豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的研制

浙江豪情汽車工業(yè)學(xué)校 林 龍，趙金龍，余錦霞

1 引言

汽車空調(diào)是汽車上非常實(shí)用的功能部件，隨著車上空調(diào)的頻繁使用，汽車空調(diào)產(chǎn)生的問題越來越多，不僅有空調(diào)元件故障，還有空調(diào)系統(tǒng)電路引起的故障，這給汽修行業(yè)人員帶來了極大的挑戰(zhàn)。再回看中職學(xué)校對汽修人才的培養(yǎng)，特別是在汽車空調(diào)教學(xué)方面，雖然注重理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作相結(jié)合，但學(xué)校采購的空調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備都只能設(shè)置簡單的故障，實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的故障都集中發(fā)生在線路斷路方面，不能從根本上滿足學(xué)生的需求。為了提高中職學(xué)校汽車空調(diào)實(shí)訓(xùn)效果，本人設(shè)計(jì)研制出符合自身教學(xué)需求的豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)（圖1），此實(shí)訓(xùn)臺(tái)可以設(shè)置多種故障，故障涉及的范圍有開關(guān)、線路、相關(guān)元件等，學(xué)生可依據(jù)顯示面板上的電路，按照自己所學(xué)汽車空調(diào)知識(shí)，學(xué)會(huì)檢修空調(diào)系統(tǒng)的常見故障。

圖1 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)

2 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)要求

（1）該實(shí)訓(xùn)臺(tái)基于豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，再結(jié)合空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)A/C開關(guān)、冷凝器、鼓風(fēng)機(jī)等部件，并根據(jù)電路圖用導(dǎo)線合理連接起來，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬演示豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)的工作過程。

（2）在實(shí)訓(xùn)臺(tái)顯示面板右上方安裝空調(diào)壓力表，包括高壓表和低壓表，還有空調(diào)溫度傳感器?？照{(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，可以看到高、低壓壓力大小與空調(diào)溫度變化情況，判斷空調(diào)系統(tǒng)工作是否正常。

（3）根據(jù)空調(diào)電路走向和要檢測的部件，將測量端子安裝在顯示面板上，同時(shí)在顯示面板上設(shè)有故障診斷接口，可使用故障檢測儀讀取空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)故障代碼和數(shù)據(jù)流信息，再配合萬用表通過測量端子對相關(guān)線路進(jìn)行檢測。

（4）手動(dòng)故障設(shè)置開關(guān)安裝在實(shí)訓(xùn)臺(tái)顯示面板右下方，靠近點(diǎn)火開關(guān)位置，同時(shí)再配備一個(gè)遙控設(shè)置故障集成電路板，兩種故障設(shè)置可同時(shí)進(jìn)行，一旦故障設(shè)置成功，就可以模擬相關(guān)線路和開關(guān)故障。

3 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的設(shè)計(jì)思路

通過查閱豐田威馳車維修手冊，將空調(diào)系統(tǒng)電路單獨(dú)提取出來，繪制成CAD電路圖，再將CAD電路圖制作成貼紙。準(zhǔn)備手動(dòng)空調(diào)零部件，包括空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)開關(guān)、冷凝器等，排除空調(diào)系統(tǒng)上機(jī)械和電氣故障后，重新制作焊接空調(diào)臺(tái)架，最后將空調(diào)系統(tǒng)零件和汽車儀表臺(tái)組裝在空調(diào)臺(tái)架上，配上顯示面板，將貼紙整齊貼到面板上，重新布置導(dǎo)線和設(shè)置故障開關(guān)，制成能夠提供給學(xué)生測試和排故用的豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)。

4 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案

4.1 總體設(shè)計(jì)

首先，采用豐田威馳車空調(diào)系統(tǒng)，作為豐田汽車一款經(jīng)典車型，該車空調(diào)控制面板、空調(diào)管路、壓縮機(jī)、冷凝器等都可以從汽配市場上買來，而且價(jià)格實(shí)惠，維修更換都很方便。其次，此實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)有一塊長方形的顯示面板，面板上有手動(dòng)空調(diào)的電路圖和測量端子，通過顯示面板上的電路圖、測量端子、空調(diào)管路高低壓表、空調(diào)溫度傳感器等，學(xué)生可以直觀地了解到手動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)電路的控制路線及工作原理，在排故過程中可以使用萬用表對相關(guān)線路進(jìn)行測量。為了讓此實(shí)訓(xùn)臺(tái)更加切合實(shí)際，在實(shí)訓(xùn)臺(tái)顯示面板前方焊接了4根固定鋼架，用于安裝豐田威馳車儀表臺(tái)，空調(diào)壓縮機(jī)、380 V電動(dòng)機(jī)和空調(diào)制冷管路安裝在儀表臺(tái)下方。最后，此實(shí)訓(xùn)臺(tái)具有遙控設(shè)置故障和手動(dòng)設(shè)置故障功能，操控性更強(qiáng)，教師可通過設(shè)置故障開關(guān)，考核學(xué)生掌握空調(diào)知識(shí)總體情況。

4.2 局部設(shè)計(jì)

4.2.1 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)支架設(shè)計(jì)

豐田威馳車實(shí)訓(xùn)臺(tái)支架設(shè)計(jì)時(shí)要先測量整個(gè)儀表臺(tái)長度、顯示面板的尺寸，根據(jù)兩者尺寸選擇市場上普遍使用的角鋼和方鋼，4 cm方鋼用于整個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)底部承重框架，2 cm角鋼用于顯示面板和儀表臺(tái)的4根固定鋼架，在顯示面板和儀表臺(tái)中間要安裝空調(diào)壓縮機(jī)、380 V電動(dòng)機(jī)等零件，在設(shè)計(jì)過程中，要控制好顯示面板和儀表臺(tái)之間支架的距離。

4.2.2 電路設(shè)計(jì)

豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)電路來自于豐田威馳車維修手冊，這就需要從維修手冊中提取出來，然后通過CAD繪制，繪制過程中要考慮到整體布局的協(xié)調(diào)性，顏色花紋、字體大小、線路粗細(xì)都要合理適中（圖2）。電路圖最終設(shè)計(jì)好了之后就可以委托廣告公司制作成貼紙，再將貼紙貼到顯示面板尺寸大的鋁塑板上。在電路上設(shè)置一些與學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的故障線路，同時(shí)配合手動(dòng)設(shè)置故障開關(guān)和遙控設(shè)置故障開關(guān)，給學(xué)生進(jìn)行相關(guān)排故練習(xí)。

4.2.3 顯示面板的設(shè)計(jì)

制作顯示面板的材料主要為鋁塑板，首先根據(jù)顯示面板的尺寸，用方鋼制作1個(gè)框架，框架焊接要牢固，再將顯示面板安裝在框架內(nèi)。電路圖貼紙貼到顯示面板后，要在顯示面板上需要線路測量的地方鉆孔，以便安裝測量端子，同時(shí)根據(jù)顯示面板正面的電路走向，在背面將端子與設(shè)備用導(dǎo)線進(jìn)行串聯(lián)連接。為了避免導(dǎo)線錯(cuò)亂的放，要用扣板將導(dǎo)線歸納起來，方便以后的檢查。

圖2 豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的電路設(shè)計(jì)

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 空調(diào)壓縮機(jī)離合器

（1）故障設(shè)置。按下遙控故障設(shè)置開關(guān)2號鍵，信號傳遞給故障集成電路板2號繼電器，繼電器里的開關(guān)斷開空調(diào)壓縮機(jī)離合器正極端子1與空調(diào)壓縮機(jī)繼電器端子87的線路，即模擬鼓風(fēng)機(jī)工作，空調(diào)壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)不制冷，應(yīng)檢查空調(diào)壓縮機(jī)及其控制電路。

（2）故障分析。豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)離合器電路由壓力開關(guān)、空調(diào)放大器、空調(diào)繼電器、空調(diào)A/C開關(guān)組成，這些部件缺一不可，如果其中一個(gè)部件出現(xiàn)了問題，整個(gè)空調(diào)壓縮機(jī)就停止運(yùn)行。

（3）故障診斷。接通點(diǎn)火開關(guān)，起動(dòng)380 V電動(dòng)機(jī)，380 V電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)帶帶動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行，分別打開空調(diào)A/C開關(guān)和鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)，將溫度旋鈕開關(guān)調(diào)整到冷風(fēng)位置，檢查出風(fēng)口有無冷風(fēng)，發(fā)現(xiàn)沒有冷風(fēng)吹出，且空調(diào)壓縮機(jī)離合器無接合聲音。關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，拆下空調(diào)電磁離合器，用導(dǎo)線連接蓄電池與電磁離合器導(dǎo)線接頭，可聽到空調(diào)壓縮機(jī)離合器有接合的聲音，說明空調(diào)壓縮機(jī)離合器工作正常。再檢查空調(diào)A/C開關(guān)、空調(diào)壓力開關(guān)、空調(diào)繼電器，分別拆下空調(diào)壓力開關(guān)和空調(diào)繼電器，將萬用表調(diào)至電阻擋，用測電阻的方法檢測空調(diào)壓力開關(guān)和空調(diào)繼電器，均正常。最后把問題轉(zhuǎn)向空調(diào)壓縮機(jī)相關(guān)線路，先檢查空調(diào)壓縮機(jī)線路的熔絲，接通點(diǎn)火開關(guān)，采用試燈方法檢查，熔絲正常。檢查該熔斷絲分別至空調(diào)繼電器的端子30、端子85之間的線路，均導(dǎo)通，空調(diào)繼電器的端子86至空調(diào)放大器的端子12之間的線路，也導(dǎo)通；再檢測空調(diào)繼電器端子87至空調(diào)壓縮機(jī)離合器正極的端子1之間的線路，不導(dǎo)通。

（4）故障排除。再次按下遙控故障設(shè)置開關(guān)2號鍵，信號傳遞給故障集成電路板2號繼電器，繼電器里開關(guān)閉合，測量空調(diào)壓縮機(jī)離合器正極的端子1號與空調(diào)壓縮機(jī)繼電器的端子87之間的線路，導(dǎo)通，故障解除。

5.2 鼓風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)

（1）故障設(shè)置。按下遙控器故障設(shè)置開關(guān)6號鍵，信號傳遞給故障集成電路板6號繼電器，繼電器里的開關(guān)斷開鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)端子2至鼓風(fēng)機(jī)繼電器的端子86之間的線路，即模擬空調(diào)壓縮機(jī)離合器正常工作，空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有空氣流動(dòng)的故障現(xiàn)象，應(yīng)檢查鼓風(fēng)機(jī)及其控制電路。

（2）故障分析。導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)不工作的故障原因可能是鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良、暖風(fēng)繼電器線圈斷路或開關(guān)接觸不良、鼓風(fēng)機(jī)及其控制線路斷路或松脫。

（3）故障診斷。首先檢查鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)，拆下鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)，將萬用表調(diào)至電阻擋，用測電阻的方法檢測其開關(guān)觸點(diǎn)導(dǎo)通性，發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)觸點(diǎn)良好，工作正常。將鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)裝復(fù)，再進(jìn)一步檢查鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，先拔下鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)連接器，用導(dǎo)線連接蓄電池和鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，可看到鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，說明電動(dòng)機(jī)工作正常，裝回鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)連接器。再拔下暖風(fēng)繼電器，檢測暖風(fēng)繼電器線圈電阻及開關(guān)，發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)繼電器無損壞，裝好暖風(fēng)繼電器。排除鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)、鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)及暖風(fēng)繼電器后，轉(zhuǎn)向鼓風(fēng)機(jī)相關(guān)控制線路，最后用測電阻的方法檢測鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)端子2至鼓風(fēng)機(jī)繼電器端子86之間的線路，發(fā)現(xiàn)此線路不導(dǎo)通。

（4）故障排除。再次按下遙控器故障設(shè)置開關(guān)6號鍵，信號傳遞給故障集成電路板6號繼電器，繼電器里的開關(guān)閉合，測量鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)端子2至鼓風(fēng)機(jī)繼電器端子86之間的線路，導(dǎo)通，故障解除。

6 結(jié)束語

豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)已經(jīng)用于中職學(xué)校汽修實(shí)訓(xùn)教學(xué)，雖然所研制的實(shí)訓(xùn)臺(tái)在功能上還有一些缺失，但隨著汽車新技術(shù)不斷與汽修教學(xué)接軌，筆者和同事將對豐田威馳車手動(dòng)空調(diào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)不斷進(jìn)行改造完善，相信該實(shí)訓(xùn)臺(tái)改造完成后，不僅會(huì)對職業(yè)學(xué)校汽修人才培養(yǎng)提供幫助，也能為相關(guān)培訓(xùn)及科研機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支持。