汽車實訓(xùn)平臺空調(diào)系統(tǒng)簡化改造

毛福新，郭曉河，王再浩

（1.天津科技大學(xué)，天津 300457；2.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

汽車實訓(xùn)平臺空調(diào)系統(tǒng)簡化改造

毛福新1，2，郭曉河2，王再浩2

（1.天津科技大學(xué)，天津 300457；2.天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

目前很多的汽車實訓(xùn)平臺都是多功能的，能夠滿足多個實訓(xùn)項目的練習(xí)，但同時也會帶來維修不方便以及不利于專項學(xué)習(xí)等多方面的問題。改造后的平臺只保留自動空調(diào)實訓(xùn)項目相關(guān)內(nèi)容，無其它實訓(xùn)項目的布線干擾，學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確。該平臺適用于中、高職業(yè)學(xué)校、職業(yè)技工類學(xué)校、職教中心等開設(shè)的汽車維修專業(yè)以及汽車維修電工、汽車電子等相關(guān)工種的教學(xué)與技能培訓(xùn)。

汽車；實訓(xùn)平臺；實訓(xùn)項目；教學(xué)；技能培訓(xùn)

1 系統(tǒng)介紹

空調(diào)自動控制系統(tǒng)需要汽車各系統(tǒng)之間采用CAN-BUS總線技術(shù)進行信息共享，因此需要較多的部件共同來完成。由于開發(fā)的是教學(xué)類產(chǎn)品，為了降低成本及實現(xiàn)教學(xué)功能，通常會省去發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和發(fā)動機控制單元、車速和ABS控制單元、網(wǎng)關(guān)等零部件，采用模擬控制板進行代替，通過模擬開發(fā)板來控制空調(diào)冷熱風(fēng)轉(zhuǎn)換。其控制原理是通過采集鼓風(fēng)機運轉(zhuǎn)信號作為使能信號，然后根據(jù)溫度調(diào)節(jié)信號控制空調(diào)壓縮機工作或停止，從而達到空調(diào)自動控制的過程（如圖1所示）以及其教學(xué)功能。

圖1 空調(diào)自動控制過程

2 系統(tǒng)設(shè)計

（1）使能信號采集：由圖1可以看出空調(diào)壓縮機工作的前提條件是鼓風(fēng)機有運轉(zhuǎn)信號，所以將該信號作為控制系統(tǒng)的使能信號，使能溫度控制電路的供電狀態(tài)。通過測量原實訓(xùn)平臺的電壓，在鼓風(fēng)機不工作時，其輸出電壓信號U=0.09V；鼓風(fēng)機啟動運轉(zhuǎn)時，其輸出電壓信號U=2.87V；鼓風(fēng)機的輸出電壓信號與其運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速成正比，最高電壓為U=12V。通過對比以上數(shù)據(jù)，可利用比較器來實現(xiàn)使能功能。

具體實現(xiàn)方式如圖2所示：鼓風(fēng)機有運轉(zhuǎn)信號時電壓會大于1.39V，與比較器LM393的2腳電壓比較后輸出高電平，此時三極管8050符合導(dǎo)通條件，導(dǎo)通后的電流經(jīng)過繼電器K1的線圈，在電磁效應(yīng)的作用下K1的動觸點1腳與靜觸點3腳吸合，使能輸出端得到12V電壓，溫度控制電路工作；鼓風(fēng)機無運轉(zhuǎn)信號時電壓小于1.39V，比較后輸出低電平，三極管不符合導(dǎo)通條件，繼電器線圈無電流經(jīng)過，使能輸出端無電壓輸出，溫度控制電路不能正常工作。

圖2 使能信號采集電路

（2）溫度控制：原實訓(xùn)臺上有一臺微型空調(diào)控制器，雖然無法讀出溫度數(shù)據(jù)，但可以測量不同溫度時對應(yīng)輸出的模擬量，因此可通過檢測模擬量來實現(xiàn)溫度控制。經(jīng)過對多個溫度點時的電壓測量，發(fā)現(xiàn)其變化范圍為0～2V，根據(jù)該變化范圍合理設(shè)計圖3中R10與R12的阻值，通過改變R12的電阻值來模擬設(shè)置溫度閾值。

具體實現(xiàn)方式如圖3所示：R12采用多圈電位器來提高設(shè)置溫度的精度，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)實際溫度大于設(shè)置的溫度閾值時，比較器輸出高電平，三極管符合導(dǎo)通條件，繼電器線圈得電，在電磁效應(yīng)的作用下斷點A與斷點B導(dǎo)通，空調(diào)壓縮機開始工作。相反，當(dāng)實際溫度小于設(shè)置的溫度閾值時，比較器輸出低電平，三極管截止導(dǎo)通，空調(diào)壓縮機停止工作。

圖3 溫度控制電路

3 測試結(jié)果

汽車實訓(xùn)平臺空調(diào)系統(tǒng)簡化改造后，在實驗室測試效果良好，但需要在真實的平臺環(huán)境中驗證。根據(jù)汽車平臺中空調(diào)部分改造的要求，如表1中的每一項測試內(nèi)容都經(jīng)過至少30次的驗證試驗，且驗證結(jié)果全部符合要求，其中一組測試數(shù)據(jù)如表1所示。測試結(jié)果表明：空調(diào)壓縮機工作的條件是鼓風(fēng)機有運轉(zhuǎn)信號且實際溫度大于設(shè)置的溫度閾值，其它任何情況下則不能工作。

表1 測試表格

4 結(jié)語

該平臺的簡化改造不僅能把老舊設(shè)備利用起來，而且從教學(xué)層次來說也是有意義的一次改革。經(jīng)過教學(xué)驗證得出，改造后的汽車實訓(xùn)平臺更能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不會再像以前在老舊設(shè)備實訓(xùn)中面對復(fù)雜的接線而不知所措，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性驟減。改造后的汽車實訓(xùn)平臺現(xiàn)在已用于部分高職學(xué)校，反饋結(jié)果良好。

［1］鐘會球.電動汽車空調(diào)系統(tǒng)仿真與實驗研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2012.

［2］曹興舉.汽車空調(diào)實驗臺的研制、調(diào)試運行及使用［D］.西安：長安大學(xué)，2012.

［3］樸振華，張趙輝，王菲，等.現(xiàn)代汽車空調(diào)的結(jié)構(gòu)原理與故障檢修［J］.交通科技與經(jīng)濟，2011，（2）：107-110.

［4］陳建華.汽車空調(diào)實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計［J］.武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，8（1）：93-95.

［5］康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）［M］.北京:高等教育出版社，2005.

Sim plification of Air Conditioning System for Automobile Training Platform

MAO Fu-xin1，2,GUO Xiao-he2，WANG Zai-hao2
（1.Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Tianjin Vocational and Technical Teachers University，Tianjin 300222，China）

At present，many of the car training platforms aremulti-functional，able tomeet the practice ofmultiple training projects，but also bring about inconvenience tomaintenance and is not conducive to special learning and other aspects of the problem.After the transformation of the platform，it only retains the automatic air conditioning training project related content，withoutother training projectwiring interference，learning objectivesmore clear.The platform is suitable formedium and high vocational schools，vocational technical schools，vocational education centers and other auto repair professional and automotive maintenance ofelectrical，automotiveelectronicsand other related typesof teaching and skills training.

automobile；training platform；training project；teaching；skills training

U463.8

A

2095-980X（2017）05-0110-02

2017-04-23

毛福新（1987-），男，天津人，大學(xué)本科，助理實驗師，主要研究方向：自動控制與電子設(shè)計。