楊小剛

摘 要：本文針對(duì)教學(xué)中的新需求，分析傳統(tǒng)汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架存在的問(wèn)題，展示了在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架方案設(shè)計(jì)和制作的流程。新的空調(diào)教學(xué)臺(tái)架直觀適用，便于開展理實(shí)一體化教學(xué)，具有較大的市場(chǎng)推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；空調(diào)；教學(xué)臺(tái)架

中圖分類號(hào)：U463.851-4；G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）05-0135-02

Design of Air Conditioning Teaching Platform Based on New Energy Vehicle

YANG Xiaogang

（Tianjin Sino-German University of Applied Sciences， Tianjin 300350）

Abstract： Aiming at the new demand in teaching， this paper analyzed the problems existing in the traditional automobile air conditioning teaching platform， and demonstrated the process of designing and making the new energy vehicle air conditioning teaching platform based on the full investigation. The new air conditioning teaching platform is intuitionistic and applicable， so it is easy to carry out the integrated teaching of physical and practical， and has considerable market value.

Keywords： new energy vehicle；air conditioning；teaching platform

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展也是日新月異?；诖耍殬I(yè)學(xué)校應(yīng)該順應(yīng)市場(chǎng)變化，加大新能源汽車空調(diào)技術(shù)方面的教學(xué)比重，對(duì)新能源汽車空調(diào)獨(dú)立開課，這必然會(huì)增大新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的需求[1]。本文主要探討新能源汽車的空調(diào)教學(xué)臺(tái)架設(shè)計(jì)。

1 傳統(tǒng)汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)大部分總成都安裝在汽車儀表臺(tái)下方，不容易觀察和講解。在教學(xué)過(guò)程中，需要首先移除汽車的儀表臺(tái)才能看到相關(guān)元件。由于地方狹小，只有近前的少量同學(xué)可以看到，教學(xué)質(zhì)量較差。由于不能看到空調(diào)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，因此，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的診斷思路。而借助新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架進(jìn)行教學(xué)，可以有效解決該問(wèn)題。

2 新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)方案

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組成員的前期調(diào)研和方案開發(fā)，筆者重新制定了新能源汽車的空調(diào)臺(tái)架方案。新的新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架主要由電動(dòng)渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)、控制單元、冷凝器、電子風(fēng)扇、空調(diào)儲(chǔ)液干燥器、蒸發(fā)器總成、通風(fēng)系統(tǒng)、膨脹閥、保險(xiǎn)盒、電源、操作面板、高低壓循環(huán)管路及連接線束等零部件和總成組成。

新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的整體元件布局應(yīng)盡量與實(shí)車的安裝位置對(duì)應(yīng)，為學(xué)生后期在實(shí)車上對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和維修打下良好基礎(chǔ)。臺(tái)架底座采用方鋼管進(jìn)行組裝焊接。為了滿足實(shí)際教學(xué)過(guò)程中的便利性，要盡量縮小整個(gè)教學(xué)臺(tái)架的外觀尺寸。

3 新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架電路設(shè)計(jì)

圖1是設(shè)計(jì)的新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的電路簡(jiǎn)圖。現(xiàn)在筆者具體分析新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的電路。

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

在點(diǎn)火開關(guān)位于ON位置時(shí)，打開送風(fēng)開關(guān)后，電流從電源正極出發(fā)，依次經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開關(guān)、保險(xiǎn)F9，抵達(dá)前鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)。選擇風(fēng)量開關(guān)1擋時(shí)，從前鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)出來(lái)后串接兩個(gè)分壓電阻，然后過(guò)前鼓風(fēng)機(jī)后經(jīng)由搭鐵構(gòu)成回路。由于分壓電阻的分壓作用，前鼓風(fēng)機(jī)獲得較低的電壓，構(gòu)成低速擋。選擇風(fēng)量開關(guān)2擋時(shí)，從前鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)出來(lái)后串接一個(gè)分壓電阻，然后過(guò)前鼓風(fēng)機(jī)后經(jīng)由搭鐵構(gòu)成回路。由于減少了1個(gè)分壓電阻進(jìn)行分壓，前鼓風(fēng)機(jī)獲得的電壓提高，轉(zhuǎn)速升高，構(gòu)成中速擋。選擇風(fēng)量開關(guān)3擋時(shí)，從前鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)出來(lái)時(shí)電流不再串接分壓電阻，直接過(guò)前鼓風(fēng)機(jī)后經(jīng)由搭鐵構(gòu)成回路，沒(méi)有分壓電阻的分壓，前鼓風(fēng)機(jī)獲得最高電壓，轉(zhuǎn)速最高，構(gòu)成高速擋。

后鼓風(fēng)機(jī)采用與前鼓風(fēng)機(jī)相同的電路，利用串接進(jìn)電路不同數(shù)量的分壓電阻，形成3級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)。

3.2 電磁離合器電路設(shè)計(jì)

3.1.1 電磁離合器控制電路設(shè)計(jì)。在點(diǎn)火開關(guān)位于ON位置時(shí)，電流從蓄電池正極出發(fā)，依次通過(guò)點(diǎn)火開關(guān)、保險(xiǎn)F9，然后抵達(dá)風(fēng)量開關(guān)。無(wú)論風(fēng)量開關(guān)處在1、2、3擋的哪個(gè)檔位，A/C開關(guān)都會(huì)得到供電。當(dāng)然，如果風(fēng)量開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，電磁離合器不會(huì)吸合。A/C開關(guān)也應(yīng)該處于無(wú)電狀態(tài)。電流經(jīng)過(guò)A/C開關(guān)后形成兩個(gè)分支，一路分支通向發(fā)光二極管指示燈，當(dāng)A/C開關(guān)被按下時(shí)，指示燈點(diǎn)亮；另一分支依次經(jīng)過(guò)A/C開關(guān)和壓力開關(guān)后與控制單元的紅色線3號(hào)管腳相連，為控制單元供電，同時(shí)提供風(fēng)量開關(guān)信號(hào)、A/C開關(guān)信號(hào)和壓力開關(guān)信號(hào)。當(dāng)然，控制單元的4號(hào)管腳要與臺(tái)架搭鐵構(gòu)成回路。

3.1.2 電磁離合器主電路設(shè)計(jì)。在點(diǎn)火開關(guān)位于ON位置時(shí)，電路依次通過(guò)常電保險(xiǎn)F1、壓縮機(jī)繼電器的開關(guān)，然后接通電磁離合器，最后通過(guò)電磁離合器外殼的搭鐵形成閉合回路，讓電磁離合器處于工作狀態(tài)，啟動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)。

3.3 冷凝風(fēng)扇的電路設(shè)計(jì)

3.3.1 冷凝風(fēng)扇控制電路設(shè)計(jì)。控制單元首先采集蒸發(fā)器溫度傳感器等各項(xiàng)輸入信號(hào)，然后和存儲(chǔ)的邏輯信息進(jìn)行判斷，結(jié)果需要接通電磁離合器時(shí)，就從控制單元的1號(hào)管腳輸出電源電壓，給壓縮機(jī)繼電器通電。與此同時(shí)，冷凝風(fēng)扇繼電器的線圈也得到了電流，繼電器觸點(diǎn)開關(guān)接通，從而讓冷凝風(fēng)扇主電路構(gòu)成回路，冷凝風(fēng)扇開始工作。

3.3.2 冷凝風(fēng)扇主電路設(shè)計(jì)。冷凝風(fēng)扇主電路中的電流從電源正極出發(fā)，首先到達(dá)常電保險(xiǎn)F1，然后接通冷凝風(fēng)扇繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，最后經(jīng)過(guò)冷凝風(fēng)扇的電機(jī)后經(jīng)過(guò)搭鐵構(gòu)成回路。如果此時(shí)電磁離合器處于工作狀態(tài)，冷凝風(fēng)扇的主電路就會(huì)接通，冷凝風(fēng)扇就會(huì)開始旋轉(zhuǎn)，帶走冷凝器的熱量。

4 新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架的特點(diǎn)

項(xiàng)目組從職業(yè)教育教學(xué)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合學(xué)校具體的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，重新設(shè)計(jì)制作了新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)。新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架既能演示空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，又具備強(qiáng)大的故障設(shè)置功能，能模擬實(shí)車上空調(diào)的各種工況，讓學(xué)生用合理的方式排除故障，培養(yǎng)學(xué)生的故障診斷能力?？偟膩?lái)說(shuō)，筆者新研制的新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架具有以下幾個(gè)突出特點(diǎn)。

4.1 成本便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架的主要部件是一套低壓電動(dòng)渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)，購(gòu)買渠道廣，費(fèi)用低。新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架配置專用控制單元，利用這個(gè)控制單元就可以控制空調(diào)工作，不需要配備專用的發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，大大降低了臺(tái)架的制造成本。

4.2 便于學(xué)生學(xué)習(xí)空調(diào)基本原理和維修技術(shù)

新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架舍棄了整車中與空調(diào)系統(tǒng)無(wú)關(guān)的其他結(jié)構(gòu)，使空調(diào)系統(tǒng)的主要總成可視化，借助實(shí)訓(xùn)臺(tái)架，學(xué)生可以直觀地看到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造和管路連接關(guān)系。學(xué)生借助學(xué)習(xí)手冊(cè)，結(jié)合實(shí)訓(xùn)臺(tái)架，極易地就可以掌握新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作原理。教師利用實(shí)訓(xùn)臺(tái)架設(shè)置故障讓學(xué)生排除，可以實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)。

5 結(jié)論

新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架設(shè)計(jì)制作完成后，在本校汽車相關(guān)專業(yè)的新能源汽車空調(diào)課程的教學(xué)過(guò)程中開展試用，反響良好。在理論教學(xué)過(guò)程中，教師可以利用新能源汽車空調(diào)教學(xué)臺(tái)架講解汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)、通風(fēng)取暖系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的組成及工作原理。在實(shí)訓(xùn)操作教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可以在臺(tái)架上進(jìn)行汽車空調(diào)測(cè)壓、檢漏、抽真空、冷媒加注等空調(diào)系統(tǒng)常規(guī)保養(yǎng)操作，也可以進(jìn)行汽車空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)不工作、汽車空調(diào)電磁離合器不工作故障排除等實(shí)訓(xùn)操作。新能源汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架既可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的可視化學(xué)習(xí)，又滿足了教師低成本維護(hù)的教學(xué)需求，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹汝恒，劉松，張書義，等.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2016（6）：106-108.