汽车实训平台空调系统简化改造

毛福新，郭晓河，王再浩

（1.天津科技大学，天津 300457；2.天津职业技术师范大学，天津 300222）

汽车实训平台空调系统简化改造

毛福新1，2，郭晓河2，王再浩2

（1.天津科技大学，天津 300457；2.天津职业技术师范大学，天津 300222）

目前很多的汽车实训平台都是多功能的，能够满足多个实训项目的练习，但同时也会带来维修不方便以及不利于专项学习等多方面的问题。改造后的平台只保留自动空调实训项目相关内容，无其它实训项目的布线干扰，学习目标更明确。该平台适用于中、高职业学校、职业技工类学校、职教中心等开设的汽车维修专业以及汽车维修电工、汽车电子等相关工种的教学与技能培训。

汽车；实训平台；实训项目；教学；技能培训

1 系统介绍

空调自动控制系统需要汽车各系统之间采用CAN-BUS总线技术进行信息共享，因此需要较多的部件共同来完成。由于开发的是教学类产品，为了降低成本及实现教学功能，通常会省去发动机转速传感器和发动机控制单元、车速和ABS控制单元、网关等零部件，采用模拟控制板进行代替，通过模拟开发板来控制空调冷热风转换。其控制原理是通过采集鼓风机运转信号作为使能信号，然后根据温度调节信号控制空调压缩机工作或停止，从而达到空调自动控制的过程（如图1所示）以及其教学功能。

图1 空调自动控制过程

2 系统设计

（1）使能信号采集：由图1可以看出空调压缩机工作的前提条件是鼓风机有运转信号，所以将该信号作为控制系统的使能信号，使能温度控制电路的供电状态。通过测量原实训平台的电压，在鼓风机不工作时，其输出电压信号U=0.09V；鼓风机启动运转时，其输出电压信号U=2.87V；鼓风机的输出电压信号与其运转转速成正比，最高电压为U=12V。通过对比以上数据，可利用比较器来实现使能功能。

具体实现方式如图2所示：鼓风机有运转信号时电压会大于1.39V，与比较器LM393的2脚电压比较后输出高电平，此时三极管8050符合导通条件，导通后的电流经过继电器K1的线圈，在电磁效应的作用下K1的动触点1脚与静触点3脚吸合，使能输出端得到12V电压，温度控制电路工作；鼓风机无运转信号时电压小于1.39V，比较后输出低电平，三极管不符合导通条件，继电器线圈无电流经过，使能输出端无电压输出，温度控制电路不能正常工作。

图2 使能信号采集电路

（2）温度控制：原实训台上有一台微型空调控制器，虽然无法读出温度数据，但可以测量不同温度时对应输出的模拟量，因此可通过检测模拟量来实现温度控制。经过对多个温度点时的电压测量，发现其变化范围为0～2V，根据该变化范围合理设计图3中R10与R12的阻值，通过改变R12的电阻值来模拟设置温度阈值。

具体实现方式如图3所示：R12采用多圈电位器来提高设置温度的精度，保证系统的稳定性。当实际温度大于设置的温度阈值时，比较器输出高电平，三极管符合导通条件，继电器线圈得电，在电磁效应的作用下断点A与断点B导通，空调压缩机开始工作。相反，当实际温度小于设置的温度阈值时，比较器输出低电平，三极管截止导通，空调压缩机停止工作。

图3 温度控制电路

3 测试结果

汽车实训平台空调系统简化改造后，在实验室测试效果良好，但需要在真实的平台环境中验证。根据汽车平台中空调部分改造的要求，如表1中的每一项测试内容都经过至少30次的验证试验，且验证结果全部符合要求，其中一组测试数据如表1所示。测试结果表明：空调压缩机工作的条件是鼓风机有运转信号且实际温度大于设置的温度阈值，其它任何情况下则不能工作。

表1 测试表格

4 结语

该平台的简化改造不仅能把老旧设备利用起来，而且从教学层次来说也是有意义的一次改革。经过教学验证得出，改造后的汽车实训平台更能够提高学生的学习兴趣，不会再像以前在老旧设备实训中面对复杂的接线而不知所措，导致学生的学习积极性骤减。改造后的汽车实训平台现在已用于部分高职学校，反馈结果良好。

［1］钟会球.电动汽车空调系统仿真与实验研究［D］.杭州：浙江大学，2012.

［2］曹兴举.汽车空调实验台的研制、调试运行及使用［D］.西安：长安大学，2012.

［3］朴振华，张赵辉，王菲，等.现代汽车空调的结构原理与故障检修［J］.交通科技与经济，2011，（2）：107-110.

［4］陈建华.汽车空调实训教学设计［J］.武汉职业技术学院学报，2009，8（1）：93-95.

［5］康华光.电子技术基础模拟部分（第五版）［M］.北京:高等教育出版社，2005.

Sim plification of Air Conditioning System for Automobile Training Platform

MAO Fu-xin1，2,GUO Xiao-he2，WANG Zai-hao2
（1.Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China；2.Tianjin Vocational and Technical Teachers University，Tianjin 300222，China）

At present，many of the car training platforms aremulti-functional，able tomeet the practice ofmultiple training projects，but also bring about inconvenience tomaintenance and is not conducive to special learning and other aspects of the problem.After the transformation of the platform，it only retains the automatic air conditioning training project related content，withoutother training projectwiring interference，learning objectivesmore clear.The platform is suitable formedium and high vocational schools，vocational technical schools，vocational education centers and other auto repair professional and automotive maintenance ofelectrical，automotiveelectronicsand other related typesof teaching and skills training.

automobile；training platform；training project；teaching；skills training

U463.8

A

2095-980X（2017）05-0110-02

2017-04-23

毛福新（1987-），男，天津人，大学本科，助理实验师，主要研究方向：自动控制与电子设计。