發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板設(shè)計(jì)分析

姜永祥，李萍，黃銀花，汪東明，王浩宇，楊碩，李志鑫

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223001）

汽車教育

發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板設(shè)計(jì)分析

姜永祥，李萍，黃銀花，汪東明，王浩宇，楊碩，李志鑫

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223001）

冷卻系統(tǒng)在汽車發(fā)動機(jī)工作過程中起到的作用不容忽視，該知識點(diǎn)在發(fā)動機(jī)課程教學(xué)中也至關(guān)重要。作為高職汽修專業(yè)的學(xué)生，對汽車的基本結(jié)構(gòu)和工作原理應(yīng)有清晰認(rèn)知和一定程度的掌握，尤其是在現(xiàn)代汽車電控發(fā)動機(jī)中，冷卻系統(tǒng)有著更加精確的控制，從而保證發(fā)動機(jī)在最佳的溫度下工作。文章結(jié)合冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和作用及在教學(xué)中的地位，針對教學(xué)用冷卻系統(tǒng)示教板的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理分析與設(shè)計(jì)，最終開發(fā)一款簡單實(shí)用的冷卻系統(tǒng)教學(xué)設(shè)備，為這一部分教學(xué)提供實(shí)踐支撐，從而改善學(xué)生厭學(xué)的現(xiàn)狀。

冷卻系統(tǒng)；示教板；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.070

CLC NO.: U464.138 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-205-03

1、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板概述

1.1 發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板構(gòu)造

汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成包括：水泵、電動機(jī)、散熱器、膨脹水箱、節(jié)溫器、冷卻水管、電動風(fēng)扇和暖風(fēng)水箱等。

如上圖1所示，冷卻系統(tǒng)示教板結(jié)構(gòu)包括：鋁塑板支架（腳部裝有帶有鎖止功能的萬向腳輪），材料為鋁合金或不銹鋼，用于噴繪彩色原理圖、安裝控制開關(guān)和零部件實(shí)物的4mm鋁塑板，面板下面設(shè)計(jì)30cm寬的臺面，面板背部安裝控制電路面板和變壓器等還有一根三相交流電插座以及使用說明書。

圖1 冷卻系統(tǒng)示教板實(shí)物

發(fā)動機(jī)工作過程中冷卻系統(tǒng)每個(gè)部件都至關(guān)重要。如節(jié)溫器，其決定冷卻水大、小循環(huán)的部件，可分為蠟式節(jié)溫器和電子節(jié)溫器（現(xiàn)代車上使用較多），在示教面板上要重點(diǎn)布置，且是實(shí)物，對其要求是能解剖其內(nèi)部構(gòu)造，使學(xué)生了解其結(jié)構(gòu)及工作原理，且有面板上的開關(guān)模擬演示其打開關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的大、小循環(huán)，以及LED燈演示水路。冷卻系統(tǒng)示教板設(shè)計(jì)過程中將主要零件在適宜位置擺放，在原理圖相應(yīng)水路位置布置不同顏色的LED燈演示冷卻液大、小循環(huán)過程。

對示教板的設(shè)計(jì)的要求是：

1）盡量還原最真實(shí)的冷卻系統(tǒng)工作過程，并且直觀，易于講解演示。

2）使用220V三相交流電通過專用變壓器轉(zhuǎn)換為DC12V電源為其提供電力，即插即用，方便可靠，以延長其使用壽命。

3）可以設(shè)置以下簡單故障：①節(jié)溫器故障，不能進(jìn)行大、小循環(huán)；②溫控開關(guān)損壞不能控制電動風(fēng)扇工作；③水泵不工作等；④水箱故障等。

1.2 發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板教學(xué)

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機(jī)上很多新技術(shù)也已日趨成熟，當(dāng)今注重實(shí)踐教學(xué)能力提升的高職院校，與發(fā)動機(jī)相關(guān)的教學(xué)設(shè)備也已基本齊全，基本上滿足日常實(shí)踐教學(xué)要求。結(jié)合我院汽車工程系除了以整車或發(fā)動機(jī)為載體的冷卻系統(tǒng)實(shí)物外，沒有一個(gè)較獨(dú)立、系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)備能夠直觀模擬演示冷卻系統(tǒng)的工作過程（冷卻液大、小循環(huán)）?，F(xiàn)有與冷卻系統(tǒng)有關(guān)的示教板，大多以圖片的形式顯示冷卻系統(tǒng)；本項(xiàng)目在加入水泵、節(jié)溫器等實(shí)物的基礎(chǔ)上以LED燈演示冷卻液大、小循環(huán)，以模擬演示冷卻系統(tǒng)工作過程[1]。本項(xiàng)目以學(xué)生為主體，利用汽車實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備和軟硬件條件，充分利用所學(xué)發(fā)動機(jī)知識，進(jìn)行冷卻系統(tǒng)示教板的設(shè)計(jì)以便模擬冷卻系統(tǒng)工作過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)備的進(jìn)一步完善。

2、發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)示教板設(shè)計(jì)

2.1 開發(fā)冷卻系統(tǒng)示教板的教學(xué)意義

1）通過開發(fā)一款適合教學(xué)用的冷卻系統(tǒng)示教板，能進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生對冷卻系統(tǒng)理論知識的理解和掌握程度；

2）通過該項(xiàng)實(shí)踐可以把所獲得的理論知識在實(shí)踐中加以運(yùn)用，使理論知識和生產(chǎn)實(shí)踐密切地結(jié)合起來，培養(yǎng)自身分析和解決實(shí)際問題的能力；

3）提高了實(shí)踐小組成員對專業(yè)知識的應(yīng)用能力，達(dá)到實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練的目標(biāo)，為以后從事汽車技術(shù)相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。

2.2 示教板性能要求

考慮到教學(xué)上使用，且在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下使用，示教板應(yīng)滿足一下性能要求：

1）示教板腳部可以靈活推動和鎖止；

圖2 萬向腳輪

2）面板采用鋁塑板，不變形、堅(jiān)固耐用；

3）面板上的零部件實(shí)物做成解剖樣式，能較好示意其結(jié)構(gòu)組成；

4）能展示汽車?yán)鋮s實(shí)物系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及原理；

5）操縱點(diǎn)火開關(guān)與調(diào)節(jié)開關(guān)，可模擬演示汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的工作過程（二極管顯示冷卻水循環(huán)工作過程）；

6）臺面保留30cm寬空間,方便放置檢測用的儀器及儀表/實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

示教板動力使用DC12V的電源為電機(jī)驅(qū)動水泵提供，加以開關(guān)并控制LED燈的閉開時(shí)間。

示教板尺寸要求：1240mm×650mm×1700mm（長×寬×高）

2.3 與傳統(tǒng)示教板的異同

開發(fā)的示教板與傳統(tǒng)相比，相同點(diǎn)是：同樣具有交流電源，演示面板和支架。不同點(diǎn)是：

1）新型示教板多了冷卻系統(tǒng)中實(shí)物解剖零部件，且布置在相應(yīng)位置，使學(xué)生更加直觀了解其結(jié)構(gòu)、安裝位置以及功用；

2）分別用藍(lán)、紅色LED燈演示冷卻液大小循環(huán)路線，清晰明了；

3）面板布置了三個(gè)開關(guān)，分別控制電源，風(fēng)扇工作，大、小循環(huán)水路，便于學(xué)生掌握每一種工作狀態(tài)；

4）用加裝實(shí)物的方法演示冷卻系統(tǒng)的工作過程，避免學(xué)生對發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)認(rèn)知不到位，大、小循環(huán)的工作條件不明確，使教學(xué)過程更加形象直觀，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與教師的教學(xué)效果。

3、冷卻系統(tǒng)示教板在《發(fā)動機(jī)拆裝與調(diào)整》課程中的應(yīng)用

3.1 理實(shí)一體化的教學(xué)要求

理實(shí)一體化教學(xué)法即理論實(shí)踐一體化教學(xué)法。突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學(xué)環(huán)節(jié)相對集中。它強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過設(shè)定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量[2]。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，沒有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)，而理中有實(shí)，實(shí)中有理。一方面，提高理論教師的實(shí)踐能力，實(shí)訓(xùn)教師的理論水平，培養(yǎng)一支高素質(zhì)的師資隊(duì)伍。另一方面，教師將理論知識融于實(shí)踐教學(xué)中，讓學(xué)生在學(xué)中干、干中學(xué)，在學(xué)練中理解理論知識、掌握技能，打破教師和學(xué)生的界限，教師就在學(xué)生中間，就在學(xué)生身邊，這種方式可大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱忱，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生邊學(xué)邊練邊積極總結(jié)，能達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

3.2 自問自答式學(xué)習(xí)，提高主動學(xué)習(xí)能力

通過課上老師理論知識的講解和理實(shí)一體課示教板的演示和故障設(shè)置，學(xué)生能自行梳理該部分知識的重難點(diǎn)，從根本上將所需掌握的知識點(diǎn)理解透，消化掉[3]。一個(gè)簡單、直接、可視的教學(xué)設(shè)備就能使學(xué)生提高了學(xué)習(xí)興趣和能動性，這是開發(fā)此類教學(xué)設(shè)備的出發(fā)點(diǎn)，更是師生教學(xué)中獲益的根本。

4、結(jié)論

在整個(gè)過程中，項(xiàng)目組經(jīng)過調(diào)研，進(jìn)行方案論證，按照成員職責(zé)分工進(jìn)入具體設(shè)計(jì)工作。項(xiàng)目組全體成員每周集體討論一次，解決項(xiàng)目進(jìn)行過程中遇到的問題等；由項(xiàng)目組全體成員每半個(gè)月向指導(dǎo)老師匯報(bào)項(xiàng)目進(jìn)度情況以及需要老師指導(dǎo)的問題；每半年由指導(dǎo)老師組織項(xiàng)目論證會，以確定項(xiàng)目進(jìn)展的可能性、項(xiàng)目研究應(yīng)注意事項(xiàng)等，并由項(xiàng)目組提交中期研究報(bào)告。在整個(gè)過程中我們可以利用該項(xiàng)目學(xué)習(xí)汽車前沿知識及技術(shù)，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)之間協(xié)作的意識。并且同學(xué)們參與性積極性較好，認(rèn)為參與此項(xiàng)目提高了自己的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新意識。而相關(guān)的老師也認(rèn)為此項(xiàng)目培養(yǎng)了同學(xué)們創(chuàng)新方面的興趣、自學(xué)的能力以及動腦的能力。

在進(jìn)行過程中，體現(xiàn)了一種關(guān)心大學(xué)生當(dāng)下生活、打破常規(guī)、敢于改革的精神，這種精神是當(dāng)前高校職業(yè)教育改革中所提倡的。 以“動手動腦能力教育“的主線貫穿始終，以能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)為中心，這也是職業(yè)教育發(fā)展之路。

[1] 江親道.汽車發(fā)動機(jī)冷卻系常見故障分析[J].科技傳播，2012.2.

[2] 劉越棋，耿曉哲.汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)仿真優(yōu)選方案的研究[J]內(nèi)燃機(jī)工程，2006.8.

[3] 許亞軍.汽車?yán)鋮s系故障診斷排除的方法[J].科技視界，293-294，2012.9.

Design and Analysis of Engine Cooling system teaching board

Jiang Yongxiang, Li Ping, Huang Yinhua, Wang Dongming, Wang Haoyu, Yang Shuo, Li Zhixin
（Information Vocational and Technical College of Huai'an, Jiangsu huaian 223001)

The role of the cooling system in the work of the automobile engine can not be ignored, the knowledge points in the engine course teaching is also essential.As the students in the vocational of automobile major, should have a clear understanding and a certain degree of mastery the basic structure and working principle of the automobile, especially in the modern automobile electronically controlled engine, there is a more precise control in the cooling system, so as to ensure that the enginework better under the he best temperature.In this paper, combining the structure and function of the cooling system in the status of teaching,carried out of the teaching cooling system’ in a reasonable analysis and design of the teaching board, empolder a simple and practical cooling systemteaching board to provide practical supportfor this part of the teaching, and then improve status of tired of learning.

Cooling system; Teaching board; Structure; Design

U464.138

A

1671-7988 (2016)12-205-03

姜永祥（1995-），男，主要研究汽車檢測與維修技術(shù)，就讀于淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系。

項(xiàng)目編號：201612805007Y；淮安市汽車技術(shù)服務(wù)平臺：HAP201411。