汽车空调实训台架设计

朱立宗 谭广生 韦佳彬 黄雨尘

摘 要：本文将对汽车空调实训台架进行研制，设置故障与故障解决方案，以在空调电路、传感器等原件中接入分级开关，设置一个总控制故障盒，实现通断、虚接故障，并将线路引到面板，通过诊断，判断故障所在位置，排除故障。突破以往单一通断故障模式，从而增强教学多样性，便利性。

关键词：汽车空调；实训台架；设计

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

1 汽车空调发展

汽车空调的研发起步于20世纪30年代，那时候的汽车空调是利用汽车冷却水通过加热取暖。而随着汽车的普及以及高新技术的运用而发展开来的。汽车空调经历了由初级到高级，由原来的单一暖风型发展成为全功能型 。在现代社会进步飞快的环境下，汽车空调系统已经成为汽车上一项必不可少的内容，在汽车舒适性方面具有很大的影响。从现实的角度来说，每一辆汽车都独具特色，当汽车空调系统出现故障以后，代表着汽车自身出现了一定的破损，此时的检查测试、维修保养都不能够从表面上开始。与以前的汽车设计有区别的是，现如今汽车的空调虽然比较独立，但如果受损程度严重，同样会对汽车其他的部件或者汽车的某一功能造成不良后果，到时对驾驶构成的安全威胁是比较严重的。因此，关于汽车空调故障的检测、诊断，绝不能大意。

2 汽车空调工作原理

制冷系统将车辆内部的热量传递到外部大气中，以提供除湿的凉爽空气给暖风机总成。该系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、空调管路和蒸发器等组成，该系统是一个填充R134a制冷剂作为传热介质的封闭回路。压缩机运转时，将蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气吸入并压缩后，在高温高压（约70℃，1 471 kPa）的状况下排出，这些气态制冷剂流入冷凝器，并在此受到散热器和冷却风扇的作用强制冷却到50℃左右，这时候，制冷剂由气态变成液态。被液化了的制冷剂，进入干燥过滤器，除去水分和杂质后，流入膨胀阀，高压的液态制冷剂从膨胀阀的小孔流出，变为低压雾状后流入蒸发器。雾状制冷剂在蒸发器内吸热气化变成气态制冷剂，从而使蒸发器表面温度下降。从送风机进来的空气，不断流过蒸发器表面，被冷却后送进车厢内，使车厢内降温，气态制冷剂通过蒸发器后又重新被压缩机吸入，这样反复循环即可达到制冷的目的。

3 汽車空调实训台架的功能与作用

3.1 功能与作用

汽车空调的日常维护、保养以及专业维修工作，要求从业人员必须熟悉汽车空调的工作原理和专业维修技能扎实的理论基础。最近几年学院购置了一批汽车空调实训台架。在汽车空调课程教学示范中，汽车空调实训台架是学生学习专业知识和训练专业技能所需的重要设备之一。主要功用一是让学生掌握汽车空调系统中的各元器件性能，认识系统组成结构、熟悉工作原理和工作流程。二是学生可通过在台架上的进行专业训练，学会对汽车空调系统和元器件的维护保养知识，掌握空调系统（元器件）故障的检测、排除专业技能。

3.2 现存优缺点

如今的汽车空调实训台架的基本类型是采用三相交流异步电动机作动力来源，带动压缩机转动。具有安静、平稳、经济、环保、性价比高的优点，但是其台架故障设置单一，仅有通断故障设置，在现实生活中，汽车空调故障存在多种多样，不能很好的反映出空调在其他故障所体现的现象。根据如今的汽车空调实训台架的缺点，我们需要对汽车空调实训台架进行技术改进，以适应社会形势的发展和学校教学的需要。

4 汽车空调台架新型故障设置

本项目运用2009年桑塔纳志俊轿车空调系统，从空调系统电路图中，该系统有多个控制开关和部分传感器。

4.1 分级开关故障包

传统汽车空调系统台架基本只通过线路的通断来实现故障模拟，本项目采用新型分级开关设置故障，如下图：

传统汽车空调实训台故障设置只有两个极，即导通和断开，本项目在原有基础上，增加多个极，可设置多个故障，例如：0档设置为断开，1档设置为导通，2档接入一个小型电阻，令电路电流减弱，模拟导线虚接的状态，3档接入一个大型电阻，令电路中几乎没有电流流过，但是线路并没有断路，模拟导线存在打结等增加线路电阻的状态。将多个多极开关以此设计成盒子，并接入到各空调相关用电设备中，可设置多个不同用电设备不同的故障现象。例如上图空调系统电路图中V7左散热风扇，将其线路引出，把分极开关串联到V7左散热风扇电路中，当分级开关打到0档，电路断路，散热风扇不工作，打到1档，散热风扇正常工作，打到2档，散热风扇工作，但是转速不够，打到3档，散热风扇不工作，但是电路并没有断路。多个多极开关可以同时工作，比以往的汽车空调实训台更好地体现出故障的多样性。

4.2 电路引线测量

汽车空调实训台故障设置完毕后，将空调电路中设置故障的线路接引到面板上，在实训装置面板上安装检测端子，可直接在面板上检查测量空调系统各电路元件的电信号，如电阻、电压、电流、频率信号等，以测到的实际数据判断故障部位，将其恢复正常，并且实训台

面板上安装有压力表、温度表、可实时显示空调管路压力、进出风口温度的参数动态变化，提供给学生练习加注制冷剂（冷媒）、检漏等实操作业平台，以达到教学目的。

5 结论

通过本次设计，对于汽车空调系统有了更深的认识，在设计过程中也遇到许多问题，如导线的选择，经和同学的讨论，多次的细心修改调试，最终顺利完成了设计。本文从汽车空调实训台架随时代的发展出发，指出传统汽车空调实训台架故障单一的局限性，并提出了汽车空调实训台架的技术更新，使学生对故障问题了解更加透彻，可以很大程度将课堂所学理论知识运用到实际操作中去。

参考文献：

[1]王若平.汽车空调[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]陈孟湘.汽车空调-原理、结构、安装、维修[M].上海：上海交通大学出版社，2001.

[3]王长生.汽车空调的使用与维修[M].北京：人民邮电出版社，2004.

本文系2017年广西科技大学自治区级大学生创新创业训练计划项目“汽车空调实训台架的设计与制作”成果。项目编号：201710594217