汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)分析

1.概述
由于電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜性，特別是轎車為了追求舒適，配備的電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)更為復(fù)雜，難于理解與學(xué)習(xí)。在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠準(zhǔn)確,直觀地顯示發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和故障碼，而且能真實(shí)的模擬實(shí)車可能發(fā)生的故障。因此，開發(fā)設(shè)計(jì)適合實(shí)訓(xùn)教學(xué)用的電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)是非常必要的。
2. 大眾桑塔納3000發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)
1)動(dòng)態(tài)運(yùn)行功能：在原廠發(fā)動(dòng)機(jī)總成基礎(chǔ)上，配備各相關(guān)輔助控制系統(tǒng)，各傳感器、執(zhí)行器均齊全有效，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常。
2)檢測(cè)臺(tái)：表面印刷電控系統(tǒng)線路圖，并用圖形文字加以說(shuō)明，電腦管腳與之對(duì)應(yīng)的信號(hào)測(cè)量點(diǎn)。
3)操控臺(tái)：燃油壓力表、真空表顯示發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)，并配有臺(tái)架電源開關(guān)。
4)自診斷功能：配備電腦數(shù)據(jù)檢測(cè)端口，可連接或通用型解碼儀，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行ECU編碼查詢，故障碼讀取，故障碼清除，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流讀取，波形分析，執(zhí)行元件測(cè)
試，系統(tǒng)登錄等。
3. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案
該發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)為汽車維修教育和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)使用，所以要力求做到形象直觀，以使學(xué)生對(duì)于桑塔納3000AYJ發(fā)動(dòng)機(jī)各部分的組成及工作原理的學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果；另外此實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)有教學(xué)模式和考核模式，在考核模式時(shí)，面板上的數(shù)字儀表和LED燈沒(méi)有任何顯示。以此為設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案定為：
3.1 選型 確定桑塔納3000轎車AYJ型發(fā)動(dòng)機(jī)為本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的機(jī)型。AYJ型發(fā)動(dòng)機(jī)使用了閉環(huán)電子多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)，采用橫流掃氣技術(shù)，降低了進(jìn)氣溫度，提高了進(jìn)氣量和充氣效
率，配合長(zhǎng)弧形進(jìn)氣歧管和諧振式，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下扔能保持穩(wěn)定的進(jìn)氣壓力，輸出功率更加順暢。
3.2 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸確定框架。
以利于實(shí)訓(xùn)教學(xué)為目的，同時(shí)達(dá)到安全可靠、操作方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、造型美觀的要求。實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用45#方鋼焊接制作，規(guī)格40*40mm,表面經(jīng)過(guò)噴塑處理,防腐、防銹,底部安裝有萬(wàn)向腳
輪,并帶有腳輪自鎖裝置。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)右下側(cè)為油箱和蓄電池支撐架，左下側(cè)為制動(dòng)踏板和加速踏板支撐架。
3.3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板，面板設(shè)計(jì)包括面板電路圖的設(shè)計(jì)、顯示裝置設(shè)計(jì)（儀表、指示燈等）。
3.3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板設(shè)計(jì)
桑塔納3000AYJ型電控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的面板除實(shí)驗(yàn)臺(tái)單位的名稱外分為五個(gè)部分。*部分為數(shù)字顯示儀表。第二部分為桑塔納3000AYJ電控發(fā)動(dòng)機(jī)電路圖。第三部分為燃油壓力表、真空表、發(fā)動(dòng)機(jī)電腦檢測(cè)點(diǎn)。第四部分為電腦線束插頭端子名稱和各符號(hào)說(shuō)明。第五部分為研制單位名稱。
3.3.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板電路圖的設(shè)計(jì)
該設(shè)計(jì)遵循原車電路圖進(jìn)行繪制，略有改動(dòng)，主要是刪減掉一些不必要的附屬電路，形象直觀的再現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作原理，還根據(jù)實(shí)車中的常發(fā)故障現(xiàn)象，在電路中設(shè)置了檢測(cè)端子，通過(guò)檢測(cè)儀器可進(jìn)行各主要傳感器、執(zhí)行器的電壓檢測(cè)。
3.4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板控制電路的設(shè)計(jì)，模擬開關(guān)的設(shè)計(jì)。
控制電路圖，如圖4－1所示，就是在面板圖的基礎(chǔ)上繪制出故障斷點(diǎn)、指示燈及監(jiān)測(cè)儀表連線等內(nèi)部控制電路。在所有穩(wěn)壓塊12V電源上設(shè)計(jì)一個(gè)總開關(guān)S0,當(dāng)開關(guān)處在接通位置時(shí),數(shù)
字儀表可以顯示各傳感器和執(zhí)行器的工作狀態(tài),處于教學(xué)模式；當(dāng)開關(guān)處在斷開位置時(shí),數(shù)字儀表沒(méi)有任何顯示,處于考核模式。

圖4-1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板電路
3.5 數(shù)字顯示儀表和穩(wěn)壓塊
數(shù)字顯示儀表的工作電壓為5V，所以需要通過(guò)7805穩(wěn)壓塊將蓄電池的12V電壓轉(zhuǎn)換成5V電壓為顯示儀表供電。
3.6 控制圖的連接方法
在發(fā)動(dòng)機(jī)電路圖上設(shè)置的每一個(gè)故障點(diǎn)均有兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，其中一個(gè)靠近ECU方向，作為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)點(diǎn)，另一個(gè)靠近電器元件。在每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)點(diǎn)上引出一根控制線，用數(shù)字地址（如“①”）加以標(biāo)注，與相應(yīng)的數(shù)字儀表相連接，如圖4－2所示控制線的連接方法，且在控制線之間安放了隱閉開關(guān)，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)側(cè)面。

圖4－2 控制線的連接方法
發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以使學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)，了解其基本組成和各系統(tǒng)的功能；能對(duì)所有需要學(xué)生檢測(cè)的線路進(jìn)行控制，模擬出各種故障，使他們能在更接近實(shí)際環(huán)境中排除故障，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦的能力。提高了教學(xué)效率和改善教學(xué)效果。