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汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)故障模擬實驗臺的設(shè)計分析

更新時間:2017-09-20      點擊次數(shù):2794

1.概述
由于電子控制燃油噴射發(fā)動機的復雜性,特別是轎車為了追求舒適,配備的電子控制燃油噴射發(fā)動機更為復雜,難于理解與學習。在現(xiàn)實教學中,實驗臺能夠準確,直觀地顯示發(fā)動機電控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和故障碼,而且能真實的模擬實車可能發(fā)生的故障。因此,開發(fā)設(shè)計適合實訓教學用的電子控制燃油噴射發(fā)動機是非常必要的。
2. 大眾桑塔納3000發(fā)動機實驗臺的特點
1)動態(tài)運行功能:在原廠發(fā)動機總成基礎(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)動機運行正常。
2)檢測臺:表面印刷電控系統(tǒng)線路圖,并用圖形文字加以說明,電腦管腳與之對應(yīng)的信號測量點。
3)操控臺:燃油壓力表、真空表顯示發(fā)動機動靜態(tài)數(shù)據(jù),并配有臺架電源開關(guān)。
4)自診斷功能:配備電腦數(shù)據(jù)檢測端口,可連接或通用型解碼儀,對發(fā)動機電控系統(tǒng)進行ECU編碼查詢,故障碼讀取,故障碼清除,動態(tài)數(shù)據(jù)流讀取,波形分析,執(zhí)行元件測
試,系統(tǒng)登錄等。
3. 實驗臺的總體設(shè)計方案
該發(fā)動機實驗臺為汽車維修教育和培訓機構(gòu)使用,所以要力求做到形象直觀,以使學生對于桑塔納3000AYJ發(fā)動機各部分的組成及工作原理的學習起到事半功倍的效果;另外此實驗臺設(shè)計有教學模式和考核模式,在考核模式時,面板上的數(shù)字儀表和LED燈沒有任何顯示。以此為設(shè)計的出發(fā)點,本設(shè)計的總體設(shè)計方案定為:
3.1 選型 確定桑塔納3000轎車AYJ型發(fā)動機為本實驗臺的機型。AYJ型發(fā)動機使用了閉環(huán)電子多點順序噴射系統(tǒng),采用橫流掃氣技術(shù),降低了進氣溫度,提高了進氣量和充氣效
率,配合長弧形進氣歧管和諧振式,使發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)下扔能保持穩(wěn)定的進氣壓力,輸出功率更加順暢。
3.2 設(shè)計實驗臺臺架,根據(jù)發(fā)動機尺寸確定框架。
以利于實訓教學為目的,同時達到安全可靠、操作方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、造型美觀的要求。實驗臺采用45#方鋼焊接制作,規(guī)格40*40mm,表面經(jīng)過噴塑處理,防腐、防銹,底部安裝有萬向腳
輪,并帶有腳輪自鎖裝置。在實驗臺右下側(cè)為油箱和蓄電池支撐架,左下側(cè)為制動踏板和加速踏板支撐架。
3.3 設(shè)計實驗臺面板,面板設(shè)計包括面板電路圖的設(shè)計、顯示裝置設(shè)計(儀表、指示燈等)。
3.3.1 實驗臺面板設(shè)計
桑塔納3000AYJ型電控發(fā)動機實驗臺的面板除實驗臺單位的名稱外分為五個部分。*部分為數(shù)字顯示儀表。第二部分為桑塔納3000AYJ電控發(fā)動機電路圖。第三部分為燃油壓力表、真空表、發(fā)動機電腦檢測點。第四部分為電腦線束插頭端子名稱和各符號說明。第五部分為研制單位名稱。
3.3.2 實驗臺面板電路圖的設(shè)計
該設(shè)計遵循原車電路圖進行繪制,略有改動,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)動機電控系統(tǒng)的工作原理,還根據(jù)實車中的常發(fā)故障現(xiàn)象,在電路中設(shè)置了檢測端子,通過檢測儀器可進行各主要傳感器、執(zhí)行器的電壓檢測。
3.4 實驗臺面板控制電路的設(shè)計,模擬開關(guān)的設(shè)計。
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、指示燈及監(jiān)測儀表連線等內(nèi)部控制電路。在所有穩(wěn)壓塊12V電源上設(shè)計一個總開關(guān)S0,當開關(guān)處在接通位置時,數(shù)
字儀表可以顯示各傳感器和執(zhí)行器的工作狀態(tài),處于教學模式;當開關(guān)處在斷開位置時,數(shù)字儀表沒有任何顯示,處于考核模式。

圖4-1 實驗臺控制面板電路
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)動機電路圖上設(shè)置的每一個故障點均有兩個檢測點,其中一個靠近ECU方向,作為發(fā)動機ECU檢測點,另一個靠近電器元件。在每一個發(fā)動機檢測點上引出一根控制線,用數(shù)字地址(如“①”)加以標注,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),在實驗臺側(cè)面。

圖4-2 控制線的連接方法
發(fā)動機電控系統(tǒng)故障模擬實驗臺可以使學生直觀地認識發(fā)動機,了解其基本組成和各系統(tǒng)的功能;能對所有需要學生檢測的線路進行控制,模擬出各種故障,使他們能在更接近實際環(huán)境中排除故障,鍛煉了學生的動手動腦的能力。提高了教學效率和改善教學效果。

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