基于直流电动机转速控制的中职汽车教学探究

马兆宾

摘要：我国汽车工业技术的发展呈指数式的进步，逐渐向世界先进制造的第一梯队靠拢。作为培养汽车维修工匠的教育工作者，在深入理论和实践过程中，需要对先进汽车技术的教学模式进行梳理。本文从直流电动机转速控制模式这一视角下，对汽车上最常见的直流电动机转速控制进行归纳，对教学模式的探讨进行交流，抛砖引玉，希望能给汽车教学研究提供参考借鉴。

关键词：直流电动机;转速控制;教学探究

我国汽车工业技术的发展呈指数式的进步，逐渐向世界先进制造的第一梯队靠拢。直流电动机在汽车上的运用非常多，比如：电动座椅电动机、电动后视镜电动机，门窗玻璃的升降等都采用直流电动机来驱动和控制，转速控制从纯线路到LIN线控制到单片机控制，我们的教学模式从测量保险、开关的好坏到波形检测，从人工检测到诊断仪的动作测试，直流电动机转速控制是汽车教学值得深入研究和分析的课题。

一、直流电动机转速控制

（一）汽车直流电动机转速传统控制模式

对于汽车上直流电动机的控制，传统的直流电动机转速的控制方法通常是采用串联电阻的大小、数量、电位计等来改变通过直流电动机的电流，从而实现转速的改变，这种改变电动机转速的方法，是将电能转化为热能，通过降低电流或者电压的方法来实现，浪费了汽车上宝贵的电能。

（二）主流汽车直流电动机转速控制

1.占空比控制

占空比就是一个周期内通电时间与周期的比值。如图1-1所示，散热风扇控制器收到不同的占空比，会以不同的速度转动，占空比越大，转速越高。如果空调系统没有开启，发动机控制单元仅依据发动机内部程序管理散热风扇控制单元。风扇控制单元收到10%脉宽调制信号，冷却风扇不转，该基础信号发送给风扇控制单元，用于确认是否有信号传输至发动机控制单元。如图1-2所示， LIN线的波形，当隐形电压为12V时，散热风扇控制器不工作，当LIN显性电压为0V左右时，散热风扇控制器根据不同的占空比信号控制转速[1]。

2.具有反馈的直流电动机转速控制

电动机的转速控制不仅可以通过LIN线控制，也可以根据外部输入信号的不同由控制器内部设定好程序实现转速的变化。

如图1-3所示，上海大众途观1.8T散热风扇控制器控制的电动机转速电路图[2]。当J126的T6Z/2接收到控制单元J255的高速转动命令后，电动机V2就会以最高转速转动，如图1-4所示，V2最高转速时的电压波形信号，同时J126的T6Z/1会反馈给J255一个电压信号如图1-5所示。由此可见，直流电动机的转速控制是闭环控制。

二、中职汽车教学模式发展存在的问题

中职汽车教学模式的探索不断的前进着，从传统教学，发展到理论和实践结合的一体化教学，以及德国双元制的工学交替，汽车教学模式是多种多样的，中职学校的教学模式还存在一定的问题：

（一）教学模式单一，教学方法缺乏多样化

大多数老师虽然按一体化教学模式开展教学工作，老师先讲解演示，学生后实习。学生参与课堂的积极性还有很大的开发潜力，学生自学能力差，教学模式缺乏多样化。

（二）灌输式教学模式依然存在

中职学生大都理论基础比较薄弱，特别是电气相关专业课，教学效果不理想，但教师为了完成教学任务，必须赶进度，就常常讲解。学生主动学习的能力没有充分挖掘。

三、中职汽车教学方法研究--汽車直流电动机转速控制

（一）改变中职汽车教师传统的教育理念

中职教学的主要目标不仅仅是学习国家规定的技能，而是要培养学生学会学习、学会思考、学会表达、学会动手解决问题的能力。这就要求中职教师转变传统的教育理念，在课堂教学中，引导学生不断思考，不断类比、总结、归纳，从而使学生主动学习，参与到课堂教学，时间久了，学生学会了学习、分析。学生具备了较好的自学能力，表达能力，学到了很多东西，就会产生成就感，学生的学习兴趣就会提高。可见，转变教师的教育理念非常重要。

（二）汽车直流电动机转速控制教学探究

该课题教学适合具有一定基础的汽车维修高级班学生。在教学过程中采用提问的方法，引入直流电动机的转速控制，比如以起动系为例，介绍直流电动机转速依靠电磁开关控制，但转速特性很难控制，如何让直流电动机稳定在变换速度呢？启发学生思考，引导学生向鼓风机转速可调这个问题靠拢，然后思考如何实现多种转速可控稳定转动。我们把主流电动机的12V电源接通，过1秒钟再接通，连续这样操作会使什么样的效果？如果继续缩短断开与接通时间会使什么效果？推出占空比的概念，然后用示波器进行演示。下发绘制直流电动机转速可调原理简图的任务1，在教师巡回指导学生完成任务。学生经过讨论分析，将绘制的结果张贴在黑板上，然后派各组的代表上去讲解，这样不仅提高了小组的团队合作能力，也提高了学生的语言组织表达能力，还能进行比较和区分，找出差异。最后，教师总结点评，对表现最好的小组进行表扬，对表现较差的小组给与鼓励。接着下发图1-3，让学生分析散热风扇控制器J126上每根线的作用，学生可以通过教材后面的波形进行查找，也可以根据J255针脚定义进行分析，也可以在整车上用示波器进行测量，在限定的20分钟内将结果标在电路图上，然后讲解和展示。最后，在老师总结后，测量出直流电动机的转速可变已经反馈的波形，要求学生尽量将图1-4、1-5拍照转发到微信朋友圈，丰富学生业余生活。

四、小结

笔者在多年的教学过程中注重学生思维品质、归纳和演绎能力的培养。以理论为基础，以实践相结合的方法，让学生在实训结束后大胆展示自己的实习体会，采用绘制电路、波形，展示学生成果、发微信朋友圈等多种方式使学生参与到教学过程中来，不断提高学生自我学习、学会学习、自觉学习的能力。只要我们朝着正确的方向，以时不我待的精神，以求真务实的态度，中职汽车维修教学的明天一定会更好。

参考文献：

[1]王伟波、曲海勇.汽车空调构造与维修[M]. 北京：机械工业出版社，2018.7

[2]蒋屹.2012款帕萨特、途观车系完全维修手册[M].北京：机械出版社，2013

[3]黎建丰、李参.汽车电气设备构造与维修[M].北京：科学技术文献出版社，2015.4

[4]梁晓亮.中职汽车维修专业一体化教学探索[J].剑南文学，2010.5