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新能源汽车空调教学实验台架设计

随着新能源汽车产业的飞速发展,新能源汽车空调系统的技术发展也是日新月异。基于此,职业学校应该顺应市场变化,加大新能源汽车空调技术方面的教学比重,对新能源汽车空调独立开课,这必然会增大新能源汽车空调教学台架的需求。本文主要探讨新能源汽车的空调教学台架设计。
1 传统汽车空调教学台架存在的问题
传统汽车空调系统大部分总成都安装在汽车仪表台下方,不容易观察和讲解。在教学过程中,需要首先移除汽车的仪表台才能看到相关元件。由于地方狭小,只有近前的少量同学可以看到,教学质量较差。由于不能看到空调系统的整体结构,因此,无法培养学生系统的诊断思路。而借助新能源汽车空调教学台架进行教学,可以有效解决该问题。
2 新能源汽车空调教学台架的总体设计方案
经过项目组成员的前期调研和方案开发,笔者重新制定了新能源汽车的空调台架方案。新的新能源汽车空调教学台架主要由电动涡旋式空调压缩机、控制单元、冷凝器、电子风扇、空调储液干燥器、蒸发器总成、通风系统、膨胀阀、保险盒、电源、操作面板、高低压循环管路及连接线束等零部件和总成组成。
新能源汽车空调教学台架的整体元件布局应尽量与实车的安装位置对应,为学生后期在实车上对空调系统进行维护和维修打下良好基础。台架底座采用方钢管进行组装焊接。为了满足实际教学过程中的便利性,要尽量缩小整个教学台架的外观尺寸。
3 新能源汽车空调教学台架电路设计
具体分析新能源汽车空调教学台架的电路。
3.1 通风系统电路设计
在点火开关位于ON位置时,打开送风开关后,电流从电源正极出发,依次经过点火开关、保险F9,抵达前鼓风机开关。选择风量开关1挡时,从前鼓风机开关出来后串接两个分压电阻,然后过前鼓风机后经由搭铁构成回路。由于分压电阻的分压作用,前鼓风机获得较低的电压,构成低速挡。选择风量开关2挡时,从前鼓风机开关出来后串接一个分压电阻,然后过前鼓风机后经由搭铁构成回路。由于减少了1个分压电阻进行分压,前鼓风机获得的电压提高,转速升高,构成中速挡。选择风量开关3挡时,从前鼓风机开关出来时电流不再串接分压电阻,直接过前鼓风机后经由搭铁构成回路,没有分压电阻的分压,前鼓风机获得最高电压,转速最高,构成高速挡。
后鼓风机采用与前鼓风机相同的电路,利用串接进电路不同数量的分压电阻,形成3级风量调节。前鼓风机开关白保险
3.2 电磁离合器电路设计
3.1.1 电磁离合器控制电路设计。在点火开关位于
ON位置时,电流从蓄电池正极出发,依次通过点火开关、保险F9,然后抵达风量开关。无论风量开关处在1、2、3 挡的哪个档位,A/C开关都会得到供电。当然,如果风量开关处于关闭状态,电磁离合器不会吸合。A/C开关也应该处于无电状态。电流经过A/C开关后形成两个分支,一路分支通向发光二极管指示灯,当A/C开关被按下时,指示灯点亮;另一分支依次经过A/C开关和压力开关后与控制单元的红色线3号管脚相连,为控制单元供电,同时提供风量开关信号、A/C开关信号和压力开关信号。当然,控制单元的4号管脚要与台架搭铁构成回路。
3.1.2 电磁离合器主电路设计。在点火开关位于
ON位置时,电路依次通过常电保险F1、压缩机继电器的开关,然后接通电磁离合器,最后通过电磁离合器外壳的搭铁形成闭合回路,让电磁离合器处于工作状态,启动空调压缩机。
3.3 冷凝风扇的电路设计
3.3.1 冷凝风扇控制电路设计。控制单元首先采集蒸发器温度传感器等各项输入信号,然后和存储的逻辑信息进行判断,结果需要接通电磁离合器时,就从控制单元的1号管脚输出电源电压,给压缩机继电器通电。与此同时,冷凝风扇继电器的线圈也得到了电流,继电器触点开关接通,从而让冷凝风扇主电路构成回路,冷凝风扇开始工作。
3.3.2 冷凝风扇主电路设计。冷凝风扇主电路中的电流从电源正极出发,首先到达常电保险F1,然后接通冷凝风扇继电器的触点开关,最后经过冷凝风扇的电机后经过搭铁构成回路。如果此时电磁离合器处于工作状态,冷凝风扇的主电路就会接通,冷凝风扇就会开始旋转,带走冷凝器的热量。
4 新能源汽车空调教学台架的特点
项目组从职业教育教学的教学实训特点出发,结合学校具体的实训环境,重新设计制作了新能源汽车空调实训台。新能源汽车空调教学台架既能演示空调系统的工作状态,又具备强大的故障设置功能,能模拟实车上空调的各种工况,让学生用合理的方式排除故障,培养学生的故障诊断能力。总的来说,笔者新研制的新能源汽车空调实训台架具有以下几个突出特点。
4.1 成本便宜、结构简单
新能源汽车空调实训台架的主要部件是一套低压电动涡旋式空调压缩机,购买渠道广,费用低。新能源汽车空调实训台架配置专用控制单元,利用这个控制单元就可以控制空调工作,不需要配备专用的发动机电脑,大大降低了台架的制造成本。
4.2 便于学生学习空调基本原理和维修技术
新能源汽车空调实训台架舍弃了整车中与空调系统无关的其他结构,使空调系统的主要总成可视化,借助实训台架,学生可以直观地看到整个空调系统的内部构造和管路连接关系。学生借助学习手册,结合实训台架,极易地就可以掌握新能源汽车空调系统的工作原理。教师利用实训台架设置故障让学生排除,可以实现理实一体化教学。
5 结论
新能源汽车空调教学台架设计制作完成后,在本校汽车相关专业的新能源汽车空调课程的教学过程中开展试用,反响良好。在理论教学过程中,教师可以利用新能源汽车空调教学台架讲解汽车空调制冷系统、通风取暖系统和控制系统的组成及工作原理。在实训操作教学过程中,学生可以在台架上进行汽车空调测压、检漏、抽真空、冷媒加注等空调系统常规保养操作,也可以进行汽车空调鼓风机不工作、汽车空调电磁离合器不工作故障排除等实训操作。新能源汽车空调实训台架既可以实现学生的可视化学习,又满足了教师低成本维护的教学需求,基本达到了设计目标。


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