基于直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的中職汽車教學(xué)探究

馬兆賓

摘要：我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展呈指數(shù)式的進(jìn)步，逐漸向世界先進(jìn)制造的第一梯隊(duì)靠攏。作為培養(yǎng)汽車維修工匠的教育工作者，在深入理論和實(shí)踐過(guò)程中，需要對(duì)先進(jìn)汽車技術(shù)的教學(xué)模式進(jìn)行梳理。本文從直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制模式這一視角下，對(duì)汽車上最常見(jiàn)的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制進(jìn)行歸納，對(duì)教學(xué)模式的探討進(jìn)行交流，拋磚引玉，希望能給汽車教學(xué)研究提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：直流電動(dòng)機(jī);轉(zhuǎn)速控制;教學(xué)探究

我國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)的發(fā)展呈指數(shù)式的進(jìn)步，逐漸向世界先進(jìn)制造的第一梯隊(duì)靠攏。直流電動(dòng)機(jī)在汽車上的運(yùn)用非常多，比如：電動(dòng)座椅電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)后視鏡電動(dòng)機(jī)，門(mén)窗玻璃的升降等都采用直流電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制，轉(zhuǎn)速控制從純線路到LIN線控制到單片機(jī)控制，我們的教學(xué)模式從測(cè)量保險(xiǎn)、開(kāi)關(guān)的好壞到波形檢測(cè)，從人工檢測(cè)到診斷儀的動(dòng)作測(cè)試，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制是汽車教學(xué)值得深入研究和分析的課題。

一、直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

（一）汽車直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳統(tǒng)控制模式

對(duì)于汽車上直流電動(dòng)機(jī)的控制，傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法通常是采用串聯(lián)電阻的大小、數(shù)量、電位計(jì)等來(lái)改變通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)的電流，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變，這種改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過(guò)降低電流或者電壓的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，浪費(fèi)了汽車上寶貴的電能。

（二）主流汽車直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

1.占空比控制

占空比就是一個(gè)周期內(nèi)通電時(shí)間與周期的比值。如圖1-1所示，散熱風(fēng)扇控制器收到不同的占空比，會(huì)以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，占空比越大，轉(zhuǎn)速越高。如果空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有開(kāi)啟，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元僅依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部程序管理散熱風(fēng)扇控制單元。風(fēng)扇控制單元收到10%脈寬調(diào)制信號(hào)，冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，該基礎(chǔ)信號(hào)發(fā)送給風(fēng)扇控制單元，用于確認(rèn)是否有信號(hào)傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。如圖1-2所示， LIN線的波形，當(dāng)隱形電壓為12V時(shí)，散熱風(fēng)扇控制器不工作，當(dāng)LIN顯性電壓為0V左右時(shí)，散熱風(fēng)扇控制器根據(jù)不同的占空比信號(hào)控制轉(zhuǎn)速[1]。

2.具有反饋的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制不僅可以通過(guò)LIN線控制，也可以根據(jù)外部輸入信號(hào)的不同由控制器內(nèi)部設(shè)定好程序?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速的變化。

如圖1-3所示，上海大眾途觀1.8T散熱風(fēng)扇控制器控制的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電路圖[2]。當(dāng)J126的T6Z/2接收到控制單元J255的高速轉(zhuǎn)動(dòng)命令后，電動(dòng)機(jī)V2就會(huì)以最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1-4所示，V2最高轉(zhuǎn)速時(shí)的電壓波形信號(hào)，同時(shí)J126的T6Z/1會(huì)反饋給J255一個(gè)電壓信號(hào)如圖1-5所示。由此可見(jiàn)，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是閉環(huán)控制。

二、中職汽車教學(xué)模式發(fā)展存在的問(wèn)題

中職汽車教學(xué)模式的探索不斷的前進(jìn)著，從傳統(tǒng)教學(xué)，發(fā)展到理論和實(shí)踐結(jié)合的一體化教學(xué)，以及德國(guó)雙元制的工學(xué)交替，汽車教學(xué)模式是多種多樣的，中職學(xué)校的教學(xué)模式還存在一定的問(wèn)題：

（一）教學(xué)模式單一，教學(xué)方法缺乏多樣化

大多數(shù)老師雖然按一體化教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)工作，老師先講解演示，學(xué)生后實(shí)習(xí)。學(xué)生參與課堂的積極性還有很大的開(kāi)發(fā)潛力，學(xué)生自學(xué)能力差，教學(xué)模式缺乏多樣化。

（二）灌輸式教學(xué)模式依然存在

中職學(xué)生大都理論基礎(chǔ)比較薄弱，特別是電氣相關(guān)專業(yè)課，教學(xué)效果不理想，但教師為了完成教學(xué)任務(wù)，必須趕進(jìn)度，就常常講解。學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力沒(méi)有充分挖掘。

三、中職汽車教學(xué)方法研究--汽車直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

（一）改變中職汽車教師傳統(tǒng)的教育理念

中職教學(xué)的主要目標(biāo)不僅僅是學(xué)習(xí)國(guó)家規(guī)定的技能，而是要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)表達(dá)、學(xué)會(huì)動(dòng)手解決問(wèn)題的能力。這就要求中職教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育理念，在課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考，不斷類比、總結(jié)、歸納，從而使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，參與到課堂教學(xué)，時(shí)間久了，學(xué)生學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)、分析。學(xué)生具備了較好的自學(xué)能力，表達(dá)能力，學(xué)到了很多東西，就會(huì)產(chǎn)生成就感，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)提高。可見(jiàn)，轉(zhuǎn)變教師的教育理念非常重要。

（二）汽車直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制教學(xué)探究

該課題教學(xué)適合具有一定基礎(chǔ)的汽車維修高級(jí)班學(xué)生。在教學(xué)過(guò)程中采用提問(wèn)的方法，引入直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，比如以起動(dòng)系為例，介紹直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速依靠電磁開(kāi)關(guān)控制，但轉(zhuǎn)速特性很難控制，如何讓直流電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在變換速度呢？啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生向鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)這個(gè)問(wèn)題靠攏，然后思考如何實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速可控穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)。我們把主流電動(dòng)機(jī)的12V電源接通，過(guò)1秒鐘再接通，連續(xù)這樣操作會(huì)使什么樣的效果？如果繼續(xù)縮短斷開(kāi)與接通時(shí)間會(huì)使什么效果？推出占空比的概念，然后用示波器進(jìn)行演示。下發(fā)繪制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)原理簡(jiǎn)圖的任務(wù)1，在教師巡回指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)。學(xué)生經(jīng)過(guò)討論分析，將繪制的結(jié)果張貼在黑板上，然后派各組的代表上去講解，這樣不僅提高了小組的團(tuán)隊(duì)合作能力，也提高了學(xué)生的語(yǔ)言組織表達(dá)能力，還能進(jìn)行比較和區(qū)分，找出差異。最后，教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)，對(duì)表現(xiàn)最好的小組進(jìn)行表?yè)P(yáng)，對(duì)表現(xiàn)較差的小組給與鼓勵(lì)。接著下發(fā)圖1-3，讓學(xué)生分析散熱風(fēng)扇控制器J126上每根線的作用，學(xué)生可以通過(guò)教材后面的波形進(jìn)行查找，也可以根據(jù)J255針腳定義進(jìn)行分析，也可以在整車上用示波器進(jìn)行測(cè)量，在限定的20分鐘內(nèi)將結(jié)果標(biāo)在電路圖上，然后講解和展示。最后，在老師總結(jié)后，測(cè)量出直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可變已經(jīng)反饋的波形，要求學(xué)生盡量將圖1-4、1-5拍照轉(zhuǎn)發(fā)到微信朋友圈，豐富學(xué)生業(yè)余生活。

四、小結(jié)

筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中注重學(xué)生思維品質(zhì)、歸納和演繹能力的培養(yǎng)。以理論為基礎(chǔ)，以實(shí)踐相結(jié)合的方法，讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)結(jié)束后大膽展示自己的實(shí)習(xí)體會(huì)，采用繪制電路、波形，展示學(xué)生成果、發(fā)微信朋友圈等多種方式使學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，不斷提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、自覺(jué)學(xué)習(xí)的能力。只要我們朝著正確的方向，以時(shí)不我待的精神，以求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，中職汽車維修教學(xué)的明天一定會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)：

[1]王偉波、曲海勇.汽車空調(diào)構(gòu)造與維修[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.7

[2]蔣屹.2012款帕薩特、途觀車系完全維修手冊(cè)[M].北京：機(jī)械出版社，2013

[3]黎建豐、李參.汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2015.4

[4]梁曉亮.中職汽車維修專業(yè)一體化教學(xué)探索[J].劍南文學(xué)，2010.5