6-6所示。操作时,拉动手柄,移动滑块,改变接触片的位置使接线柱之间断开或接通,达到控制外电路的目的。推拉式开关常分为一挡式、二挡式、三挡式三种。 3.顶杆式开关 顶杆式开关凭借作用于顶杆上的外力和内部的弹簧力改变控制触点的闭合和断开,主要用作门灯开关、机械式制动灯开关、倒车灯开关等,常见结构和符号如图 6-7所示。 4.扳柄式开关 扳柄式开关常用作转向灯开关和顶灯开关,常见结构和符号如图6-8所示。5.翘板式开关 翘板式开关常用作顶灯开关、雾灯开关、危险信号灯开关等,一般带有指示板照明灯,指示板上有表示用途的图形符号,常见外形和符号如图6-9所示。 6.组合开关 为了操作方便,保证行车安全,有些车辆将转向灯开关、小灯与大灯开关、变光开关、刮水器开关、洗涤喷水开关、喇叭开关(或其中部分开关)等组装在一个组合体内,称为组合开关譬如,灯光组合开关(灯光总开关)可以用来控制前照灯、示廓灯、仪表灯、牌照灯等,一般具有三个挡位:“0”挡是断开位置;“【”挡是小灯位置,为仪表灯、牌照灯等照明灯和示廓灯提供电源;“Ⅱ"挡是前照灯位置,为前照灯、仪表灯、牌照灯等照明灯和示廓灯等提供电源。有的组合灯光开关在断开位置时还可以旋转,以控制停车示廓灯,或者增加自动灯光挡位等。组合式开关常安装在转向盘下的转向柱上。组合式开关的操纵手柄上一般制有表示用途的图形符号。图6-10为国产JK320型组合开关的外形和接线标号图。 由于不同组合开关的结构和控制内容等不尽相同,并且有多个接线柱与电源连接,因此在检修和更换时要仔细研究,明确各接线柱的作用,以免造成新的故障。 1. 观察开关实物，尝试操作并理解其功能。 2. 分组讨论不同开关的应用场景，绘制开关分布图。 3. 分享讨论结果，加深对开关作用的理解。 通过实物操作和小组讨论，提高学生的实践能力和团队协作能力。 三、保护装置：熔断器、易熔线、双金属电路断电器 1. 解释保护装置的作用和重要性。 2. 展示熔断器、易熔线、双金属电路断电器的实物或图片。 3. 分析各保护装置的工作原理和更换方法。 为了防止过载和短路时用电设备和导线因电流过大被烧坏,在电源与用电设备之间串联有保护装置。汽车上常用的保护装置有熔断器、易熔线和双金属电路断电器三种。 1.熔断器 熔断器按结构分为金属丝式(缠丝式)、熔管式、绝缘式、插片式等多种形式,如图6-11所示。熔断器的材料是铅锡合金,一般装在玻璃管中或直接装在熔断器盒内,它用在负荷不大的电路中,在电路中电流过载一倍的情况下,可在数秒内熔断,自动切断电路。为便于检查和更换熔断器,汽车上常将各电路的熔断器集中安装在一起,形成熔断器盒。熔断器盒内一般还有备用熔断器,以便更换。 2.易熔线 易熔线是一种截面一定、能长时间通过较大电流的合金导线。主要用于保护电源电路和大电流电路,易熔线的绝缘护套有棕、绿、红、黑等不同颜色,以表示其不同规格,允许连续通过的电流为10~40A不等,对应5s内熔断时的电流为100~300A不等 易熔线比常见导线柔软,长度一般为 50~200 mm,通常接在蓄电池正极端,如图 6-12 所示。 3.双金属电路断电器 双金属电路断电器是利用双金属片受热弯曲变形的特点工作的。双金属片用两片线膨胀系数不同的金属材料制成,当负载电流超过限定值时双金属片受热变形,使触点分开,切断电路。双金属电路断电器按其能否自动复位分为一次作用式和多次作用式两种。 一次作用式双金属电路断电器结构如图6-13所示,当负载电流超过限定值时,双金属片受热变形,向上弯曲,使双金属片和触点分开,切断电路。由于双金属片有一定弹力,在切断电路温度降低后,双金属片不能自动复位。若要重新接通电路,必须按一下按钮,使双金属片受压复位,才能将触点接通。负载电流的限定值可以通过旋转调节螺钉进行调整。 常见的多次作用式电路断电器,其结构和工作原理如图6-14所示。当电路过载或短路时,双金属片受热膨胀并弯曲,使触点分开而切断电路。触点分开后,双金属片上没有电流通过,温度降低到一定值后触点重又闭合。这样,当电路中过载、短路或搭铁的故障尚未排除时电路断电器自动使电路时而接通,时而切断,起到保护作用。部分推拉式照明总开关上的双金属电路断电器即为这种类型,驾驶员可以从不断闪烁的灯光发现有故障发生;在一些轿车的刮水器和车窗升降电动机等电路中也采用这种断电器。 1. 观察实物或图片，记录保护装置的特点。 2. 分组讨论保护装置在汽车电路中的保护作用。 3. 模拟更换保护装置的操作，加深理解。 通过实物观察和模拟操作，帮助学生掌握保护装置的作用和更换方法。 四、继电器 1. 介绍继电器的基本结构和作用。 2. 演示继电器的工作原理，强调其在电路中的控制作用。 3. 分析继电器在汽车电路中的常见应用。 汽车上的继电器可分为专用继电器和一般继电器。专用继电器在开关接通后能自动控制电路通断转换,以实现特定功能,如闪光继电器、刮水间歇继电器等;一般继电器在开关接通后使电路始终处于接通或断开状态,以减小开关的负荷,保护开关,如卸荷继电器、前照灯继电 器、喇叭继电器、起动继电器等。一般继电器由电磁铁、触点、外壳和接线端子或引脚等组成;为了减小继电器线圈断电时产生的自感电动势,保护开关和电子元件,有些继电器线圈两端并联电阻或续流二极管。一般继电器按外形分为圆形、方形和长方形三种,按引脚数目分为三脚、四脚、五脚等多种,按触点不工作时的状态分为动合型、动断型和开闭混合型三种。继电器线圈通电后,所有触点转换到相反的状态。 继电器标称电压有12V和 24V两种,线圈电阻一般分别为65~85Ω和200~300Ω。不同标称电压和电流的继电器不能换用。 1. 观察继电器实物，理解其工作原理。 2. 分组讨论继电器在汽车电路中的应用场景。 3. 设计一个简单的继电器控制电路，加深理解。 通过实物观察和电路设计，提高学生的电路分析和设计能力。 五、中央接线盒 1. 介绍中央接线盒的结构和功能。 2. 展示中央接线盒的实物或内部结构图。 3. 分析中央接线盒在汽车电路中的集成和控制作用。 随着电气设备逐渐增多,各种继电器和熔断器也越来越多,许多汽车将各种继电器和熔断器等集中安装在一块或几块配电板上,配电板正面装有继电器和熔断器的插头,背面是接线插座,这种配电板及其盖子就称为中央接线盒,图6-15、图6-16分别是部分桑塔纳轿车中央接线盒的正面和背面结构图。为了便于线路检查和故障诊断,中央接线盒盖或安装板上常标有器件名称或其缩写字母,具体含义见表6-5。大众公司的汽车、丰田系列汽车等都采用了中央接线盒结构。 1. 观察实物或内部结构图，理解中央接线盒的布局和功能。 2. 分组讨论中央接线盒在汽车电路中的重要性。 3. 总结中央接线盒的特点，提出可能的改进建议。 通过实物观察和讨论，帮助学生掌握中央接线盒的结构和功能，激发创新思维。 六、知识总结 汽车电气设备总线路由多部分组成：导线含低压线与高压线，分别用于传输低压和高压电流；开关有多种类型，如旋转式、推拉式等，以不同操作方式控制电路通断；保护装置有熔断器、易熔线、双金属电路断电器，用于电路过载或短路时保护；继电器利用小电流控制大电流通断；中央接线盒便于集中布置线路和元件，利于安装、检修与维护 。 1. 记录本节课的重点内容。 2. 分享自己本节课的学习收获。 3. 提出疑问或需要进一步了解的内容。 帮助学生巩固所学知识，明确学习成果，激发进一步学习的动力。 作业布置 1. 绘制汽车电气设备总线路的基本组成图，标注各组件名称。 2. 分析一个汽车电路故障案例，指出可能的故障原因和解决方法。 3. 设计一个简单的汽车电路，包含开关、保护装置、继电器和中央接线盒等元素。 板书设计 三、保护装置 - 熔断器 - 易熔线 - 双金属电路断电器 四、继电器 五、中央接线盒 汽车电气设备总线路组成 一、导线 - 低压线 - 高压线 二、开关 - 旋转式 - 推拉式 - 顶杆式 - 板柄式 - 翘板式 - 组合开关 教学反思 评估学生对汽车电气设备总线路组成的掌握情况，特别是难点部分的理解程度。 分析学生在实践操作和小组讨论中的表现，发现潜在的学习障碍和兴趣点。 根据作业反馈，调整后续教学内容和方法，确保学生能够全面掌握汽车电路系统的知识和技能。 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 $$