汽車空調實訓臺架設計

朱立宗 譚廣生 韋佳彬 黃雨塵

摘 要：本文將對汽車空調實訓臺架進行研制，設置故障與故障解決方案，以在空調電路、傳感器等原件中接入分級開關，設置一個總控制故障盒，實現通斷、虛接故障，并將線路引到面板，通過診斷，判斷故障所在位置，排除故障。突破以往單一通斷故障模式，從而增強教學多樣性，便利性。

關鍵詞：汽車空調；實訓臺架；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.198

1 汽車空調發(fā)展

汽車空調的研發(fā)起步于20世紀30年代，那時候的汽車空調是利用汽車冷卻水通過加熱取暖。而隨著汽車的普及以及高新技術的運用而發(fā)展開來的。汽車空調經歷了由初級到高級，由原來的單一暖風型發(fā)展成為全功能型 。在現代社會進步飛快的環(huán)境下，汽車空調系統(tǒng)已經成為汽車上一項必不可少的內容，在汽車舒適性方面具有很大的影響。從現實的角度來說，每一輛汽車都獨具特色，當汽車空調系統(tǒng)出現故障以后，代表著汽車自身出現了一定的破損，此時的檢查測試、維修保養(yǎng)都不能夠從表面上開始。與以前的汽車設計有區(qū)別的是，現如今汽車的空調雖然比較獨立，但如果受損程度嚴重，同樣會對汽車其他的部件或者汽車的某一功能造成不良后果，到時對駕駛構成的安全威脅是比較嚴重的。因此，關于汽車空調故障的檢測、診斷，絕不能大意。

2 汽車空調工作原理

制冷系統(tǒng)將車輛內部的熱量傳遞到外部大氣中，以提供除濕的涼爽空氣給暖風機總成。該系統(tǒng)由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、空調管路和蒸發(fā)器等組成，該系統(tǒng)是一個填充R134a制冷劑作為傳熱介質的封閉回路。壓縮機運轉時，將蒸發(fā)器內產生的低溫低壓制冷劑蒸氣吸入并壓縮后，在高溫高壓（約70℃，1 471 kPa）的狀況下排出，這些氣態(tài)制冷劑流入冷凝器，并在此受到散熱器和冷卻風扇的作用強制冷卻到50℃左右，這時候，制冷劑由氣態(tài)變成液態(tài)。被液化了的制冷劑，進入干燥過濾器，除去水分和雜質后，流入膨脹閥，高壓的液態(tài)制冷劑從膨脹閥的小孔流出，變?yōu)榈蛪红F狀后流入蒸發(fā)器。霧狀制冷劑在蒸發(fā)器內吸熱氣化變成氣態(tài)制冷劑，從而使蒸發(fā)器表面溫度下降。從送風機進來的空氣，不斷流過蒸發(fā)器表面，被冷卻后送進車廂內，使車廂內降溫，氣態(tài)制冷劑通過蒸發(fā)器后又重新被壓縮機吸入，這樣反復循環(huán)即可達到制冷的目的。

3 汽車空調實訓臺架的功能與作用

3.1 功能與作用

汽車空調的日常維護、保養(yǎng)以及專業(yè)維修工作，要求從業(yè)人員必須熟悉汽車空調的工作原理和專業(yè)維修技能扎實的理論基礎。最近幾年學院購置了一批汽車空調實訓臺架。在汽車空調課程教學示范中，汽車空調實訓臺架是學生學習專業(yè)知識和訓練專業(yè)技能所需的重要設備之一。主要功用一是讓學生掌握汽車空調系統(tǒng)中的各元器件性能，認識系統(tǒng)組成結構、熟悉工作原理和工作流程。二是學生可通過在臺架上的進行專業(yè)訓練，學會對汽車空調系統(tǒng)和元器件的維護保養(yǎng)知識，掌握空調系統(tǒng)（元器件）故障的檢測、排除專業(yè)技能。

3.2 現存優(yōu)缺點

如今的汽車空調實訓臺架的基本類型是采用三相交流異步電動機作動力來源，帶動壓縮機轉動。具有安靜、平穩(wěn)、經濟、環(huán)保、性價比高的優(yōu)點，但是其臺架故障設置單一，僅有通斷故障設置，在現實生活中，汽車空調故障存在多種多樣，不能很好的反映出空調在其他故障所體現的現象。根據如今的汽車空調實訓臺架的缺點，我們需要對汽車空調實訓臺架進行技術改進，以適應社會形勢的發(fā)展和學校教學的需要。

4 汽車空調臺架新型故障設置

本項目運用2009年桑塔納志俊轎車空調系統(tǒng)，從空調系統(tǒng)電路圖中，該系統(tǒng)有多個控制開關和部分傳感器。

4.1 分級開關故障包

傳統(tǒng)汽車空調系統(tǒng)臺架基本只通過線路的通斷來實現故障模擬，本項目采用新型分級開關設置故障，如下圖：

傳統(tǒng)汽車空調實訓臺故障設置只有兩個極，即導通和斷開，本項目在原有基礎上，增加多個極，可設置多個故障，例如：0檔設置為斷開，1檔設置為導通，2檔接入一個小型電阻，令電路電流減弱，模擬導線虛接的狀態(tài)，3檔接入一個大型電阻，令電路中幾乎沒有電流流過，但是線路并沒有斷路，模擬導線存在打結等增加線路電阻的狀態(tài)。將多個多極開關以此設計成盒子，并接入到各空調相關用電設備中，可設置多個不同用電設備不同的故障現象。例如上圖空調系統(tǒng)電路圖中V7左散熱風扇，將其線路引出，把分極開關串聯到V7左散熱風扇電路中，當分級開關打到0檔，電路斷路，散熱風扇不工作，打到1檔，散熱風扇正常工作，打到2檔，散熱風扇工作，但是轉速不夠，打到3檔，散熱風扇不工作，但是電路并沒有斷路。多個多極開關可以同時工作，比以往的汽車空調實訓臺更好地體現出故障的多樣性。

4.2 電路引線測量

汽車空調實訓臺故障設置完畢后，將空調電路中設置故障的線路接引到面板上，在實訓裝置面板上安裝檢測端子，可直接在面板上檢查測量空調系統(tǒng)各電路元件的電信號，如電阻、電壓、電流、頻率信號等，以測到的實際數據判斷故障部位，將其恢復正常，并且實訓臺

面板上安裝有壓力表、溫度表、可實時顯示空調管路壓力、進出風口溫度的參數動態(tài)變化，提供給學生練習加注制冷劑（冷媒）、檢漏等實操作業(yè)平臺，以達到教學目的。

5 結論

通過本次設計，對于汽車空調系統(tǒng)有了更深的認識，在設計過程中也遇到許多問題，如導線的選擇，經和同學的討論，多次的細心修改調試，最終順利完成了設計。本文從汽車空調實訓臺架隨時代的發(fā)展出發(fā)，指出傳統(tǒng)汽車空調實訓臺架故障單一的局限性，并提出了汽車空調實訓臺架的技術更新，使學生對故障問題了解更加透徹，可以很大程度將課堂所學理論知識運用到實際操作中去。

參考文獻：

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本文系2017年廣西科技大學自治區(qū)級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目“汽車空調實訓臺架的設計與制作”成果。項目編號：201710594217