馬兆賓
摘要:我國汽車工業(yè)技術的發(fā)展呈指數式的進步,逐漸向世界先進制造的第一梯隊靠攏。作為培養(yǎng)汽車維修工匠的教育工作者,在深入理論和實踐過程中,需要對先進汽車技術的教學模式進行梳理。本文從直流電動機轉速控制模式這一視角下,對汽車上最常見的直流電動機轉速控制進行歸納,對教學模式的探討進行交流,拋磚引玉,希望能給汽車教學研究提供參考借鑒。
關鍵詞:直流電動機;轉速控制;教學探究
我國汽車工業(yè)技術的發(fā)展呈指數式的進步,逐漸向世界先進制造的第一梯隊靠攏。直流電動機在汽車上的運用非常多,比如:電動座椅電動機、電動后視鏡電動機,門窗玻璃的升降等都采用直流電動機來驅動和控制,轉速控制從純線路到LIN線控制到單片機控制,我們的教學模式從測量保險、開關的好壞到波形檢測,從人工檢測到診斷儀的動作測試,直流電動機轉速控制是汽車教學值得深入研究和分析的課題。
一、直流電動機轉速控制
(一)汽車直流電動機轉速傳統(tǒng)控制模式
對于汽車上直流電動機的控制,傳統(tǒng)的直流電動機轉速的控制方法通常是采用串聯(lián)電阻的大小、數量、電位計等來改變通過直流電動機的電流,從而實現轉速的改變,這種改變電動機轉速的方法,是將電能轉化為熱能,通過降低電流或者電壓的方法來實現,浪費了汽車上寶貴的電能。
(二)主流汽車直流電動機轉速控制
1.占空比控制
占空比就是一個周期內通電時間與周期的比值。如圖1-1所示,散熱風扇控制器收到不同的占空比,會以不同的速度轉動,占空比越大,轉速越高。如果空調系統(tǒng)沒有開啟,發(fā)動機控制單元僅依據發(fā)動機內部程序管理散熱風扇控制單元。風扇控制單元收到10%脈寬調制信號,冷卻風扇不轉,該基礎信號發(fā)送給風扇控制單元,用于確認是否有信號傳輸至發(fā)動機控制單元。如圖1-2所示, LIN線的波形,當隱形電壓為12V時,散熱風扇控制器不工作,當LIN顯性電壓為0V左右時,散熱風扇控制器根據不同的占空比信號控制轉速[1]。
2.具有反饋的直流電動機轉速控制
電動機的轉速控制不僅可以通過LIN線控制,也可以根據外部輸入信號的不同由控制器內部設定好程序實現轉速的變化。
如圖1-3所示,上海大眾途觀1.8T散熱風扇控制器控制的電動機轉速電路圖[2]。當J126的T6Z/2接收到控制單元J255的高速轉動命令后,電動機V2就會以最高轉速轉動,如圖1-4所示,V2最高轉速時的電壓波形信號,同時J126的T6Z/1會反饋給J255一個電壓信號如圖1-5所示。由此可見,直流電動機的轉速控制是閉環(huán)控制。
二、中職汽車教學模式發(fā)展存在的問題
中職汽車教學模式的探索不斷的前進著,從傳統(tǒng)教學,發(fā)展到理論和實踐結合的一體化教學,以及德國雙元制的工學交替,汽車教學模式是多種多樣的,中職學校的教學模式還存在一定的問題:
(一)教學模式單一,教學方法缺乏多樣化
大多數老師雖然按一體化教學模式開展教學工作,老師先講解演示,學生后實習。學生參與課堂的積極性還有很大的開發(fā)潛力,學生自學能力差,教學模式缺乏多樣化。
(二)灌輸式教學模式依然存在
中職學生大都理論基礎比較薄弱,特別是電氣相關專業(yè)課,教學效果不理想,但教師為了完成教學任務,必須趕進度,就常常講解。學生主動學習的能力沒有充分挖掘。
三、中職汽車教學方法研究--汽車直流電動機轉速控制
(一)改變中職汽車教師傳統(tǒng)的教育理念
中職教學的主要目標不僅僅是學習國家規(guī)定的技能,而是要培養(yǎng)學生學會學習、學會思考、學會表達、學會動手解決問題的能力。這就要求中職教師轉變傳統(tǒng)的教育理念,在課堂教學中,引導學生不斷思考,不斷類比、總結、歸納,從而使學生主動學習,參與到課堂教學,時間久了,學生學會了學習、分析。學生具備了較好的自學能力,表達能力,學到了很多東西,就會產生成就感,學生的學習興趣就會提高??梢?,轉變教師的教育理念非常重要。
(二)汽車直流電動機轉速控制教學探究
該課題教學適合具有一定基礎的汽車維修高級班學生。在教學過程中采用提問的方法,引入直流電動機的轉速控制,比如以起動系為例,介紹直流電動機轉速依靠電磁開關控制,但轉速特性很難控制,如何讓直流電動機穩(wěn)定在變換速度呢?啟發(fā)學生思考,引導學生向鼓風機轉速可調這個問題靠攏,然后思考如何實現多種轉速可控穩(wěn)定轉動。我們把主流電動機的12V電源接通,過1秒鐘再接通,連續(xù)這樣操作會使什么樣的效果?如果繼續(xù)縮短斷開與接通時間會使什么效果?推出占空比的概念,然后用示波器進行演示。下發(fā)繪制直流電動機轉速可調原理簡圖的任務1,在教師巡回指導學生完成任務。學生經過討論分析,將繪制的結果張貼在黑板上,然后派各組的代表上去講解,這樣不僅提高了小組的團隊合作能力,也提高了學生的語言組織表達能力,還能進行比較和區(qū)分,找出差異。最后,教師總結點評,對表現最好的小組進行表揚,對表現較差的小組給與鼓勵。接著下發(fā)圖1-3,讓學生分析散熱風扇控制器J126上每根線的作用,學生可以通過教材后面的波形進行查找,也可以根據J255針腳定義進行分析,也可以在整車上用示波器進行測量,在限定的20分鐘內將結果標在電路圖上,然后講解和展示。最后,在老師總結后,測量出直流電動機的轉速可變已經反饋的波形,要求學生盡量將圖1-4、1-5拍照轉發(fā)到微信朋友圈,豐富學生業(yè)余生活。
四、小結
筆者在多年的教學過程中注重學生思維品質、歸納和演繹能力的培養(yǎng)。以理論為基礎,以實踐相結合的方法,讓學生在實訓結束后大膽展示自己的實習體會,采用繪制電路、波形,展示學生成果、發(fā)微信朋友圈等多種方式使學生參與到教學過程中來,不斷提高學生自我學習、學會學習、自覺學習的能力。只要我們朝著正確的方向,以時不我待的精神,以求真務實的態(tài)度,中職汽車維修教學的明天一定會更好。
參考文獻:
[1]王偉波、曲海勇.汽車空調構造與維修[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2018.7
[2]蔣屹.2012款帕薩特、途觀車系完全維修手冊[M].北京:機械出版社,2013
[3]黎建豐、李參.汽車電氣設備構造與維修[M].北京:科學技術文獻出版社,2015.4
[4]梁曉亮.中職汽車維修專業(yè)一體化教學探索[J].劍南文學,2010.5