【发动机电控系统故障模拟实验台的设计】发动机电控单元故障

时间：2019-04-08 03:20:10　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：由于汽车电控系统的复杂性，难于被学生理解和接受，在实车上也不便于设置故障及演示故障现象。大众轿车具有广泛的代表性，因此，为了促进汽车专业教学及学生更好地学习，设计开发适合实验实训教学使用的大众桑塔纳3000轿车电控发动机实验台。
　　关键词：电控发动机；实训台；电路板
　　1 引言
　　由于电子控制燃油喷射发动机的复杂性，特别是高档轿车为了追求舒适，配备的电子控制燃油喷射发动机更为复杂，难于理解与学习。在现实教学中，实验台能够准确,直观地显示发动机电控系统的数据流和故障码，而且能真实的模拟实车可能发生的故障。因此，开发设计适合实训教学用的电子控制燃油喷射发动机是非常必要的。
　　2 大众桑塔纳3000发动机实验台的特点
　　1)动态运行功能：在原厂发动机总成基础上，配备各相关辅助控制系统，各传感器、执行器均齐全有效，发动机运行正常。
　　2)检测台：表面印刷电控系统线路图，并用图形文字加以说明，电脑管脚与之对应的信号测量点。
　　3)操控台：燃油压力表、真空表显示发动机动静态数据，并配有台架电源开关。
　　4)自诊断功能：配备电脑数据检测端口，可连接专用或通用型解码仪，对发动机电控系统进行ECU编码查询，故障码读取，故障码清除，动态数据流读取，波形分析，执行元件测试，系统登录等。
　　3 实验台的总体设计方案
　　该发动机实验台为汽车维修教育和培训机构使用，所以要力求做到形象直观，以使学生对于桑塔纳3000AYJ发动机各部分的组成及工作原理的学习起到事半功倍的效果；另外此实验台设计有教学模式和考核模式，在考核模式时，面板上的数字仪表和LED灯没有任何显示。以此为设计的出发点，本设计的总体设计方案定为：
　　3.1 选型确定桑塔纳3000轿车AYJ型发动机为本实验台的机型。AYJ型发动机使用了闭环电子多点顺序喷射系统，采用最新横流扫气技术，降低了进气温度，提高了进气量和充气效率，配合长弧形进气歧管和谐振式，使发动机在高速运转下扔能保持稳定的进气压力，输出功率更加顺畅。
　　3.2 设计实验台台架，根据发动机尺寸确定框架。
　　以利于实训教学为目的，同时达到安全可靠、操作方便、结构稳定、造型美观的要求。实验台采用45#方钢焊接制作，规格40*40mm,表面经过喷塑处理,防腐、防锈,底部安装有万向脚轮,并带有脚轮自锁装置。在实验台右下侧为油箱和蓄电池支撑架，左下侧为制动踏板和加速踏板支撑架。
　　3.3 设计实验台面板，面板设计包括面板电路图的设计、显示装置设计（仪表、指示灯等）。
　　3.3.1 实验台面板设计
　　桑塔纳3000AYJ型电控发动机实验台的面板除实验台单位的名称外分为五个部分。第一部分为数字显示仪表。第二部分为桑塔纳3000AYJ电控发动机电路图。第三部分为燃油压力表、真空表、发动机电脑检测点。第四部分为电脑线束插头端子名称和各符号说明。第五部分为研制单位名称。
　　3.3.2 实验台面板电路图的设计
　　该设计遵循原车电路图进行绘制，略有改动，主要是删减掉一些不必要的附属电路，形象直观的再现了发动机电控系统的工作原理，还根据实车中的常发故障现象，在电路中设置了检测端子，通过专用检测仪器可进行各主要传感器、执行器的电压检测。
　　3.4 实验台面板控制电路的设计，模拟开关的设计。
　　控制电路图，如图4－1所示，就是在面板图的基础上绘制出故障断点、指示灯及监测仪表连线等内部控制电路。在所有稳压块12V电源上设计一个总开关S0,当开关处在接通位置时,数字仪表可以显示各传感器和执行器的工作状态,处于教学模式；当开关处在断开位置时,数字仪表没有任何显示,处于考核模式。
　　3.5 数字显示仪表和稳压块
　　数字显示仪表的工作电压为5V，所以需要通过7805稳压块将蓄电池的12V电压转换成5V电压为显示仪表供电。
　　3.6 控制图的连接方法
　　在发动机电路图上设置的每一个故障点均有两个检测点，其中一个靠近ECU方向，作为发动机ECU检测点，另一个靠近电器元件。在每一个发动机检测点上引出一根控制线，用数字地址（如“①”）加以标注，与相应的数字仪表相连接，如图4－2所示控制线的连接方法，且在控制线之间安放了隐闭开关，在实验台侧面。
　　4 结语
　　发动机电控系统故障模拟实验台可以使学生直观地认识发动机，了解其基本组成和各系统的功能；能对所有需要学生检测的线路进行控制，模拟出各种故障，使他们能在更接近实际环境中排除故障，锻炼了学生的动手动脑的能力。提高了教学效率和改善教学效果。
　　参考文献：
　　[1] 鲁植雄. 大众汽车电路图集，江苏：凤凰出版社传媒集团，2008.
　　[2] 凌凯汽车资料编写组大众桑塔纳车系电路维修图册山东科学技术出版社. [3] 王银山，杨旭，胡建明.电控发动机故障诊断实验台的设计与研究天津工程师范学院学报，2005.
　　[4] 解梅，黄银娣，张振军.电控发动机故障模拟实验台的设计与实验研究南京林业大学机械电子工程学院，2005.

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