丰田威驰车手动空调实训台的研制
2018-01-27浙江豪情汽车工业学校赵金龙余锦霞
浙江豪情汽车工业学校 林 龙,赵金龙,余锦霞
1 引言
汽车空调是汽车上非常实用的功能部件,随着车上空调的频繁使用,汽车空调产生的问题越来越多,不仅有空调元件故障,还有空调系统电路引起的故障,这给汽修行业人员带来了极大的挑战。再回看中职学校对汽修人才的培养,特别是在汽车空调教学方面,虽然注重理论学习和实践操作相结合,但学校采购的空调实训设备都只能设置简单的故障,实训台上的故障都集中发生在线路断路方面,不能从根本上满足学生的需求。为了提高中职学校汽车空调实训效果,本人设计研制出符合自身教学需求的丰田威驰车手动空调实训台(图1),此实训台可以设置多种故障,故障涉及的范围有开关、线路、相关元件等,学生可依据显示面板上的电路,按照自己所学汽车空调知识,学会检修空调系统的常见故障。
图1 丰田威驰车手动空调实训台
2 丰田威驰车手动空调实训台要求
(1)该实训台基于丰田威驰车手动空调系统,再结合空调压缩机、空调A/C开关、冷凝器、鼓风机等部件,并根据电路图用导线合理连接起来,可进行动态模拟演示丰田威驰车手动空调制冷系统、制热系统的工作过程。
(2)在实训台显示面板右上方安装空调压力表,包括高压表和低压表,还有空调温度传感器。空调系统在运行过程中,可以看到高、低压压力大小与空调温度变化情况,判断空调系统工作是否正常。
(3)根据空调电路走向和要检测的部件,将测量端子安装在显示面板上,同时在显示面板上设有故障诊断接口,可使用故障检测仪读取空调系统相关故障代码和数据流信息,再配合万用表通过测量端子对相关线路进行检测。
(4)手动故障设置开关安装在实训台显示面板右下方,靠近点火开关位置,同时再配备一个遥控设置故障集成电路板,两种故障设置可同时进行,一旦故障设置成功,就可以模拟相关线路和开关故障。
3 丰田威驰车手动空调实训台的设计思路
通过查阅丰田威驰车维修手册,将空调系统电路单独提取出来,绘制成CAD电路图,再将CAD电路图制作成贴纸。准备手动空调零部件,包括空调压缩机、空调开关、冷凝器等,排除空调系统上机械和电气故障后,重新制作焊接空调台架,最后将空调系统零件和汽车仪表台组装在空调台架上,配上显示面板,将贴纸整齐贴到面板上,重新布置导线和设置故障开关,制成能够提供给学生测试和排故用的丰田威驰车手动空调实训台。
4 丰田威驰车手动空调实训台的设计方案
4.1 总体设计
首先,采用丰田威驰车空调系统,作为丰田汽车一款经典车型,该车空调控制面板、空调管路、压缩机、冷凝器等都可以从汽配市场上买来,而且价格实惠,维修更换都很方便。其次,此实训台设有一块长方形的显示面板,面板上有手动空调的电路图和测量端子,通过显示面板上的电路图、测量端子、空调管路高低压表、空调温度传感器等,学生可以直观地了解到手动空调系统电路的控制路线及工作原理,在排故过程中可以使用万用表对相关线路进行测量。为了让此实训台更加切合实际,在实训台显示面板前方焊接了4根固定钢架,用于安装丰田威驰车仪表台,空调压缩机、380 V电动机和空调制冷管路安装在仪表台下方。最后,此实训台具有遥控设置故障和手动设置故障功能,操控性更强,教师可通过设置故障开关,考核学生掌握空调知识总体情况。
4.2 局部设计
4.2.1 丰田威驰车手动空调实训台支架设计
丰田威驰车实训台支架设计时要先测量整个仪表台长度、显示面板的尺寸,根据两者尺寸选择市场上普遍使用的角钢和方钢,4 cm方钢用于整个实训台底部承重框架,2 cm角钢用于显示面板和仪表台的4根固定钢架,在显示面板和仪表台中间要安装空调压缩机、380 V电动机等零件,在设计过程中,要控制好显示面板和仪表台之间支架的距离。
4.2.2 电路设计
丰田威驰车手动空调电路来自于丰田威驰车维修手册,这就需要从维修手册中提取出来,然后通过CAD绘制,绘制过程中要考虑到整体布局的协调性,颜色花纹、字体大小、线路粗细都要合理适中(图2)。电路图最终设计好了之后就可以委托广告公司制作成贴纸,再将贴纸贴到显示面板尺寸大的铝塑板上。在电路上设置一些与学生学习相关的故障线路,同时配合手动设置故障开关和遥控设置故障开关,给学生进行相关排故练习。
4.2.3 显示面板的设计
制作显示面板的材料主要为铝塑板,首先根据显示面板的尺寸,用方钢制作1个框架,框架焊接要牢固,再将显示面板安装在框架内。电路图贴纸贴到显示面板后,要在显示面板上需要线路测量的地方钻孔,以便安装测量端子,同时根据显示面板正面的电路走向,在背面将端子与设备用导线进行串联连接。为了避免导线错乱的放,要用扣板将导线归纳起来,方便以后的检查。
图2 丰田威驰车手动空调实训台的电路设计
5 实验结果分析
5.1 空调压缩机离合器
(1)故障设置。按下遥控故障设置开关2号键,信号传递给故障集成电路板2号继电器,继电器里的开关断开空调压缩机离合器正极端子1与空调压缩机继电器端子87的线路,即模拟鼓风机工作,空调压缩机不运转,系统不制冷,应检查空调压缩机及其控制电路。
(2)故障分析。丰田威驰车手动空调压缩机离合器电路由压力开关、空调放大器、空调继电器、空调A/C开关组成,这些部件缺一不可,如果其中一个部件出现了问题,整个空调压缩机就停止运行。
(3)故障诊断。接通点火开关,起动380 V电动机,380 V电动机通过传动带带动空调压缩机运行,分别打开空调A/C开关和鼓风机开关,将温度旋钮开关调整到冷风位置,检查出风口有无冷风,发现没有冷风吹出,且空调压缩机离合器无接合声音。关闭电动机,拆下空调电磁离合器,用导线连接蓄电池与电磁离合器导线接头,可听到空调压缩机离合器有接合的声音,说明空调压缩机离合器工作正常。再检查空调A/C开关、空调压力开关、空调继电器,分别拆下空调压力开关和空调继电器,将万用表调至电阻挡,用测电阻的方法检测空调压力开关和空调继电器,均正常。最后把问题转向空调压缩机相关线路,先检查空调压缩机线路的熔丝,接通点火开关,采用试灯方法检查,熔丝正常。检查该熔断丝分别至空调继电器的端子30、端子85之间的线路,均导通,空调继电器的端子86至空调放大器的端子12之间的线路,也导通;再检测空调继电器端子87至空调压缩机离合器正极的端子1之间的线路,不导通。
(4)故障排除。再次按下遥控故障设置开关2号键,信号传递给故障集成电路板2号继电器,继电器里开关闭合,测量空调压缩机离合器正极的端子1号与空调压缩机继电器的端子87之间的线路,导通,故障解除。
5.2 鼓风机实验
(1)故障设置。按下遥控器故障设置开关6号键,信号传递给故障集成电路板6号继电器,继电器里的开关断开鼓风机开关端子2至鼓风机继电器的端子86之间的线路,即模拟空调压缩机离合器正常工作,空调鼓风机不运转,没有空气流动的故障现象,应检查鼓风机及其控制电路。
(2)故障分析。导致鼓风机不工作的故障原因可能是鼓风机开关触点接触不良、暖风继电器线圈断路或开关接触不良、鼓风机及其控制线路断路或松脱。
(3)故障诊断。首先检查鼓风机开关,拆下鼓风机开关,将万用表调至电阻挡,用测电阻的方法检测其开关触点导通性,发现鼓风机开关触点良好,工作正常。将鼓风机开关装复,再进一步检查鼓风机电动机运转情况,先拔下鼓风机电动机连接器,用导线连接蓄电池和鼓风机电动机,可看到鼓风机电动机平稳运转,说明电动机工作正常,装回鼓风机电动机连接器。再拔下暖风继电器,检测暖风继电器线圈电阻及开关,发现暖风继电器无损坏,装好暖风继电器。排除鼓风机开关、鼓风机电动机及暖风继电器后,转向鼓风机相关控制线路,最后用测电阻的方法检测鼓风机开关端子2至鼓风机继电器端子86之间的线路,发现此线路不导通。
(4)故障排除。再次按下遥控器故障设置开关6号键,信号传递给故障集成电路板6号继电器,继电器里的开关闭合,测量鼓风机开关端子2至鼓风机继电器端子86之间的线路,导通,故障解除。
6 结束语
丰田威驰车手动空调实训台已经用于中职学校汽修实训教学,虽然所研制的实训台在功能上还有一些缺失,但随着汽车新技术不断与汽修教学接轨,笔者和同事将对丰田威驰车手动空调实训台不断进行改造完善,相信该实训台改造完成后,不仅会对职业学校汽修人才培养提供帮助,也能为相关培训及科研机构提供技术支持。