MASARYKOVA UNIVERZITA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání Vytváření nových výukových pomůcek pro výuku elektropohonů motocyklů Diplomová práce Brno 2016 Vedoucí práce: Mgr. Lukáš Pawera Autor práce: Bc. Martin Trautman

2 Bibliografický záznam TRAUTMAN, Martin. Vytváření nových výukových pomůcek pro výuku elektropohonů v oblasti motocyklů: diplomová práce. Brno : Masarykova univerzita, Fakulta pedagogická, Katedra pedagogiky, Vedoucí diplomové práce Mgr. Lukáš Pawera. Anotace Diplomová práce Vytváření nových výukových pomůcek pro výuku elektropohonů v oblasti motocyklů je zaměřena na vývoj a vytváření nových učebních pomůcek pro nově začleněnou tematiku Alternativní pohony do teoretické i praktické výuky na Integrované střední škole automobilní Brno. Jedná se o nové učební materiály, hmotné pomůcky do výuky, elektromotocykly. Vše pro plnohodnotnou výuku tohoto tématu na odpovídající úrovni. Annotation The thesis "Creating new teaching aids for teaching in the field of electric motorcycles" is focused on the development and creation of new teaching aids for newly introduced theme Alternative drives into theoretical and practical training at the Integrated Secondary School Automobile Brno. This is a new teaching materials, material aids in teaching, electrical motorcycles. All for a full teaching this topic at the appropriate level. Klíčová slova Nové výukové pomůcky, alternativní pohony, motocykly, výuka, ISŠA Brno. Keywords New teaching tools, alternative drives, motorcycles, teaching, ISŠA Brno. 2

3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a použil jen prameny uvedené v seznamu literatury. V Brně dne 30. března Podpis 3

4 Poděkování Tímto děkuji panu Mgr. Lukáši Pawerovi za vedení a pomoc na této bakalářské práci. 4

5 OBSAH ÚVOD ZAVEDENÍ TÉMATU ALTERNATIVNÍ POHONY DO VÝUKYCHYBA! ZÁLOŢKA NENÍ 2. NÁVRH NOVÝ H VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A POMŮCEK VÝUKOVÉ MATERIÁLY DO TEORETICKÉ VÝUKY POMŮCKY PRO PRAKTICKOU VÝUKU REALIZACE TVORBY VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ UČEBNICE ALTERNATIVNÍ POHONY VÝUKOVÁ ELEKTRO TABULE - MOTO ŠKOLNÍ E-PITBIKE OVĚŘENÍ NOVÝCH VÝUKOVÝCH POMŮCEK VE VÝUCE MĚŘÍCÍ PROTOKOLY - ELEKTROTABULE VÝSLEDKY MĚŘENÍ - ÚSPĚŠNOST ŢÁKŮ MĚŘENÍ E-PITBIKU ZPĚTNÁ VAZBA OD ŢÁKŮ - DOTAZNÍK. 53 ZÁVĚR POUŢITÁ LITERATURA SEZNAM PŘÍLOH A OBRÁZKŮ

6 Úvod Jsem zaměstnancem Integrované střední školy automobilní v Brně, kde pracuji jako učitel odborného výcviku. Školní vzdělávací program Mechanik opravář motorových vozidel, na kterém působím, se konkrétně nazývá Mechanik jednostopých vozidel a svým zaměřením byl prvním oborem v ČR, který se začal zabývat výhradně motocykly. Cílem tohoto oboru je vzdělávání studentů zaměřených na opravy motocyklů, kteří budou schopni po ukončení tohoto oboru provádět i nejsloţitější opravy. Motocyklová technika je v současné době značně odlišná od automobilové a v motoservisech pracovali donedávna vyučení automechanici, protoţe obor motomechanik neexistoval. To se s příchodem tohoto oboru změnilo. Školní vzdělávací program Mechanik jednostopých vozidel byl pro ţáky poprvé otevřen ve školním roce 2003/2004. Stal se tak logickým vyústěním rostoucí poptávky po kvalifikovaných odbornících v oblasti oprav a údrţby motocyklů. Školní vzdělávací program Mechanik jednostopých vozidel vychází z 3-letého oboru Mechanik opravář motorových vozidel a ţáci druhých a třetích ročníků tohoto oboru jsou zaměření na oblast konstrukce, údrţby, diagnostiky a oprav jednostopých motorových vozidel. Problematika oprav moderních motocyklů klade velké nároky na absolventa jak v oblasti teoretického vědění, tak v oblasti praktických dovedností. Oproti dřívějším dobám je technika motocyklů specifickým oborem a vyţaduje tak zvlášť proškoleného absolventa, který je po úspěšném ukončení oboru Mechanik jednostopých vozidel schopen provádět nejsloţitější opravy a diagnostiku motocyklů. V posledních pěti letech se však udály ještě větší změny neţ za posledních několik desítek let, protoţe se na trhu objevily motocykly na alternativní pohon, přesněji řečeno, na elektrický pohon. Je to tedy zcela nová technika, která se dostává čím dál více do popředí. Na silnicích jiţ běţně můţeme potkat elekrokola, elektroskútry, dokonce i velké elektromotocykly. Tato technika však také potřebuje kvalitní servis. A tento servis musí provádět proškolení a kvalifikovaní pracovníci. Ovšem tito pracovníci se musí někde proškolit a naučit se tyto elektromotocykly servisovat. Na tyto okolnosti naše škola reaguje a proto se snaţila vytvořit projekt, který by se této tematiky týkal a na jehoţ základě by se alternativní pohony a elektropohony mohly stát součástí výuky. 6

7 Cílem této diplomové práce je vytvořit návrh učebních materiálů a výukových pomůcek pro obor Mechanik jednostopých vozidel. Dále také popsat vývoj, samotnou realizaci těchto výukových pomůcek a jejich následné ověření ve výuce. 1. Zavedení tématu Alternativní pohony do výuky Vývoj techniky motocyklů běţí neustále kupředu a naše škola se pochopitelně snaţí drţet s tímto vývojem krok a to nejen na poli motocyklové techniky, ale i v oblasti automobilů, kterou také zastupuje několika obory. Na tyto skutečnosti škola reaguje vybavováním novými přístroji a učebními pomůckami. Pedagogové i ţáci pravidelně absolvují školení, kde se prezentují nejnovější opravárenské a diagnostické přístroje a metody. Škola dále realizuje projekty pro podporu, rozvoj a následné zavedení moderních interaktivních vyučovacích metod, organizačních forem a výukových činností zvyšujících obecně kvalitu výuky ve stávajících oborech. Jedním z takových projektů je i projekt: Inovace výuky autooborů v rámci rozvoje eletropohonů a dalších alternativních pohonů vozidel, který se věnuje novým trendům v automobilovém a motocyklovém průmyslu a snaţí se tímto udrţet krok s těmito novými technologiemi na poli teoretické výuky a auto/moto opravárenské praxe zaváděním nových školních pomůcek, jakými jsou vozidla na alternativní pohony, do výuky. Je to obsáhlý projekt s rozpočtem téměř 5,5 milionu korun. Škola tímto reaguje na vzrůstající trend obliby a výroby elektropohonů u aut a motocyklů, který se v brzké době bude promítat i do poţadavků na znalosti u mechaniků motocyklů a automobilů. Tyto znalosti zajistí studentům větší moţnosti uplatnění a upřednostnění při výběrovém řízení potencionálním zaměstnavatelem. Díky tomuto projektu je na Integrované střední škole automobilní v Brně od roku 2015 zavedeno a aktivně se vyučuje téma alternativní pohony. Jak v autooborech, tak i v oboru Mechanik jednostopých vozidel. Téma alternativní pohony tedy inovuje školní vzdělávací programy Automechanik a Mechanik jednostopých vozidel, které jsou vytvořeny na základě rámcového vzdělávacího programu oboru vzdělání H/01 Mechanik opravář motorových vozidel. Projekt dále podporuje výuku oborů H/02 Karosář, M/01 Dopravní prostředky, L/01 Autotronik a L/51 7

8 Autotronik - nástavbové studium. Alternativní pohony se aktivně vyučují jak v teoretické, tak v praktické výuce. Cílem projektu je inovovat výuku autooborů v rámci rozvoje elektropohonů a dalších alternativních pohonů vozidel. Inovace spočívá v přípravě učebních pomůcek, výukových materiálů ve formě prezentací, tištěných podkladů pro ţáky (skript), e- learningové podpory výuky, nákupu učebních pomůcek, vybavení prostor dílen potřebnými technologiemi pro servis a výuku. Pro školu to znamenalo konkrétně nákup nových elektrovozidel pro výuku, např. automobilu Nissan Leaf, elektroskútrů E.ON a Akumoto. Dále vytvoření a vybavení nové dílny pro výuku alternativních pohonů. Vybavení dílny zahrnuje speciální elektro nářadí, měřící přístroje, např. multimetry, osciloskopy, přípravky na měření izolačního odporu, diagnostiku atd. Dále makety systémů elektropohon, CNG, LPG, které vytvářeli v rámci tohoto projektu zaměstnanci školy. Toto vybavení je kromě uvedených skútrů zaměřeno hlavně na alternativní pohony automobilů. Pro výuku tématu elektromotocykly bylo třeba vytvořit nové výukové pomůcky, které s touto tematikou souvisí. Dalším z cílů je také navázat spolupráci s firmami, které působí v této oblasti, za účelem získat podklady pro výuku a zajistit odborná školení pedagogů. Cílovou skupinou tohoto projektu jsou ţáci níţe uvedených oborů a odborní učitelé, kteří se budou v oblasti alternativních pohonů nadále vzdělávat a budou připravovat učební pomůcky a výukové materiály. Cílovou skupinu projektu tedy tvoří ţáci 2. a 3. ročníků 3-letých oborů vzdělání ukončených závěrečnou zkouškou - Mechanik opravář motorových vozidel a Karosář, 3. a 4. ročníků 4-letých oborů ukončených maturitní zkouškou Autotronik a Dopravní prostředky a také ţáci nástavbového studia Autotronik v obou ročnících výuky. V průběhu realizace projektu bude podpořeno minimálně 750 ţáků uvedených oborů a ročníků. Všichni absolventi těchto oborů se budou v praxi setkávat se servisem vozidel s elektropohony a alternativními pohony, takţe je nutné, aby získali dostatečné znalosti a dovednosti v této oblasti. Absolventi oboru Autotronik mohou navíc po vykonání příslušné zkoušky provádět na těchto vozidlech servisní úkony pod napětím. Další cílovou skupinou projektu je minimálně 15 odborných učitelů působících jak v teoretické, tak praktické výuce uvedených oborů, kteří se budou účastnit školení a rozšíří si tak kvalifikaci. Část těchto učitelů bude zařazena do projektového týmu a bude 8

9 pracovat na vytváření učebních pomůcek, výukových materiálů a úpravě školních vzdělávacích programů. Jsem jedním z těchto učitelů a proto jsem si zvolil toto téma diplomové práce. Z materiálů, které tato práce obsahuje, byly nebo budou vytvořeny výukové materiály, kterými budou upraveny konkrétní školní vzdělávací programy. Tato cílová skupina ţáků byla do projektu zapojena postupem do příslušných ročníků dle jednotlivých oborů. V těchto ročnících je teoretická i praktická výuka doplněna o problematiku elektropohonů a alternativních pohonů, čímţ došlo k podpoře cílové skupiny. Určitým specifikem je obor Autotronik, ve kterém je ţákům nabídnuta další výuka nepovinných předmětů, po jejichţ dokončení budou moci vykonat zkoušku v rámci vyhlášky č. 50/1978 Sb. o odborné způsobilosti v elektrotechnice. Motivací pro tyto ţáky je rozšíření kvalifikace, zlepšení podmínek pro vstup na trh práce a zejména značný zájem zaměstnavatelů o takto kvalifikované zaměstnance v autoopravárenství. Z důvodu zařazení těchto částí do běţné výuky jsou všichni ţáci motivováni také výsledným hodnocením z jednotlivých předmětů a dalšími ustanoveními školního řádu. Motivací ţáků je také atraktivní výuka novinek v oboru, podpořená vytvořenými učebními pomůckami, výukovými materiály včetně e-learningu a také moderně vybavené dílenské prostory a servisní technologie. Odborní učitelé jsou do projektu zařazeni na základě výuky potřebných odborných předmětů, praxe a odborného výcviku a k absolvování školení jsou motivování standardním pracovněprávním vztahem, ale zejména moţností získání nejnovějších odborných znalostí a dovedností. 1 Zde předkládám jako ukázku část inovovaného školního vzdělávací programu Mechanik motocyklů s tématem elektromotocykly, který je v této podobě oficiálně platný od Nejdříve část rozpisu učiva pro teorii výuky předmětu Elektrotechnika a dále také inovovanou část rozpisu učiva pro výuku odborného výcviku: 1 Nový projekt týkající se pohonů a alternativních pohonů. In: Integrovaná střední škola automobilní Brno [online] [cit ]. Dostupné z: 9

10 ROZPIS UČIVA ELEKTROTECHNIKA 3.ročník 48 hodin Výsledky vzdělávání a kompetence Ţák: rozumí zákonitostem v jednoduchých obvodech zná základní elektrotechnické součásti pouţívané v motocyklech orientuje se ve schématech palubní desky zná tvary ovládacích signálů umí zapojit kontrolky a provádět základní nastavení přístrojů rozezná jednotlivé snímače dle tvaru signálu a dle konstrukčního provedení umí popsat princip snímání fyzikálních veličin zná zapojení snímačů a hodnoty signálu zná konstrukci a zapojení akčních členů orientuje se ve schématech zapojení popíše konstrukci a údrţbu pouţívaných trakčních akumulátorů vysvětlí princip činnosti a kontrolu trakčních motorů Tematické celky 1. Opakování 1.1 Ohmův a Kirchhoffovy zákony 1.2 startovací okruh 1.3 osvětlení 2. Palubní přístroje 2.1 otáčkoměr, rychloměr 2.2 palubní kontrolky 2.3 ostatní zobrazovače 2.4 datové přenosy (K-line, Can-bus) 3. Snímače fyz. veličin 3.1 snímače otáček 3.2 snímače polohy 3.3 snímače teploty a tlaku 3.4 lambda sonda 4. Akční členy 4.1 ventilátor, relé 4.2 servomotor, krokový motor 4.3 vstřikovač, zapalovací cívka 5. Motocykly s elektrickým pohonem 4.1 trakční akumulátory 4.2 trakční elektromotory 4.3 řízení výkonu motoru 10 Hodiny

11 orientuje se ve schématech elektrických motocyklů umí vysvětlit základní principy zapalovacích systémů vyzná se v zapojení jednotlivých druhů zapalování orientuje se v konstrukci zapalovacích svíček a cívek zvládá uţivatelsky software programovatelných jednotek 6. Zapalování 4.1 princip zapalování 4.2 zapalovací svíčky, kabely 4.3 bateriové s mech. přerušovačem 4.4 induktivní elektronické 4.5 kapacitní elektronické 8 vysvětlí způsob vzniku elektrického proudu v běţně pouţívaných generátorech včetně jejich regulace orientuje se v polovodičovém usměrnění u 1 a 3fázových zdrojů zná konstrukci generátorů, usměrňovačů a regulátorů 7. Zdroje elektrické energie 5.1 dynamo 5.2 alternátory 5.3 usměrňovače 5.4 regulátory 6 Rozpis učiva obor Motomechanik, předmět elektrotechnika (Zdroj: ŠVP, str. 117) 11

12 ROZPIS UČIVA ODBORNÝ VÝCVIK 3.ročník 480 hodin Výsledky vzdělávání a kompetence Ţák: zapojí palivový okruh karb. motorů ověří funkčnost palivového čerpadlo nastaví správně všechny základní druhy karburátorů detekuje závady pomocí digitálního testeru sání zapojí a otestuje palivový okruh FI motorů změří a zhodnotí veškeré běţně pouţívané snímače fyzikálních veličin komunikuje s ŘJ pomocí diagnostiky Guttmann ovládá vyčítání závad pomocí samodiagnostiky demontuje a namontuje výfukové systémy nastaví přívěru a zkontroluje funkci testuje systém dodatečného spalování měří sloţení výf. plynů a upravuje nastavení motoru Tematické celky 1. Palivová soustava záţehových motorů 1.1. palivová nádrţ, kohouty, čerpadla 1.2. karburace, funkce plovákové komory, nastavení 1.3. systémy startování za studena 1.4. funkce šoupátkových karburátorů, nastavení 1.5. rovnotlaké karburátory, seřízení 1.6. průběh tlaku v sacím potrubí 1.7. sání vzduchu, filtry 1.8. okruh vstřikování, vstřikovače 1.9. čerpadla, regulátory snímače fyzikálních veličin řídící jednotky FI, čtení závad 2. Výfuková soustava záţehových motorů 2.1. výfukový systém 2T motoru 2.2. výfukový systém 4T motoru 2.3. systém dodatečného spalování, katalyzátory 2.4. analyzátor výf. plynů Hodiny

13 měří na motocyklu jednotlivé elektrické okruhy měří pomocí osciloskopu výstupní signály snímačů a akční členy je schopen nalézt a odstranit závady v elektroinstalaci zapojí startovací okruh změří úbytky napětí v silnoproudém okruhu změří opotřebení a funkčnost startéru zná údrţbu akumulátoru a jeho měření dodrţuje bezpečnost práce při manipulaci s kyselinou a elektrickým zařízením zapojí dobíjení s dynamem zapojí dobíjení s alternátorem a změří jednotlivé části odstraní závady dobíjení orientuje se v katalogu zapalovacích svíček a v jejich konstrukci měří funkčnost cívek, kabelů a koncovek zapojí bateriové zapalování změří výstupy a vstupy elektronických řídících jednotek zapalování určuje moţné závady dle sekundárního napětí 3. Měření el. veličin na motocyklu 3.1. multimetr napětí, proud, odpor; měření na motocyklu 3.2. osciloskop úvod, měření signálů na motocyklu 3.3. hledání závad 4. Spouštěče 4.1. startovací obvod, měření 4.2. spouštěč s výsuvným pastorkem 4.3. spouštěč s permanentním záběrem 5. Zdroje elektrického proudu 5.1. typy akumulátorů, elektrolyt 5.2. údrţba akumulátoru, měření 5.3. dynamo, konstrukce a opravy 5.4. regulátor napětí dynama 5.5. alternátor s perm. magnetem 5.6. alternátor s buzenou kotvou 5.7. regulátory a usměrňovače napětí 6. Zapalování 6.1. svíčky, zkoušky, tep. hodnoty a konstručkní typy 6.2. indukční cívky a kabely, měření 6.3. bateriové zapalování 6.4. tranzistorové zapalování 6.5. kapacitní zapalování 6.6. snímače polohy klikové hřídele 6.7. osciloskop primární obvod 6.8. osciloskop sekundární obvod

14 zapojí osvětlení motocyklu na zkušební tabuli vyhledá závady v nefunkčnosti osvětlení a odstraní je detekuje závady v nefunkčnosti částí přístrojové desky dodrţuje BOZP při měření výkonu na stolici změří a vyhodnotí měření motocyklu při dynamické zkoušce připojí snímače motocyklu do počítače měřící stolice změří přesné nastavení ventilového rozvodu a zná vliv změny časování nastaví řídící jednotku přes PC řeší změnu nastavení při pouţití nestandardních dílů (filtry,výfuky) orientuje se v připojení přeplňování motoru a pouţití oxidu dusného zná druhy el.motocyklů, základní pojmy orientuje se v typech elektromotorů,jejich řízení i v druzích nejpouţívanějších baterií zná údrţbu a umí provést servisní prohlídku elektroskútru 7. Zvuková a světelná signalizační soustava 7.1 osvětlení motocyklu, pojistková skříň, ţárovky 7.2 zvuková signalizace 7.3 přístrojová deska kontrolky 7.4 ukazatele 8. Měření výkonu 8.1 měření výkonu přev. poměr, korekce, dynamická zkouška, stat. zkouška, napojení snímačů 8.2 změna časování ventilového rozvodu 8.3 programovatelné jednotky zapalování a vstřikování 8.4 náporové sání, proměnná geometrie sání, nestandardní vzduchové filtry a koncovky výfuku 8.5 turbodmychadlo, kompresor, N2O 9. Elektromotocykly 9.1 druhy el.mot., základní pojmy 9.2 nejpouţívanější typy elektromotorů,řízení el.motoru 9.3 druhy pouţívaných baterií, rekuperace 9.4 údrţba, servisní prohlídka elektroskútru

15 zjistí závady, odstraní je a sloţí přední vidlici zjistí závady, odstraní je a sloţí zadní vidlici zjistí závady, odstraní je a sloţí převodovku zjistí závady, odstraní je a sloţí motor zjistí závady, odstraní je a sloţí spojku zjistí závady, odstraní je a sloţí sekundární převod zjistí závady, odstraní je a sloţí a seřídí karburátory provádí měření mechanické i elektronické části vstřikování provádí měření na různých typech zapalování a určuje závady provádí měření na různých typech dobíjení 10. Diagnostika určení závad 10.1 přední vidlice 10.2 zadní vidlice 10.3 převodovka 10.4 motor 10.5 spojka 10.6 sekundární převod 10.7 karburátor 10.8 vstřikování 10.9 zapalování dobíjení 60 Rozpis učiva obor Motomechanik, předmět Odborný výcvik (Zdroj: ŠVP, str. 136) 15

16 2. Návrh nových výukových materiálů a pomůcek Pro výuku tématu elektromotocykly je samozřejmě potřeba mít výukový materiál, výukové pomůcky. Prvními dvěma těmito pomůckami byly dva školní elektroskútry, E.ON E-max a Akumoto. Na těchto strojích výuka začala. Při výuce je ţákům prezentovaná technika elektroskútrů, jejich druhy, je vysvětleno jejich ovládání a rozdíly mezi konstrukcemi jednotlivých typů. Dále se řeší typy baterií, elektromotorů, řízení a ovládání. Během praktické výuky jsou na elektroskútrech prováděna různá měření. Jedná se například o měření výkonu na dynamometru, také měření napětí a proudů za provozu skútrů pomocí osciloskopů a proudových kleští. Také lze se ţáky provádět cvičné servisní prohlídky dle kompletní dokumentace od výrobců, kterou jako škola máme k dispozici. To ovšem nestačí. Bylo potřeba vytvořit další výukové pomůcky, které by ţáky ještě více seznámily s technikou elektromotocyklů. Dalším krokem plnohodnotného zavedení tématu elektromotocyklů do výuky bylo tedy vytváření nových výukových materiálů s touto tematikou. Učitelé potřebují mít učební materiály, studenti oboru zase své studijní materiály. Vytváření nových učebních pomůcek a materiálů na téma elektromotocykly je sloţitější neţ vytváření srovnatelných materiálů u například automobilové výuky. Zatím nejsou vytvořeny téměř ţádné takovéto materiály, které by byly publikovány jak v odborné literatuře, tak na internetu. Proto jako učitelé na oboru Mechanik motocyklů jsme nuceni vytvářet tyto studijní materiály svépomocí. Tato činnost je velmi náročná, vyţaduje studium odborné literatury, oborných článků na internetu včetně diplomových nebo bakalářských prací s relevantním zaměřením. Dále se snaţíme o diskusi s prodejci, mechaniky této techniky a začlenění těchto poznatků nebo materiálů od nich získaných do nově vytvořených výukových materiálů. V neposlední řadě nám pomohou také školní elektromotocykly, na kterých můţeme provádět různá měření. Jejich výsledky budou také zahrnuty ve výukových materiálech. Ze všech nashromáţděných informací se pak tvoří učebnice s motocyklovou tematikou. Vytvořenými učebnicemi z minulých let jsou kniha Motocykly a také kniha Diagnostika motocyklů, které jsou dílem celého kolektivu pedagogických pracovníků působících na oboru Mechanik motocyklů. Další výukové materiály budou postupně vytvářeny, aby 16

17 mohly plně podpořit výuku elektromotocyklů Integrované střední škole automobilní v Brně. Školní vzdělávací program Mechanik motocyklů je otevřený dokument, který se neustále vyvíjí a je ovlivňován zkušenostmi z jeho ověřování, proto je třeba jej dále vylepšovat o nové výukové prvky jako jsou například elektromotocykly s cílem dopracování obsahu a systému výuky na aktuální poţadavky a podmínky odpovídající trendům nejmodernější techniky současných motocyklů. Seznam těchto školních motocyklů a pomůcek není zdaleka konečný a v průběhu dalších let se bude nadále rozrůstat, doplňovat a inovovat. Obr. 1: jedny z prvních výukových pomůcek nového školního projektu 2.1 Výukové materiály do teoretické výuky Jedním ze základních a nejdůleţitějších prostředků pro výuku jsou učebnice. Pokud k dané tematice neexistují na trhu ţádné učebnice, je potřeba je vytvořit. Jak je jiţ výše uvedeno, na Integrované střední škole automobilní v Brně vytváří učebnice kolektiv učitelů odborných předmětů. Kaţdý učitel je odborník na určitou specializovanou 17

18 oblast, učebnice je tedy soubor poznatků několika odborníků, tzv. kolektivu autorů. Tento kolektiv, kterého jsem byl součástí, měl tedy za úkol vytvořit učebnici, která by obsahovala kompletní téma alternativní pohony, zaměřenou jak na oblast automobilů, tak pro motocykly. Při návrhu učebnice je třeba dodrţet určitá pravidla, aby učebnice plnila svoji didaktickou funkci. Nejdůleţitější poţadavky jsou na učebnici jsou: odborné (souhlas učiva s poznatky dané vědní disciplíny), didaktické (soulad s kurikulem, správný výběr poznatků) metodické (volba adekvátních prostředků výkladu učiva), logické (ucelená struktura poznatků a rozčlenění učiva), psychologické (přiměřenost učiva věkovému stupni ţáků), lingvistické (jazyková správnost a stylistická úroveň), estetické (vhodné výtvarné a typografické ztvárnění učebnice), hygienické (přiměřený objem a hmotnost učebnice, kvalita papíru). 2 Uspořádání obsahu učebnice by měla charakterizovat určitá hierarchizace, která se projevuje v uspořádání knihy jako celku. Je tedy třeba členit učebnici na kapitoly a jednotlivé články, coţ hlavně usnadňuje plánování učiva, stanovení rozsahu učiva na jednotlivé vyučovací hodiny. S tím souvisí i volba nadpisů, titulků a mezititulků, systém číslování a grafické úpravy, která ţákům usnadňuje orientaci v učebnici. Dobře členěné učivo pozitivně ovlivňuje i jeho zapamatování. Současné technologie výroby učebnic vytvářejí předpoklad, ţe učebnice bude mít profesionální grafickou úroveň. Jde zejména o typografické vyuţití moţností barevného tisku, čímţ se rozumí nejen vybavení učebnice barevnými ilustracemi, ale také vyuţití barev ke zvýraznění částí učiva, ke zlepšení orientace v 2 LEPIL, Oldřich. Teorie a praxe tvorby výukových materiálů. Olomouc 2010, ISBN

19 učebnici a k organizaci ţákovy práce s ní. Důleţitou sloţkou kaţdé učebnice je obrazový materiál, který často plní funkci zdroje neverbální informace. Poţadavkem je nejen věcná správnost kresby nebo náčrtku, ale i jeho srozumitelnost, přehlednost a názornost s ohledem na věk a schopnosti ţáka. Vhodně zvolená a dobře zpracovaná ilustrace mnohdy poskytne potřebnou informaci lépe neţ obsáhlý slovní výklad. Učebnici by měla charakterizovat vysoká úroveň jazykového zpracování textu, který musí být správný nejen po odborné stránce, ale i po jazykové stránce. Poţadována je přiměřenost pouţitých vyjadřovacích prostředků, srozumitelnost a přehlednost textu, zajímavé a výstiţné zpracování poznatků. Text by měl se ţákem komunikovat, poskytovat mu nejen informace, ale aktivně působit na jeho poznávací činnosti. Z terminologického hlediska by text učebnice měl respektovat odbornou terminologii stanovenou nejen normami, ale i doporučeními pro danou vědní oblast, která jsou publikována např. v podobě terminologických nebo výkladových slovníků daného oboru. Důleţité je, aby pouţitá terminologie byla odborná a aby korespondovala se současně pouţívanými názvy v daném oboru. Pro ţáka je důleţité, aby také porozuměl pouţívaným výrazům cizího původu nebo technickým zkratkám. Proto je dobré vytvořit slovník cizích nebo technických výrazů například v zadní části učebnice, který by ţák v případě nesrozumitelnosti nebo nevědomosti mohl pouţít. 3 3 LEPIL, Oldřich. Teorie a praxe tvorby výukových materiálů. Olomouc 2010, ISBN

20 2.2 Pomůcky pro praktickou výuku Pomůcky pro výuku praxe, tedy pro výuku odborného výcviku, musí také splňovat několik důleţitých poţadavků, aby měly pro ţáky přínos. Tzn. aby ţáci díky nim pochopili danou problematiku. Ţáci by za pomocí těchto pomůcek měli pochopit princip různých technických a konstrukčních řešení, funkci jednotlivých částí motocyklů a také motocyklu jako celku. Pomůcky musí ţáky nutit o věci přemýšlet. Také musí ţáky zapojit do děje. V odborném výcviku je třeba se naučit určité zručnosti, která je pro motocyklového mechanika velmi důleţitá, ať uţ servisuje klasické motocykly se spalovacím motorem nebo elektromotocykly. Ţáci by tedy měli s pomůckami aktivně pracovat, ne jen pasivně sledovat například maketu nějakého dílu. Zde uţ je ale potřeba si dávat pozor na bezpečnost práce ţáků. Pomůcky musí být navrţeny s nejvyšším důrazem na bezpečnost ţáků. Především u elektromotocyklů hrozí velké nebezpečí poranění vysokým napětím. U školních skútrů se jedná jen o 48 voltů, u velkých motocyklů, kterými zatím škola nedisponuje, se jedná aţ o 400 voltů. Nedoporučoval bych tedy konstruovat pomůcky do odborného výcviku s větším napětím neţ je 48V, coţ je ještě bezpečné napětí. Ať uţ se jedná o montáţe nebo demontáţe různých dílů, elektrické měření, práci na klasických motocyklech nebo elektromotocycklech, ţáci musí být vţdy proškoleni učitelem odborného výcviku ohledně bezpečnosti práce. Dalším poţadavkem je to, aby pomůcky byly co nejmodernější. Musí korespondovat s aktuální technikou vyvíjenou a prodávanou výrobci motocyklů, jinak hrozí, ţe ţáci, kteří daný obor vystudují, se potom v budoucím zaměstnání setkají s technikou, které nebudou rozumět a kterou nebudou umět servisovat. Ideální pomůcky pro výuku praxe by měly zprostředkovat ţákům znalosti a dovednosti zábavnou formou. Pokud je práce s nimi bude bavit, o mnoho snáze si dovednosti zapamatují a lépe se je naučí. Pomůcky by měly být pokud moţno mobilní, aby se daly přemísťovat z jedné dílny do druhé nebo například do třídy a tím by částečně podpořily také teoretickou výuku odborných předmětů. 20

21 3. Realizace tvorby výukových materiálů a pomůcek Při tvorbě výukových materiálů a pomůcek pro výuku elektromotocyklů jsem se řídil výše uvedenými doporučeními, aby tyto materiály byly co nejkvalitněji zpracovány a zároveň, aby co nejlépe podpořily výuku elektromotocyklů. Realizace probíhala v prostorách dílen odborného výcviku pro motocykly za pouţití veškerého dostupného vybavení, kterým tyto dílny disponují. Realizace trvala několik desítek hodin práce. Je to nejen vizitka mne samotného, jako autora některých materiálů a pomůcek, ale také vizitka celého kolektivu učitelů odborného výcviku, s kterými spolupracuji a celé Integrované střední školy automobilní v Brně. 3.1 Učebnice Alternativní pohony Učebnice Alternativní pohony je výsledkem práce kolektivu autorů z řad odborných učitelů naší školy, kteří se zabývají autoobory, elektronikou, elektrotechnikou a motocykly. Je to univerzální pomůcka do teoretické výuky pro všechny obory, do kterých je zahrnuto toto nové výukové téma. Učebnice obsahuje výukové materiály s touto tematikou: - historie alternativních pohonů a paliv - úvod k palivům: dělení, hlavní charakteristiky paliv - koncepce s pohonem LPG - koncepce s pohonem CNG - koncepce s plně elektrickým pohonem - elektromotocykly - koncepce s hybridním pohonem - ostatní moţné koncepce: solární pohon, vodík, motory na vzduch 21

22 Jako ukázku těchto nových výukových materiálů uvádím část učebnice, kterou jsem vytvořil a která je zaměřená na elektromotocykly: Elektromotocykly Obr. 2: elektrický dálník české výroby Monotracer MTE Elektromotocykly jsou budoucností motocyklového světa. Pokud se podíváme na nejnovější koncepty světových motocyklových výrobců, tak se jedná ve velké míře o stroje na elektrický pohon. Je tedy jasné, jakou cestou se motocyklový průmysl začíná ubírat. Dalším aspektem jsou technické parametry nejnovějších elektromotocyklů, které se neustále zlepšují. Jiţ dnes nejpropracovanější dostupné elektromotocyly mají parametry srovnatelné s motocykly se spalovacím motorem. Některé, například kroutící moment, výkon a zrychlení, dokonce lepší. Příkladem je kabinový motocykl společnosti Peraves vyrobený v čechách, Monotracer MTE-150. Jeho elektromotor má výkon 204 koní, případně 268 koní ve sportovnější verzi. Zrychlení z 0 na 100 km/h zvládne Monotracer pod čtyři vteřiny a rychlodobíjení 80A za hodinu. Baterie má ţivotnost kolem 2000 dobíjecích cyklů. Dojezd elektrické verze Monotraceru při rychlosti 100 km/h je tři hodiny nebo 330 km. 22

23 Proč elektromotocykl? Největší výhodou těchto motocyklů je podobně jako u aut samozřejmě ekologie a výrazně úspornější provoz díky pouţití elektřiny místo benzínu. Další výhodou elektromotocyklů je jejich minimální náročnost na údrţbu, servis. U elektromotocyklů odpadají pravidelné servisní úkony jako je seřizování ventilových vůlí, výměna oleje, filtrů, zapalovacích svíček atd. Pro někoho můţe být výhodou i minimální hlučnost, ohledně bezpečnosti je toto téma diskutabilní. Některé motocykly jsou jiţ vybaveny zvukovým projevem z reproduktoru. Co je elektromotocykl? Definicí slova elektromotocykl je motocykl na elektrický pohon. Timto pohonem je elektrický motor, který je umístěn buď klasicky ve středu motocyklu namísto spalovacího nebo v náboji zadního kola, jak tomu nejčastěji bývá u skútrů. Nejpouţívanějším motorem je třípólový frekvenční elektrický motor, který se vyznačuje účinností aţ 97%. Jako zdroj elektrické energie pro elektromotor se pouţívají elektrické baterie, v dnešní době nejčastěji lithiové (Li-Ion nebo Li-Pol). Dále je pouţita řídící jednotka pro řízení elektromotoru. Dobíjení baterií se prování externí připojitelnou inteligentní nabíječkou. Elektromotocykly nejsou technologickým výkřikem posledních let, jejich historie sahá aţ do začátku minulého století. Obr. 3: schéma hlavních součástí elektropohonu skútru 23

24 Historie elektromotocyklů Raná historie elektrických motocyklů je poněkud nejasná. Dne 19. září 1895 podal pan Ogden Bolton Jr. Canton v Ohiu patentovou přihlášku pro "elektrické kolo". Dne 28. prosince roku 1897 byla podána další patentová přihláška jiným vynálezcem a to panem Hosea W.Libbeym z Bostonu. Obr. 4: patent H. W. Libbeyho z roku V roce 1911 se v časopise Popular Mechanics psalo o zavedení sériové výroby elektrického motocyklu. Motocykl měl mít dojezd od 75 mil (121 km) do 100 mílí (160 km) na jedno nabití. Měl regulaci na 3 rychlosti otáček: na rychlost 4 míle (6,4 km), 15 mílí (24 km) a 35 mílí (56 km) za hodinu. Informace ale nebyly konkrétní a ţádná sériová výroba se nekonala. 24

25 Obr. 5: elektromotocykl z časopisu Popular mechanics, rok O čtyřicet let později v roce 1941 belgická společnost s názvem Socovel (Společnost pro výzkum a konstrukci elektrických vozidel) vyrábí kolem 400 elektrických skútrů. Byly vytvořeny v reakci na přídělový systém paliva za druhé světové války. Byl vybaven třemi 6-ti voltovými bateriemi, vyvinul výkon 1 koně a nabíjecí doba byla 10 hodin. Bohuţel se okamţitě začala sniţovat jejich oblíbenost, kdyţ byl po válce benzín zase k dispozici a tak došlo k ukončení výroby. Obr. 6: motocykl Socovel V roce 1967 fyzik a chemik Dr. Karl Kordesch, pracující pro Union Carbide, vytvořil palivový článek (nikl-kadmiové baterie) a přestavěl svůj motocykl na elektrický. Nebyl 25

26 to ovšem stroj určený pro sériovou výrobu. Tyto baterie byly pouţívány ještě několik desítek let poté. Obr. 7: Dr. Karl Kordesch a jeho elektromotocykl Od té doby bylo vyrobeno několik dalších prototypů elektromotocyklů různých výrobců, bohuţel ţádný nebyl vyráběný ve velkých sériích. Tento zlom přišel aţ v roce 1996, kdy se prvním masově vyráběným elektrickým skútrem stává Peugeot Scoot'Elec. Ten pouţívá nikl-kadmiové baterie a má dojezd 40 km. Obr. 8: skútr Peugeot Scoot Elec Po roce 2000 jiţ vývoj elektromotocyklů běţí na plné obrátky, elektrické motocykly se objevují i v závodech, například dragsterů, silničních motocyklů, ale i jako rychlostní 26

27 speciály na překonávání rychlostních rekordů na jezeře Boneville nebo speciální motocykly pro hill-climb na Pikes peak v USA. Stále se ale jedná především o závodní speciály nebo zkušební prototypy, které se sériové výroby vůbec nedočkají a pokud ano, tak jejich cena šplhá k astronomickým částkám. Obr. 9: elektromotocykly závodní série TTXGP na ostrově Man, rok x-ttxgp_bikes_isle_of_man_tt_2009.jpg Elektromotocykly dnes Dostupnými elektromotocykly se po roce 2008 staly elektroskútry. Dnes se dají pořídit za částku srovnatelnou s pořízením klasického skútru se záţehovým motorem. I jejich výkonové parametry jsou v mnoha případech srovnatelné s běţnými skútry. Sériová výroba k dnešnímu dni čítá jiţ několik desítek více či méně úspěšných výrobců elektroskútrů a stále častěji se objevují nové typy. 27

28 Obr. 10: skútr české výroby Akumoto 600 Velké elektromotocykly dnes produkují aţ na vyjímky malosérioví výrobci. Mezi průkopníky v oblasti velkých elektromotocyklů patří značky Quantya, Zero (dnes největší výrobce elektromotocyklů na světě) nebo Brammo. Dnes těchto výrobců stále přibývá a objevily se další vynikající produkty firem Ligtning motorcycles, Mission motorcycles nebo Energica. Některé z těchto motocyklů jsou stále velmi drahé pro běţné uţivatele, ovšem jsou i produkty s cenami konkurujícími klasickým motocyklům se spalovacím motorem. Známí velkovýrobci motocyklů, například japonská čtyřka Suzuki, Yamaha, Honda, Kawasaki na kaţdé další světové výstavě představují nové prototypy velkých elektromotocyklů. Například Yamaha představila dvojici elektromotocyklů, které mají přijít na trh aţ v roce Elektrická motorka PED1 (Passion Electric Dirt) je elektrické enduro, zatímco motorka PES1 (Passion Electric Street) je určená pro asfaltové silnice. Unikátnost obou strojů tkví ve vysoké modularitě. Díky stejnému rámu, motoru a uloţení baterií bylo moţné postavit dva úplně odlišné stroje na stejném základu. 28

29 Obr. 11: motocykly Yamaha PED1 a PES1 na výstavě Tokyo Motor Show Tyto výrobce předběhla značka Ktm, která vyrábí dostupné elektromotocykly ve verzi enduro, cross a motard o výkonu 11kW (tedy pro řidičské oprávnění A1). Ktm dokonce pořádá závody motokrosových elektromotocyklů nazvané KTM Electric Bike Race. Také Harley Davidson představil motocykl Livewire, zatím se jedná o prototyp. Má výkon 74 koní, kroutící moment 70 Nm a max. rychlost 150 km/h. Lithium-iontová baterie dává motorce dojezd 85 km, coţ uţ je dnes poměrně slabá hodnota. Z 220V zásuvky se baterie dobije během 3,5 hodiny. Obr. 12: elektrické enduro Ktm E-XC 29

30 Technika elektromotocyklů Elektroskútry Skútry, jak jiţ bylo zmíněno, převáţně pouţívají elektromotor uloţený v náboji zadního kola, jedná se nejčastěji o třípólový, pulzní, bezkartáčový motor. Nejpouţívanějším typem baterie je zde LiFePo4 o napětí 48V. Baterie bývá vyjímatelná, pro snadnější nabíjení nebo rychlou výměnu za nabitou. Skútry také pouţívají několik přepínatelných reţimů jízdy jako např. ECO/NORMAL/SPORT, při kterých se dá měnit výkon skútru. Dále často pouţívají rekuperaci elektrické energie. Rekuperace (samodobíjení) je systém známý z Formule 1 pod názvem KERS - Kinetic Energy Recovery Systém. Je to proces přeměny kinetické energie elektroskútru při brzdění zpět na vyuţitelnou energii. Rekuperace bývá aktivována několika různými způsoby. Někdy je to pouhým ubráním plynu, jindy zase zmáčknutím některé z brzdových páček, kdy nejdříve začne skútr zpomalovat rekuperace a pak se přidávají samotné brzdy. Brzdný průběh je progresivní v závislosti na zatíţení vozidla a rychlosti vozidla. Výhodou rekuperace je nejen úspora energie a sníţení ztrát, ale také prodlouţení ţivotnosti akumulátoru a brzdového systému. Dnešní elektroskútry mají výkon cca 1,5-10 kw, maximální rychlost těch nejsilnějších je kolem 95 km/h a dojezd na jedno nabití aţ neuvěřitelných 160km. Poslední parametr ale silně závisí na podmínkách jízdy. Kopcovitý terén, špatné povětrnostní podmínky nebo jízda ve dvou mohou tuto vzdálenost zkrátit i na polovinu. Některé skútry mají také reverse mód, coţ je zpátečka. 30

31 Obr. 13: skútr E.ON E-max 120L s novými li-ion bateriemi Velké elektromotocykly Tyto na rozdíl od skútrů nejsou u nás zdaleka tak rozšířené. Je to ale jen otázka času, kdy se tak stane. Americké značky Zero nebo Brammo prodávají velké elektromotorky úspěšně jiţ několik let. Značka Zero nabízí 4 typy motocyklů za ceny téměř srovnatelné s benzínovými motocykly. Elektrický motocykl ZERO S se můţe pyšnit titulem European e- Motorbike Of The Year 2013 (evropský e-motocykl roku). Nabízené varianty mají výkon 40 nebo 50 kw s točivým momentem 92 nebo 144Nm, maximální rychlost km/h. Při jízdě ve městě je dojezd 220 kilometrů, při jízdě po dálnici rychlostí (112 km/h) pak klesá na 113 km. Lze si dokoupit speciální přídavný modul s baterií, který prodlouţí dojezd přibliţně o 25 %. Nejsilnější baterie, kterou výrobce nabízí je typu Li- Ion s maximální kapacitou 15,3 kwh a ţivotností přes 660 tis.km (!). Baterie je vyjímatelná. Motocykl pohání bezkartáčový vzduchem chlazený motor. Samozřejmostí je také rekuperace. Dále pouţívají systém ABS značky Bosch. Zero dokonce nabízí 31

32 propojení technologií Bluetooth skrze mobilní aplikaci se zařízeními iphone a Android. Jezdci mohou přes mobilní telefon ovládat nastavení motocyklu - upravit zrychlení, maximální rychlost a rekuperační brzdění přesně podle svých potřeb. Dále se dá aplikace vyuţít pro zobrazení aktuálních hodnot rychlosti, stavu baterie atd., takţe slouţí jako přístrojová deska. Obr. 14: elektromotocykl Zero SR Obr. 15: Zero aplikace pro mobilní operační systémy Ios a Android 32

33 Také motocykly Brammo jsou jiţ na motocyklovém trhu stálicí. Firma nabízí dva modely, malý motocykl Enertia plus a velký model Empulse, který se dá pořídit i v silnější verzi R. Empulse má výkon 40kW a kroutící moment 63 nebo 90Nm (verze R). Největší dojezd je 206 km ve městě, při dálničním nasazení uţ jen 93 km. Ţivotnost baterie cca 1500 nabíjecích cyklů. Motocykl Empulse je výjímečný díky svému vodou chlazenému elektromotoru, šestistupňové převodovce a integrované 3kW nabíječce pro rychlonabíjení na cestách. Ta je kompatibilní s téměř 7000 dobíjecích stanic v USA, které jsou veřejně k dispozici. Empulse lze nabíjet z 20% na 80% kapacity baterie za méně neţ 2 hodiny. Motocykl dosahuje maximální rychlosti 177 km/h. Obr. 16: elektromotocykl výrobce Brammo Empulse R R/Empulse-MY2014/i-TV9dpvK/0/M/IMG_0911-M.jpg Třída motocyklů, které pouţívají vţdy jako první nejmodernější technologie, vţdy byly a stále jsou supersportovní motocykly. Stejně tak je tomu i u elektromotocyklů. Například motocykl firmy Ligtning motorcycles, který je alternativou litrovým benzínovým superbikům. Disponuje výkonem 200 koní a točivým momentem 228Nm, má kapalinou chlazený elektromotor (bez převodovky) a jsou k němu v nabídce baterie 12, 15 a 20kWh o napětí 380V, s poslední zmiňovanou má motocykl dojezd asi 270km. Motorka má značkové komponenty jakými jsou tlumiče Öhlins, brzdy Brembo, kola 33

34 Marchesini. Je to nejrychlejší sériově vyráběný motocykl na světě s maximální rychlostí 347 km/h(!). Obr. 17: 200 koní a Lightning LS-218 s rychlostí 347 km/h Dalším supersportovním strojem, který je alternativou tentokrát k silničním strojům kubatury 600ccm, je italský stroj Energica Ego. Ten má výkon 136koní a kroutící moment 195 Nm. Maximální rychlost je limitována na 240 km/h. Baterie jsou typu lithium-nikl-mangan-kobalt (lithium-polymerové) a jsou chlazené vzduchem za pomoci speciálního patentovaného systému. Elektromotocykly Energica Ego navíc obsahují i samostatné chlazení pro elektromotor (olejový systém) a řídící jednotku (vodní chlazení). Samozřejmá je komunikace s mobilními zařízeními pomocí Bluetooth. Motocykl má zakomponovanou nabíječku 3kW. Ego nabízí 4 jízdní módy: STANDARD, ECO, RAIN, SPORT a 4 rekuperační mapy: LOW, MEDIUM, HIGH a OFF. Motocykl má také značkové komponenty firem Öhlins, Brembo, Bosch(ABS). V roce 2015 bude v nabídce této společnosti Energica Eva, coţ je streetfighter na bázi motocyklu Ego. 34

35 Obr. 18: motocykl Energica Ego na výstavě Eicma 2013 v Milánu Řídící jednotka elektromotocyklu Během jízdy systém řídící jednotky pečlivě monitoruje a upravuje 100krát za sekundu výkon motoru na základě: snímání pohybů plynové rukojeti; vybrané mapy motoru, stavu baterie a rychlosti. Systém rovněţ zpracovává rekuperační brzdění motorem a rekuperační elektrickou brzdu, které jsou propojeny s ABS jednotkou. To umoţňuje vynikající účinnost při nakládání s energií baterie. Jednotka neustále sleduje baterie, a to i při vypnutém klíčku, aby byla zajištěna ochrana akumulátoru i při dlouhém zimním uskladnění. Bezpečnost U elektromotocyklů je třeba při servisování dbát zvýšené opatrnosti s ohledem na napětí baterií, které je v případě malých motocyklů nebo skútrů cca 48V, u velkých motocyklů přes 100V, nejsilnější elektrické superbiky dokonce 380V. Výrobci skútrů v manuálu doporučují vypnout hlavní jistič a klíček, výrobci velkých motocyklů odpojují baterie z elektrické sítě motocyklu dle postupu v servisním manuálu. 35

36 Obr. 19: odpojení baterie u motocyklu Brammo Empulse R (obrázek z uţivatelského manuálu) Obr. 20: označení nebezpečné vysokonapěťové zóny u motocyklu Zero SR (obrázek z uţivatelského manuálu) 36

37 3.2 Výuková elektrotabule moto Jako nejvhodnější pomůcku pro výuku základů elektrotechniky motocyklů jsem zvolil speciální výukovou tabuli pro odborný výcvik. Ţáci, kteří s elektrotechnikou motocyklů začínají, se musí nejdříve naučit základní principy funkce elektrických součástí. Vyzkoušet si zapojení jednotlivých součástek, od těch nejjednodušších, jako je například osvětlení motocyklu, po ty sloţitější, například zapojení startovacího okruhu. Elektro tabule je pro realizaci takovéhoto typu výuky ideální. Princip práce s tabulí spočívá v propojování jednotlivých součástek tabule pomocí připravených kabelů tak, aby výsledné zapojení uvedlo tyto komponenty do provozu. Na tabuli tedy součástky nejsou zapojeny, nýbrţ jen vyvedeny kabely ze součástek do barevných zdířek umístěných většinou pod součástkou nebo vedle ní. Různé barvy zdířek ţákům usnadní práci s tabulí a zapamatování si jednotlivých zapojení. Ţáci musí například měřením zjistit, které zdířky jsou pro který přepínač atd. Tabule je určená pro realizaci následujících zapojení: - parkovací světlo přední + zadní - hlavní osvětlení přední + zadní (tlumené/dálkové), světelná houkačka - brzdové světlo přední + zadní - klakson - blinkry - startovací okruh (výukové zjednodušené i sloţitější zapojení dle servisních manuálů motocyklů) - kompletní zapojení přístrojové desky (kontrolky, čidla teploty, palivoměr, tlak oleje atd.) Tabule je osazena reálnými motocyklovými díly. Všechna zapojení, které jsou realizována tedy odpovídají zapojení na reálných motocyklech. Důraz byl kladen také na to, aby pouţité díly byly moderní. Kompletní osvětlení, přední a zadní světlo i blinkry pouţívají LED technologii a mají moderní design. 37

38 Navíc je tabule důmyslně vyřešena tak, ţe velká část ovládacích komponentů je umístěna na motocyklových řidítkách připevněných k tabuli. Tento prvek by měl tabuli ještě více přiblíţit k reálnému motocyklu a také učinit z tabule zábavnou pomůcku, na které budou ţáci s radostí pracovat. Dalším zábavným prvem je pouţití generátoru pulsů ve spojení s potenciometrem, který je ovládán přes speciální převod přímo plynovou rukojetí na řídítkách. Po zapojení k přístrojové desce se při přidávání plynu zvedají otáčky na otáčkoměru jako u skutečného motocyklu za jízdy. Řidítka jsou také v moderním pojetí se zesíleným průměrem 28 mm. Další prvek, který by měl výuku činit zajímavou je přístrojová deska. Byla pouţitá multifunkční deska značky Koso, typ RX2. Ţáci mohou zapojovat a zkoušet nastavovat spoustu funkcí, toto jsou ty základní: - zobrazení rychlosti, otáček, celkového stavu ujetých km, trip A+B - ukazatel teploty vody a oleje - palivoměr - 7 barev podsvícení - sadu kontrolek neutrál, olej, blinkry, dálk. světlo, diagnostika, překroční maximální rychlosti, kontrolka řazení Tabule má rozměry cca 110x115cm, tvoří ji ocelový rám svařený ze čtyřhranných profilů. Nosný materiál pro elektrosoučástky tvoří tzv. bondová deska sloţená ze tří vrstev (hliník-plast-hliník), která je z estetických důvodů opatřena hliníkovým rámem. Tabule je mobilní na pojízdném podvozku, tzn. je moţné ji libovolně po dílně přemisťovat dle poţadavků učitele odborného výcviku. Přední kolečka mají aretaci, aby se tabule dala pevně zafixovat na místě. Myslel jsem také na bezpečnost tabule pro ţáky, tzn. napájení tabule je zabezpečeno jističem 10A, který v případě zkratu rozpojí obvod a nevznikne tak ţádné nebezpečí úrazu nebo poškození tabule. Také některé choulostivé součástky, které by se např. při přepólování zničily, jsou chráněny např. diodami, aby byla zachována funkčnost a ţivotnost tabule. K napájení tabule slouţí baterie 12V libovolné kapacity. Pouţívána je nejčastěji motocyklová s kapacitou cca 12Ah. 38

39 3.3 Školní e-pitbike Další pomůckou, která byla vytvořená pro podporu výuky alternativních pohonů motocyklů a která tuto výuku asi nejvíce podpoří, je školní elektromotocykl. Jeho stavba byla bohuţel omezená financemi, takţe nedosahuje takových parametrů, jaké bychom si přáli, nicméně motocykl je plně funkční a jeho výkon je dostatečný. Základem elektromotocyklu je z důvodu dobré finanční dostupnosti a také atraktivity pro ţáky kompletní podvozek pitbiku STOMP 140 KZ, který má rám vyrobený z trubek chrommolybdenové oceli. Tento rám je osazen koly 14 a 12 palců, které mají SDG slitinové středy, nerezové výplety kol a ocelové ráfky. Kola jsou obuty do crossových pneumatik rozměrů 60/ přední a 80/ zadní. Rám je dále osazen pření USD vidlicí s průměrem trubek 33mm a se zdvihem 735mm. Zadní opruţení zabezpečuje prodlouţená ocelová kyvná vidlice s centrální pruţící a tlumicí jednotkou se zdvihem tlumiče 360mm. Přední i zadní brzda je hydraulická s vedením opletenými hadicemi, páčky jsou sklápěcí. Sedlo je typu KLX, pěnové, výška sedla je 79cm. Plasty na motocyklu jsou z materiálu PP (polypropylen). Nosnost rámu je 100kg a hmotnost tohoto e-pitbiku je 65kg. Tento rám je původně určen pro osazení klasickým spalovacím motorem. My jsme ovšem rám uzpůsobili k montáţi elektromotoru. Nakonec padla volba na velice výkonný trakční synchronní bezkartáčový motor s permanentními magnety typu HPM5000L, jinak známý také jako PMAC motor. Motor má voděoodolné hliníkové tělo a vestavěné vodní chlazení. Podporuje široké spektrum napětí a krátkodobou proudovou přetíţitelnost. Je vhodný pro stavbu elektricky poháněných vozidel, lodí atd. Motor byl zakoupen na internetu prodejcem e-pohon.cz. 39

40 Obr. 21: elektromotor HPM5000L, napětí 48V, výkon 2-7kW, vodní chlazení L-2-7-kW-72V-vodou-chlazeny Specifikace motoru: Napětí:24V/36V/48V/72V/96V Proud: 100A průběţně, 300A krátkodobě (30 s) Výkon: W Účinnost: 88% Otáčky: rpm Tělo motoru: hliník Hřídel: nastavitelná - nerez ocel Vlastnosti: kompaktní, voděodolný design, krátkodobě přetíţitelný, systém vodního chlazení Hmotnost: 11 Kg Průměr: 206 mm Šířka: 126 m 40

41 Po usazení motoru do rámu bylo školní e-pitbike dále potřeba osadit bateriemi. Jak jsem jiţ zmínil, finance projektu byly omezené a baterie je na motocyklu nejdraţším komponentem, tudíţ kapacita baterií neodpovídá zdaleka potřebám motoru. Motor tedy není moţno vyuţít na plný výkon. Baterie tvoří 130ks článků Samsung ICR P. Tyto články jsou typu Li-NiMnCoO2 a celkově tedy tvoří jedinou velkou baterii, která má výsledné napětí 48V a kapacitu 22Ah a která je uzavřená v hliníkovém pouzdře. Ţivotnost této baterie je aţ 700 cyklů (při vybíjení do 70% stanovené kapacity). Váha baterie je 5,8kg a doba nabíjení se pohybuje cca kolem 7 hodin. K baterii byla také dodána na míru postavená tzv. BMS, coţ je elektronický systém managementu baterie, který zabezpečuje ochranu baterie při nabíjení a vybíjení a také tyto procesy řídí. Obr. 22: Li-ion články Samsung 22P Následovala instalace řídícího členu e-pibiku, kterým se stala řídící jednotka Kelly KEB Tato jednotka je plně programovatelná přes software, který je volně ke staţení na stránkách výrobce kellyconroler.com. Důleţitá funkce jednotky je rekuperace, která se samozřejmě dá také nastavit. Jednotka je schopná trvale snést proud 140A, krátkodobě 350A (max 10s). Osazení základními komponenty tedy jiţ proběhlo, dále bylo třeba vyřešit sekundární převod na zadní kolo. Po laborování s převodovým poměrem byl na výstupní hřídel z motoru nainstalován jako nejvhodnější pastorek s 12 zuby v kominaci s rozetou zadního kola se 41 zuby, pouţitý řetěz: DID 420. Dalšími operacemi vedoucími ke zprovoznění školního e-pitbiku byly montáţe plynové rukojeti s potenciometrem, stykače s hlavní pojistkou dimenzovaného na 300A, osazení hrdla původní benzínové nádrţe zásuvkou pro nabíječku a zapojení kompletní elektroinstalace. Poslední fází 41

42 stavby bylo samotné zprovoznění, při kterém jsme laborovali s ideálním nastavením řídící jednotky. Zejména nejdůleţitější nastavení maximálního proudu, který je dodáván řídící jednotkou z baterií do motoru. Hraniční hondota, při které BMS proud vypnula, byla cca 55A, e-pitbike v tuto chvíli přestal fungovat. Bylo nutné jej připojit k nabíječce, aby se tímto BMS opět resetovala a poté motocykl opět začal fungovat. Maximální proud jsme proto sníţili cca na 50A, které jiţ BMS dovolila z baterie čerpat. Toto má za následek, jak jsem jiţ výše zmínil, nedostatečný výkon e-pitbiku, který má ještě rezervy a limitujícím prvkem je zde nedostatečná kapacita baterie. Obr. 23: ukázka z nastavování výkonu v softwaru Kelly KEB 42

43 4. Ověření nových pomůcek ve výuce Po vytvoření těchto nových výukových pomůcek přišla snad nejdůleţitější část celého projektu a to je ověření těchto pomůcek ve výuce. Bylo potřeba zjistit, jestli tyto pomůcky mají vliv na výuku a zda tento vliv je pozitivní. Jestli se díky nim ţáci naučí, to co mají, tedy nové důleţité informace o technice elektromotocyklů a potřebné praktické dovednosti. Pomůcky tedy byly zkušebně zařazeny do výuky a nastala fáze ověřování. Obr. 24: kompletně zapojená elektrotabule moto 4.1. Měřící protokoly - elektrotabule moto Aby byla výuka dostatečně efektivní a aby se ţáci vůbec dali při práci s těmito pomůckami hodnotit, vytvořil jsem měřicí protokoly do odborného výcviku. Tyto protokoly mají několik důleţitých funkcí. Tvoří v první řadě jasné, přesně definované a hlavně stejné zadání jednotlivých úkolů pro všechny ţáky. Zároveň slouţí jako záznamový arch, do kterého mohou studenti zapisovat zjištěné poznatky a naměřené hodnoty během řešení úkolu. A nakonec slouţí jako hodnotící arch pro učitele odborného výcviku, který za pomocí předem definovaného bodovacího systému snadno můţe zhodnotit úroveň vědomostí daného ţáka na konkrétním úkolu, v konkrétní technické oblasti a podle toho také ţáka oznámkovat. Zde jsou ukázky tří vybraných měřicích protokolů k zapojování a měření na elektrotabuli moto a jejich bodových hodnocení: 43

44 Měřící protokol elektrotabule moto zapojení okruhu světel 1. Zapojte okruh parkovacích světel - podmínky zapojení : okruh musí být spínán přes spínací skříňku, dále přes hlavní pojistku, která je součástí startovacího relé a nakonec spínačem parkovacích světel v pravé rukojeti na řidítkách, tyto prvky zapojte sériově - při zapojení pouţijte parkovací ţárovku předního světla a zadní LED světlo, které musí svítit na menší výkon (větší je brzdové světlo), tyto ţárovky zapojte paralelně Pomocí digitálního multimetru proveďte na tomto okruhu následující měření: - změřte napětí, které je na kontaktech spínací skříňky ve vypnutém stavu:... V - změřte napětí, které je na kontaktech spínací skříňky v zapnutém stavu:. V - změřte proud, který protéká mezi spínací skříňkou a hlavní pojistkou:.... A - změřte proud, který protéká mezi přední ţárovkou a spínačem:. A 2. Zapojte okruh hlavních světel (přední světlo) - podmínky zapojení: přední světlo musí spínat další poloha spínače na pravé rukojeti řidítek, dále je světlo ovládáno pomocí přepínače tlumených/dálkových světel, který je na levé rukojeti na řidítkách, pro zapojení dálkového světla pouţijete relé Pomocí digitálního multimetru proveďte na tomto okruhu následující měření: - změřte proud, který prochází ovládácím okruhem dálkového světla: A - změřte proud, který prochází ovládaným okruhem dálkového světla: A 3. Zapojte okruh brzdových světel - podmínky zapojení: okruh musí být aktivní aţ po zapnutí spínací skříňky, ovládací prvky: pravá páčka na řidítkách (přední brzda) a pedál (zadní brzdy), zapojte je paralelně 4. Zapojte okruh blinkrů - podmínky zapojení: blinkry fungují po zapnutí spínací skříňky, pouţijte přepínač pro blinkry na levé rukojeti řidítek, zadní blinkry zapojte s předními paralelně 44

45 Bodové hodnocení měřicího protokolu: zapojení okruhu světel Ţák: Třída: Datum: Zapojení/měření počet bodů dosaţené body zapojení okruhu parkovacích světel 5 měření napětí na kontaktech spínací skříňky ve vypnutém stavu 2 měření napětí na kontaktech spínací skříňky v zapnutém stavu 2 měření proudu protékájícím mezi spínací skříňkou a hlavní pojistkou 2 měření proudu protékájícím mezi přední ţárovkou a spínačem 2 zapojení okruhu předního světla 6 měření proudu procházejícího ovládácím okruhem dálk. světla 2 měření proudu procházejícího ovládáným okruhem dálk. světla 2 zapojení okruhu brzdových světel 2 zapojení okruhu blinkrů 5 Celkový počet bodů 30 45

46 Měřící protokol elektrotabule moto zapojení startovacího okruhu 1. Dle uvedeného schématu z manuálu Suzuki zapojte startovací obvod: Pomocí digitálního multimetru proveďte následující měření: - změřte napětí na baterii na prázdno:...v - změřte napětí na baterii při startování:..v - změřte ubýtky napětí, které jsou při startu na plusové větvi:... V - změřte úbytky napětí, které jsou při startu na mínusové větvi:..v - změřte proud, který protéká nízkoproudým okruhem při aktivaci startéru:.. A - změřte proud, který protéká vysokoproudým okruhem při aktivaci startéru:. A Pomocí dvoukanálového osciloskopu proveďte následující měření: - změřte čas, který uplyne od sepnutí spínacích kontaktů startovacího relé do sepnutí spínaných kontaktů při startování:...ms - změřte průběh napětí na startéru při startování, který zakreslete do grafu: 46

47 Bodové hodnocení měřicího protokolu: zapojení startovacího okruhu Ţák: Třída: Datum: Zapojení/měření počet bodů dosaţené body zapojení ovládacího okruhu startovacího relé 5 zapojení ovládaného okruhu startovacího relé 3 měření napětí na baterii na prázdno 2 měření napětí na baterii při startování 2 měření ubýtků napětí při startu na plusové větvi 2 měření ubýtků napětí při startu na plusové větvi 2 měření proudu protékajícím nízkopr. okruhem při aktivaci startéru měření proudu protékajícím vysokopr. okruhem při aktivaci startéru měření času, který uplyne od sepnutí spínacích kontaktů startovacího relé do sepnutí spínaných kontaktů při startování měření průběhu napětí na startéru - graf 5 Celkový počet bodů 30 47

48 Měřící protokol elektrotabule moto zapojení přístrojové desky 1. Dle uvedeného schématu zapojte kompletně přístrojovou desku KOSO: Po kompletním zapojení proveďte digitálním multimetrem následující měření: - změřte odpor čidla palivoměru v poloze empty Ω - změřte odpor čidla palivoměru v poloze full Ω - změřte odpor čidla teploty vody při teplotě 20 C Ω - změřte odpor čidla teploty při teplotě 80 C Ω (pro zahřátí čidla pouţijte horkovzdušnou pistoli) - zjistěte tlak potřebný k vypnutí kontrolky tlaku oleje bar (k měření pouţijte tlakový vzduch a tlakoměr pro huštění pneu) 48

49 Bodové hodnocení měřicího protokolu: zapojení přístrojové desky Ţák: Třída: Datum: Zapojení/měření počet bodů dosaţené body zapojení napájení přístrojové desky 2 zapojení otáčkoměru 3 zapojení palivoměru 3 zapojení teploměru vody 3 zapojení tlakového čidla oleje 2 zapojení kontrolek neutrálu, oleje, blinkrů, dálkových světel 6 měření odporu čidla palivoměru v poloze empty 2 měření odporu čidla palivoměru v poloze full 2 měření odporu čidla teploty chladící kapaliny při teplotě 20 C 2 měření odporu čidla teploty chladící kapaliny při teplotě 80 C 2 měření tlaku - vypnutí kontrolky tlaku oleje 3 Celkový počet bodů Výsledky měření - úspěšnost ţáků Vytvořené měřicí protokoly byly poté zadány k vypracování ţákům třetího ročníku oboru Mechanik jednostopých vozidel. Ţáci je vypracovávali jako součást vyučování odborného výcviku v prostoru motocyklových dílen Integrované střední školy automobilní. Totoho měření se zůčastnilo 25 ţáků z tohoto ročníku. Účelem bylo zjistit, 49

50 Počet bodů jakou mají ţáci úspěšnost při řešení úkolů na elektrotabuli a jestli jsou tedy schopni dané vědomosti vstřebat a znovu pouţít a tím také ověřit smysl a účel této vyučovací pomůcky. Před zapojováním a měřením byli ţáci s tabulí seznámeni učitelem odborného výcviku a proškoleni, jak s ní správně pracovat. Výsledky měření ţáků předkládám v následující tabulce, z které jsem vytvořil také graf pro lepší přehlednost. Měřenou veličinu zde tvoří průměrně dosaţený počet bodů, kterého dosáhlo všech 25 ţáků na kaţdý z těchto 3 měřících protokolů. Kaţdý z protokolů má maximální počet 30 bodů. ÚSPĚŠNOST ŢÁKŮ PŘI PRÁCI S ELEKTROTABULÍ MOTO Průměrný počet bodů měřící protokol zapojení okruhu světel 22 Průměrný počet bodů měřící protokol zapojení startovacího okruhu 19 Průměrný počet bodů měřící protokol zapojení přístrojové desky 25 Výsledný průměrný počet bodů za všechny 3 protokoly Výsledky měření žáků Měřící protokol zapojení okruhu světel Měřící protokol zapojení startovacího okruhu Měřící protokol zapojení přístrojové desky Průměrný počet bodů ze 3 protokolů 4.3 Měření školního e-pitbiku Ověření funkčnosti školního e-pitbiku ve výuce odborného výcviku probíhalo také za pomocí studentů oboru Mechanik jednostopých vozidel. Tentokrát v učebně 50

51 elektrotechniky. Pro jeho měření byl do této učebny zakoupen díky projektu alternativní pohony malý válcový dynamometr, kterým je moţné měřit výkon e-pitbiku. Toto měření a tedy i jízdu na dynamometru na e-pitbiku mohou po proškolení BOZP provádět i ţáci, protoţe e-pitbike nedosahuje velkých rychlostí na rozdíl od velkého dynamometru, který se nachází na motocyklových dílnách. Na tomto velkém dynamometru se dosahuje při měření rychlosti aţ 300km/h. Je tedy jasné, ţe z hlediska BOZP toto měření ţáci nemohou absolovat, měří zde pouze proškolení učitelé odborného výcviku. Ţáci díky těmto moţnostem mají velký zájem o takovouto aktivní formu výuky. Nicméně samotný dynamometr ke změření nestačí, je potřeba software, který sbírá a zaznamenává data při měření jak z motocyklu (snímač otáček), tak z dynamometru (snímač otáček válce). Tyto data dále pak vyhodnocuje a naměřené hodnoty je schopen zobrazit ve výsledném grafu, kde jsou nejdůleţitějšími údaji výkon a kroutící moment motocyklu. Na velkém dynamometru takovýto software pouţíváme, je to profesionální software od firmy Motocomtest. Na malém dynamometru určeném pro e-pitbike zatím takový software nainstalován není, tzn. bylo třeba provést měření jiným způsobem. Tento způsob spočívá v nahrání zvukového záznamu hallova snímače, který při pohybu snímá otáčky válce dynamometru. Tento válec pohání zadní kolo e- pitbiku. Pro nahrání zvukového záznamu jsme pouţili program Audacity, který se dá běţně stáhnout zdarma na internetu. Pomocí tohoto programu jsme tedy zaznamenali a uloţili jízdu motocyklu od nejniţších otáček aţ po ty nejvyšší dosaţitelné. Obr. 25: signál naměřený ze snímače válce dynamometru softwarem Audacity 51

52 S tímto záznamem bylo třeba dále pracovat. K tomu jsme zvolili další program, kterým je moţno zdarma stáhnout na internetu, a to Dyno Analyzer Tento program je schopný analyzovat záznam pořízený v Audacity a po zadání několika důleţitých hodnot pro měření např. převodových poměrů, rozměru zadního kola atd. vytvoří otáčkový graf, ve kterém je znázorněna křivka kroutícího momentu a výkonu, které tento program vypočítal. Jsme tedy schopní se ţáky poměrně přesně změřit výkon tohoto elektromotocyklu. Ţáci se při tomto měření naučí zákonitosti takovéhoto měření a pochopí chování elektromotocyklu za jízdy. Dále si mohou vyzkoušet nastavovat řídící jednotku e-pitbiku Kelly (například. výkon e-pitbiku, rekuperaci atd.) Při měření bylo potřeba dodrţet podmínky BOZP, tedy mít motocykl řádně upevněný popruhy, nezdrţovat se při měření v zadní části motocyklu a nemanipulovat poblíţ rotujících částí tzn. zadního kola, válce dynamometru, sekundárního řetězu. Obr. 26: výsledek měření e-pitbiku, software DYNO analyzer 52

53 4.4 Zpětná vazba od ţáků dotazník Zpětnou vazbu od ţáků, kteří se zúčastnili práce na nových pomůckách pro výuku alternativních pohonů na oboru Mechanik motocyklů jsem zjišťoval dotazníkovým šetřením. Dotazník, který jsem sestavil, vyplňovalo všech 25 ţáků, kteří s těmito pomůckami pracovali v odborném výcviku. V dotazníku jsou zahrnuty otázky týkající se práce s novými pomůckami, studijními materiály a jejich celkového zhodnocení. Cílem dotazníkového šetření je ověření kvality těchto nových výukových pomůcek a jejich přínosu ţákům. Hodnocení je od 1 (nejlepší) po 5 (nejhorší) podobně jako známkování ve škole. Dotazník nové pomůcky pro výuku elektromotocyklů Jak hodnotíte zpracování nových pomůcek? Problematika Byla pro Vás učebnice Alternativní pohony přínosem? Bavila Vás práce s elektrotabulí moto? Byla pro Vás práce s elektrotabulí přínosem? Bavila Vás práce s e-pitbikem? Byla pro Vás práce s e-pitbikem přínosem? Je vybavení pro výuku elektromotocyklů v odborném výcviku dostatečné? Jsou vytvořené studijní podklady pro výuku elektromotocyklů dostatečné? Jsou získané znalosti ohledně alternativních pohonů uplatnitelné v praxi? Jiné námitky, poznámky,, návrhy atd.:

54 Na základě známek z dotazníkového šetření jsem vypočítal průměr a výsledky uvádím v následujícím grafu: Hodnocení výukových pomůcek žáky Známka hodnocení 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Jak hodnotíte zpracování nových pomůcek? Byla pro Vás učebnice Alternativní pohony přínosem? Bavila Vás práce s elektrotabulí moto? Byla pro Vás práce s elektrotabulí přínosem? Bavila Vás práce s e-pitbikem? Byla pro Vás práce s e-pitbikem přínosem? Je vybavení pro výuku elektromotocyklů v odborném výcviku dostatečné? Jsou vytvořené studijní podklady pro výuku elektromotocyklů dostatečné? Jsou získané znalosti ohledně alternativních pohonů motocyklů uplatnitelné v praxi? 54

55 Z vyhodnocených opovědí je patrné, ţe ţáci nové pomůcky hodnotí vysokým počtem bodů, tzn. kladně. Práce s novými pomůckami je baví a vybavení pro výuku elektromotocyklů hodnotí jako středně dostatečné. Do poznámek dotazníku studenti nejčastěji uvedli, ţe by rádi poznali také techniku velkých silných elektromotocyklů. Je to tedy zajímavý podnět, který naši školu můţe inspirovat k nákupu takového motocyklu do budoucna nebo k dalším projektům, například ke stavbě této výukové pomůcky. Závěr Alternativní pohony jsou nově zavedeným tématem ve výuce na Integrované střední škole automobilní, která tímto reaguje na moderní trendy v auto a motoopravárenství. Pro obor Mechanik motocyklů se jedná konkrétně o zavedení tématu elektromotocyklů do výuky. Je to reakce na vývoj v oblasti výroby motocyklů. Prodejnost motocyklů na elektrický pohon stále stoupá a dá se s velkou pravděpodobností hovořit o tom, ţe vozidla na elektrický pohon se stanou vozidly příštích generací motoristů. Proto je třeba se této technice věnovat a co nejvíce se snaţit ji začleňovat do výuky. Toho lze dosáhnout vytvořením takových výukových pomůcek, díky nimţ je moţné takovéto obsáhlé téma vyučovat. Jak do teoretického vyučování, tak do výuky praktického vyučování. Pomůcky byly vytvářeny učiteli odborných předmětů a odborného výcviku v rámci projektu: Inovace výuky autooborů v rámci rozvoje eletropohonů a dalších alternativních pohonů vozidel, který byl spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Přínosem této práce je vývoj, zkonstruování a realizace výše uvedených výukových pomůcek, které byly následně ověřeny v teoretickém a praktickém vyučování ţáky druhých a třetích ročníků oboru Mechanik motocyklů. Pomůcky se tedy staly plnohodnotnou součástní této výuky. Při vytváření této práce jsem také díky dotazníkům zjistil další potřeby a přání ţáků, které mne inspirují k nápadům a budou dříve nebo později vést k návrhům například projektů podobných tomuto s cílem zlepšit výuku motocyklů na tomto zajímavém a nevšedním oboru. 55

56 Použitá literatura HROMÁDKO, Jan. Speciální spalovací motory a alternativní pohony. Grada, VOGEL, Karel. Build your own elektric motorcycle. McGraw Hill companies, TRANTER, Tony. Elektrical techbook, Haynes VLK, František. Teorie a konstrukce motocyklů 1. Brno : 2004, ISBN VLK, František. Teorie a konstrukce motocyklů 2. Brno : 2004, ISBN CIHLÁŘ, Pavel, ROLLINGER, Miroslav, MACHÁT, Libor. Motocykly. Brno : 2006, ISBN ROLLINGER, Miroslav a kol. Diagnostika motocyklů. Brno 2013, ISBN JIČÍNSKÝ, Štěpán. Osciloskop a jeho využití v autoopravárenské praxi. Praha : 2006, ISBN FILKA, Jan. Metodika tvorby diplomové práce. 1. vyd. Brno : Knihař, ISBN LEPIL, Oldřich. Teorie a praxe tvorby výukových materiálů. Olomouc 2010, ISBN

57 Seznam příloh Příloha č. 1: el. schéma zapojení e-pitbiku Příloha č. 2: ţáci 3.ročníku při měření e-pitbiku Příloha č. 3: školního e-pitbike Příloha č. 4: ţák 3.ročníku při zapojování elektrotabule moto Seznam obrázků Obr. 1: jedny z prvních výukových pomůcek nového školního projektu Obr. 2: elektrický dálník české výroby Monotracer MTE Obr. 3: schéma hlavních součástí elektropohonu skútru Obr. 4: patent H. W. Libbeyho z roku Obr. 5: elektromotocykl z časopisu Popular mechanics, rok Obr. 6: motocykl Socovel Obr. 7: Dr. Karl Kordesch a jeho elektromotocykl Obr. 8: skútr Peugeot Scoot Elec Obr. 9: elektromotocykly závodní série TTXGP na ostrově Man, rok Obr. 10: skútr české výroby Akumoto Obr. 11: motocykly Yamaha PED1 a PES1 na výstavě Tokyo Motor Show Obr. 12: elektrické enduro Ktm E-XC Obr. 13: skútr E.ON E-max 120L s novými li-ion bateriemi Obr. 14: elektromotocykl Zero SR Obr. 15: Zero aplikace pro mobilní operační systémy Ios a Android Obr. 16: elektromotocykl výrobce Brammo Empulse R Obr. 17: 200 koní a Lightning LS-218 s rychlostí 347 km/h Obr. 18: motocykl Energica Ego na výstavě Eicma 2013 v Milánu Obr. 19: odpojení baterie u motocyklu Brammo Empulse R Obr. 20: označení nebezpečné vysokonapěťové zóny u motocyklu Zero SR Obr. 21: elektromotor HPM5000L, napětí 48V, výkon 2-7kW, vodní chlazení Obr. 22: Li-ion články Samsung 22P Obr. 23: ukázka z nastavování výkonu v softwaru Kelly KEB Obr. 24: kompletně zapojená elektrotabule moto Obr. 25: měření napětí TPS a proudu z baterie na reţim MAX Obr. 26: výsledek měření e-pitbiku, software DYNO analyzer

58 Přílohy Příloha č. 1: : el. schéma zapojení e-pitbiku 58

59 Příloha č. 2: : ţáci 3.ročníku při měření e-pitbiku 59

60 Příloha č. 3: školní e-pitbike 60

61 Příloha č. 4: ţák 3.ročníku při zapojování elektrotabule moto 61