Розширений план-конспект заняття з будови автомобіля
з можливістю використання комп’ютера та проектора
10 клас
Виконавець:
Гелетій Михайло Дмитрович
вчитель автосправи
Львівської середньої
загальноосвітньої школи № 48
Науковий консультант:
Микитюк О.М.
кандидат сільськогосподарських наук,
доцент кафедри
Львів – 2013
Тема. ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ АВТОМОБІЛЯ І ПРИЧЕПА. ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Тип уроку: урок-лекція (подання нового матеріалу) – 2 год.
Мета заняття: З’ясувати призначення, групи електрообладнання та загальну будову джерел електричної енергії. Ознайомитись з джерелами та споживачами електричної енергії.
Обладнання: плакати з електрообладнання автомобіля, стенди з електрообладнання автомобіля, натуральні зразки джерел та споживачів електричної енергії, відеомаматеріали з електрообладнання автомобіля, реферат на тему «Електрообладнання автомобіля».
ПЛАН ЗАНЯТТЯ
І. Організаційна частина.
ІІ. Вивчення нового матеріалу. Проводиться за таким планом.
1. Групи електрообладнання автомобіля та їх склад.
2. Призначення електрообладнання автомобіля і причепа.
3. Призначення акумуляторної батареї.
4. Загальна будова акумуляторної батареї.
5. Принцип дії акумуляторної батареї.
6. Зарядка і розрядка акумуляторної батареї.
7. Маркування акумуляторної батареї.
8. Несправності акумуляторної батареї.
9. Призначення генератора.
10. Загальна будова генератора.
11. Принцип роботи генератора.
12. Призначення та будова реле-регулятора.
13. Споживачі електричної енергії.
ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.
ІV. Заключна частина.
ХІД ЗАНЯТТЯ
І. Організаційна частина
Пояснення мети заняття, мотивація навчальної діяльності.
ІІ. Вивчення нового матеріалу.
Подання нового матеріалу здійснюється з використанням мультимедійних засобів (відео проектора). Презентації до уроку підготовлені у програмному середовищі Microsoft PowerPoint.
1. Групи електрообладнання автомобіля та їх склад.
Електрообладнання автомобіля поділяється на дві групи. Перша група – це джерела електричної енергії: генератор і акумуляторна батарея. Друга група,яка носить назву споживачів – це всі інші прилади електрообладнання.
2. Призначення електрообладнання автомобіля і причепа.
Джерела електричної енергії забезпечують роботу споживачів, а споживачі забезпечують роботу відповідних певних систем автомобіля.
3. Призначення акумуляторної батареї.
Акумуляторна батарея забезпечує живлення споживачів автомобіля під час стоянки автомобіля та його руху на малих обертах двигуна.
4. Загальна будова акумуляторної батареї.
Акумуляторні батареї виготовляють у вигляді бака з ебоніту або кислотривкої пластмаси, розділеного перегородками на 3 або 6 камери. Три камери для мотоцикла, а 6 камер для автомобіля. У кожній камері знаходиться окремий свинцево-кислотний акумулятор, який складається з позитивних і негативних свинцевих пластин у вигляді градок, які заповнюється активною масою,негативних пластин на одну більше,між пластинами, що не замкнулись, є пористі сепаратори (прокладки)-9 з вилуженої деревини, або скляної повсті, або ебоніту, або пластмаси,однойменні пластини з»єднають свинцевими баретками (перемичками), до бареток приварюють свинцеві штирі (+ і –), які виводять назовні через крайні отвори в кришці акумулятора. Зверху пластини накриті перфораційним пластмасовим щитком з'єднувальних містків з полюсними штирями і кришки з пробкою. В акумулятор через середній отвір заливають електроліт. Отвори закриваються пробкою. У пробках є маленький вентиляційний отвір для виходу в атмосферу газів під час заряджання акумуляторів. Акумулятори з’єднають у батарею свинцевими між елементними містками, які приварюють до вивідних свинцевих штирів (+ та –).
Зазори між кришками і стінками баку ущільнюють бітумною мастикою. Камера складеного акумулятора заповнюється електролітом (суміш хімічно чистої сірчаної кислоти і дистильованої води). Вільні від містків вивідні штирі крайніх акумуляторів приєднують до мережі електрообладнання автомобіля.
Будову свинцево-кислотної акумуляторної батареї представлено на рис. 1.
Рис. 1. Будова свинцево-кислотної акумуляторна батареї:
1 – міжелементне з’єднання (свинцеві містки між акумуляторами); 2 – пробки акумуляторів; 3 – отвори для заливання електроліту; 4 – кришка батареї;
5 –ущільнювальна мастика; 6 – свинцеві вивідні штирі (+, –); 7 – свинцеві баретки (перемички) для з»єднання однойменних пластин; 8 – пластмасовий щиток; 9 – сепаратор між пластинами; 10 – позитивні пластини;
11 – негативні пластини; 12 – бак ебонітовий або пластмасовий;
13 – ребра на дні баку
З будовою акумуляторної батареї учні ознайомлюються з плакатів, відео-матеріалах, стендах, на конкретних натуральних зразках.
5. Принцип дії акумуляторної батареї.
Принцип дії акумулятора полягає у перетворенні електричної енергії на хімічну при заряджанні або хімічної енергії на електричну при розряджанні.
Нова акумуляторна батарея є сухо заряджена, тобто без електроліту, тому, що з електролітом вона має обмежений термін зберігання. Після закінчення даного терміну зберігання, якщо її не підзарядити, вона стає непридатною для подальшої її використання і ремонту не підлягає.
6. Зарядка і розрядка акумуляторної батареї.
Активна маса пластин нових акумуляторів складається з оксидів свинцю - свинцевого суріку (Pb3O4 ) і глету (PbO)або окисленого свинцевого порошку. Для початкового заряджання (формування пластин), через акумулятори пропускають постійний електричний струм – 12 вольт від спеціального зарядного пристрою для акумуляторної батареї, який проходить через електроліт всередині акумулятора від позитивних до негативних пластин. В результаті хімічної реакції активна маса позитивних пластин перетворюється в двоокис свинццю (ІV)валентний (PbO2), а негативних пластин - У металевий свинець (Pb) губчатої структури.
Пластини, опущені в розчин сірчаної кислоти у воді набувають певного електричного потенціалу щодо цього розчину і стають, таким чином, позитивними і негативними електродами. Оскільки електричні потенціали плюсового і мінусового електродів різні, через негативний електрод потече електричний струм при їх з»єднанні провідником.
Під час розряджання акумулятора струм в електроліті проходить від негативного електрода до позитивного. На негативній пластині утворюється сірчанокислий свинець PbSO4 в результаті сполучення губчастого свинцю пластини з кислотним залишком SO4 електроліту. На позитивній пластині під дією розрядного струму активний матеріал (діоксин свинцю PbO2) перетворюється також у сірчанокислий свинець PbSO4, вбираючи з електроліту кислотний залишок SO4 і віддаючи в електроліт кисень O2. Кисень з позитивної пластини, сполучаючись з воднем H2, що залишився в електроліті в результаті розпаду сірчаної кислоти, утворює воду H2O.
При розряджанні акумулятора кількість сірчаної кислоти в електроліті зменшується і густина електроліту знижується. Під час заряджання акумулятора реакції відбуваються у зворотньому напрямку, при цьому струм від зарядного стороннього джерела (зарядний пристрій або генератор) піде від позитивного електроду до негативного. Реакції, що відбуваються під час розряджання і заряджання акумулятора, можна зобразити такою хімічною формулою:
PbO2 + 2H2SO4 + Pb – розряджання – PbSO4 + 2H2O + PbSO4
(+) (–) (+) (–)
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 – заряджання – PbO2 + 2H2SO4 + Pb
(+) (–) (+) (–)
При заряджанні акумулятора кількість сірчаної кислоти в електроліті збільшується і густина електроліту підвищується. Властивість електроліту змінювати густину під час розряджання і заряджання використовується для визначення ступеня зарядженості акумуляторної батареї.
Напруга акумулятора відрізняється від його ЕРС на величину спаду напруги у внутрішньому колі акумулятора і становить – 0,2 В. ЕРС зарядженого акумулятора становить – 2,2 В, а напруга – 2 В, відповідно напруга зарядженої акумуляторної батареї – 12 В, при 6 акумуляторах.
Ємністю акумулятора називається кількість електрики, яку може віддати повністю заряджений акумулятор в коло під час розрядження до певної кінцевої найменшої допустимої напруги. Ємність акумулятора вимірюється в ампер-годинах (А/год) і залежить від площі і стану всіх пластин акумулятора,сили розрядного струму, густини і температури електроліту. Акумулятор ємністю 70 А/год. буде підтримувати струм 7 А протягом 10 годин, а коли цей час мине, розрядиться до напруги 1,7 В.Коли ємність акумуляторної батареї становить 40% її величини, наступає кінець терміну її дії.
Під час заряджання і розряджання свинцевого акумулятора в активній масі й електроліті відбувається хімічні зміни. Коли акумулятор розряджається,активна маса обох пластин перетворюється на сірчанокислий водень. Частина сірчаної кислоти витрачається на утворення сірчанокислого свинцю і води.
Густина електроліту при розряджанні зменшується. Коли акумулятор розряджається, хімічні реакції відбуваються у зворотному порядку. Кисень води витрачається на утворення перекису свинцю на позитивній пластині, а кислотний залишок сірчанокислого свинцю обох пластин і водень води йдуть на утворення сірчаної кислоти в електроліті. Початковий склад активної маси пластин відновлюється, а густина електроліту підвищується. При дальшому зарядженні відбувається тільки розклад води на кисень і водень, який супроводиться сильним газотворенням: це свідчить про кінець заряджання.
Ступінь зарядженості акумулятора можна визначити за напругою між клемами під навантаженням за допомогою навантажувальної вилки. Вилка складається з двох контактних ніжок, навантажувального опору, вольтметра і ручки.
7. Маркування акумуляторної батареї.
На сучасних автомобілях встановлюють акумуляторні батареї 6-СТ-90-ЕМС, 6-СТ75-ЕМ, 6-СТ-60-ЕМ, 6-СТ-55-ЕМ Перша цифра означає кількість акумуляторів у батареї; букви СТ вказують, що батарея розрахована на живлення стартера;друга цифра визначає ємкість батареї в ампер-годинах. Останні букви вказують на матеріал бака, сепараторів і на те в якому стані батареї випускаються заводом: Е – ебоніт, П – пластмаса, М – міпласт, С – склоповсть.
8. Несправності акумуляторної батареї.
До несправностей АКБ належать: 1) саморозряджання; 2) зниження ємності; 3) повне припинення дії; 4) тріщини та інші пошкодження баку.
Саморозряджання – це розряджання батареї при вимкнених споживачах. Нормальним є 1-1,5% на добу і повне розрядження за 60 -100 діб. Причини: 1) електроліт і бруд на поверхні батареї, що спричиняє витіканню струму; 2) замикання між собою позитивних і негативних пластин осадом активної маси, яка накопичується вище рівня ребер; 3) забруднення електроліту сторонніми домішками.
Зниження ємності батареї – спричиняють: сульфатація пластин; недостатня густина електроліту; випадання активної маси. Причини: 1) глибоке нижче 1,7 В розряджаня АКБ; 2) АКБ залишені розрядженими тривалий час; 3) зниження рівня електроліту в АКБ.
Активна маса випадає – спричиняють: адмірна густина електроліту; жолоблення пластин через перевантаження АКБ при безперервному вмиканні стартера більше 10 сек.; холодний двигун, заправлений в’язким маслом, запускають стартером.
Повне припинення роботи АКБ (на вивідних штирях відсутня напруга) – спричиняють: замикання між собою різнойменних пластин внаслідок пошкодження сепараторів; відривання вивідних штирів від бареток чи між елементних з»єднань.
Тріщини баку – з’являються: від ударів при послабленому кріпленні АКБ в гнізді; при необережному перенесенні; при замерзанні електроліту зниженої густини.
9. Призначення генератора.
Автомобільний генератор призначений для живлення електричним струмом усіх приладів системи електрообладнання під час роботи двигуна на великих і середніх обертах. Крім того генератором підзаряджають акумуляторну батарею.
10. Загальна будова генератора змінного струму.
Основні частини генератора змінного струму – статор, ротор і випрямний пристрій.
Статор – пакет пластин з електротехнічної сталі, який має 18 пазів. У пази вміщена обмотка з 18 котушок,які утворюють 3 фази і з’єднані між собою зіркою. Трьома шпильками статор затиснутий між передньою і задньою кришками корпусу генератора, які виготовлено з алюмінієвого сплаву.
Ротор складається з валу, на якому є котушка з обмоткою збудження, двох напресованих на вал шестиполюсних кігтеподібних наконечників,що утворюють осердя ротора, і двох контактних кілець, до яких припаяні кінці обмотки збудження.
Полюси(«кігті») наконечників з північною полярністю встановлюють у проміжках між полюсами наконечників з південною полярністю. Північні і південі полюси осердя ротора чергуються між собою.
Вал ротора обертається в кулькових підшипниках закритого типу, розміщених в гніздах кришок генератора. Підшипники змащують тільки під час розбирання генератора. З боку приводу валу ротора встановлено і закріплено вентилятор, який подає повітря для охолодження порожнини генератора і шків приводу ротора.
На задній кришці корпусу генератора закріплено щіткотримач з двома щітками, притиснутими пружинами до контактних кілець ротора. Одна щітка з’єднана з масою автомобіля, друга – з вивідним затискачем на кришці корпусу генератора. Щітки призначені для з»єднання обмотки збудження ротора, яка створює магнітне поле, з джерелом живлення постійного струму(АКБ або через випрямний пристрій з обмоткою статора).
На внутрішній торцевій поверхні задньої кришки змонтовано шість кремнієвих діодів випрямного пристрою: три діоди Д242 на алюмінієвому радіаторі які з’єднані гнучким провідником з ізольованим затискачем «+» генератора і три діоди Д242АП зворотної полярності – безпосередньо на кришці. Діоди змонтовано в трифазну місткову схему випрямлення, з»єднань з обмоткою статора. Будова генератора змінного струму представлена на рис. 2.
Рис. 2. Генератор змінного струму:
1 – кришка корпусу; 2 – статор; 3 – полюсний наконечник ротора;
4 –кришка корпусу; 5 – кульковий підшипник; 6 – привідний шків;
7 – вентилятор; 8 – обмотки статора; 9 – обмотка ротора;10 – щіткотримачі; 11 – щітки; 12 – контактне кільце; 13 – вал ротора; 14 – кульковий підшипник; 15 –діод випрямного пристрою.
В автомобілі також застосовують регулятор напруги, обмежувач струму і реле зворотного струму. Ці три прилади монтують на спільній панелі, закривають однією кришкою. Такий прилад називають реле-регулятором.
11. Принцип роботи генератора.
Принцип утворення електричного струму заснований на явищі електромагнітної індукції. У рух генератор приводиться клиноподібним насосом від шківа колінчастого вала.
Якщо ввімкнути запалювання вимикачем, через обмотку збудження ротора почне проходити постійний струм від АКБ. При цьому в осерді ротора утворюється магнітне поле, яке замикається через статор. Як тільки ротор почне обертатися магнітне поле його полюсів, що пронизує витки котушок статора, змінюється, і в кожній з них по черзі індукується змінна ЕРС. У міру збільшення частоти обертання валу ротора ця ЕРС зростає.
Коли ЕРС генератора буде більша від ЕРС АКБ, всі споживачі енергії(АКБ, обмотка збудження генератора, прилади освітлення і т.д.) живляться від генератора через випрямляч.
Після цього величина напруги індукованого струму залежатиме від швидкості перетинання магнітних силових ліній витками ротора, тобто від кількості обертів ротора.
12. Призначення та будова реле-регулятора.
Збільшення кількості обертів якоря генератора може підвищити напругу до 40–50 В. У зв’язку з тим, що споживачі на автомобілі розраховані на постійну напругу 12 В, надмірна напруга спричинить збільшення струму, отже, і псування споживачів і акумуляторної батареї. Щоб усунути цей недолік, застосовують регулятор напруги, обмежувач струму і реле зворотного струму. Ці три прилади монтують на спільній панелі, закривають однією кришкою. Такий прилад називають реле-регулятором.
Регулятор напруги підтримує постійну напругу генератора при змінній кількості обертів вала двигуна за рахунок автоматичного вмикання і вимикання опору в коло збудження генератора і має ярмо, якір з пружиною,осердя з обмоткою, контакти і опір.
Обмежувач струму призначений для обмеження максимальної сили струму, що віддає генератор на живлення споживачів, тим самим запобігаючи його перегріванню. Обмежувач струму за будовою подібний до регулятора напруги, але коло споживачів вмикається послідовно.
Реле зворотного струму призначене для автоматичного вмикання генератора в коло, коли напруга стане його більшою, ніж напруга акумуляторної батареї.
Реле зворотного струму складається з ярма, якоря з пружиною, осердя з двома обмотками і контактів. Товста обмотка осердя ввімкнена послідовно, а тонка – паралельно.
13. Споживачі електричної енергії.
Прилади пуску двигуна і Стартер призначені для автоматичного запуску двигуна безпосередньо з салону автомобіля або кабіни водія.
Освітлення і світлова сигналізація забезпечують видимість та безпеку руху у нічний час та при не достатній видимості, а також інформують інших учасників руху про маневри даного транспорту.
Запобіжники захищають електрообладнання автомобіля від передчасного виходу з ладу при замиканнях.
Контрольно-вимірювальні прилади дають своєчасну інформацію про роботу механізмів та систем автомобіля.
Електродвигуни забезпечують роботу додаткового обладнання.
ІІІ. Закріплення вивченого матеріалу.
Виконати завдання 1 – 7 теми 8 (VІІ) робочого зошита.
ІV. Заключна частина.
Підведення підсумків заняття.
V. Використана література.
1. Кисликов В.Ф. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник – 6-те вид. / Кисликов В.Ф., Лущик В.В. – К: Либідь, 2006. – 400 с.
2. Лауш П.В. Експлуатація і ремонт машинно-тракторного парку / Лауш П.В., Клименчук П.М., Завгородній М.Д. – К.: Вища школа. 1984. – 206 с.
3. Лудченко А.А. Техническая диагностика и обслуживание автомобилей / Лудченко А.А., Сапон А.С. – К.: Урожай, 1985. – 148 с.
4. Лудченко О.А. Технічне обслуговування і ремонт автомобілів: Підручник / Лудченко О.А. – К.: Знання-Прес, 2004. – 478 с.
5. Несвітський Я.І. Технічна експлуатація автомобілів: Підручник / Несвітський Я.І. – К.: Вища шк., 1971. – 400 с.
7. Методика обучения автоделу в средней школе: пособие для учителей / В.П. Беспалько, В.Ф.Еграфов, М.И.Ерецкий и др.; под ред.. М.И. Ерецкого. – М.: Просвещение, 1982. – 176с.
8. Підготовка майбутніх вчителів трудового навчання з профілю «Автосправа»: автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук / А.В.Педорич. – К., 2006. – 19 с.
9. Продуктивний педагог. Настільна книга для вчителя / І.П. Підласий. – Харків: Основа, 2010. – 136 с.
10. Настільна книга педагога. Посібник для тих, хто хоче бути вчителем-майстром / В.М. Андреєва, В.В. Григораш – Харків: Основа, 2007. – 351 с.
11. Програмированое пособие по устройству автомобіля / П.Я. Дзюба. –К.: Урожай, 1985. – 576 с.
Ознайомитись із презентацією можна тут
Немає коментарів:
Дописати коментар