汽車電氣實訓臺的設計與研究

摘 要：《汽車電器與電子技術》是汽車服務工程專業中一門實踐性很強的專業主干課程。在該課程的實驗建設中，應強化學生實踐應用能力并突顯應用型本科院校的特色，因此設計和研發相關電氣實訓臺勢在必行，以期增強師生的動手能力和工程實踐能力，彌補理論與實踐相脫節現象，并對汽車電氣系統的學習具有一定的實踐指導意義。設備設計完成后不僅用于學校教學而且也可以用作汽車維修工國家職業技能鑒定設備。

關鍵詞：電氣實訓臺；傳感器；故障檢測

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2017）07-0130-02

Abstract："Automotive electrical and electronic technology" is a practical application professional backbone course in automobile service engineering. In the construction of the course of the experiment， we should strengthen students' practical application ability and highlight the characteristics of applied undergraduate colleges， therefore，It is imperative to design and research and development related electrical training platform. in order to enhance teachers' and students' practice ability and engineering practice ability， Make up for the phenomenon of Theory divorced from practice， and study of automotive electrical system has certain practical guiding significance. After the completion of the equipment design， it is not only used for school teaching but also can be used as national vocational technical ability appraisement equipment for the Car maintenance workers.

Key Words：electrical training platform； The sensor； Fault detection

隨著電子零部件在汽車上應用程度越來越廣泛，作為應用型本科院校，在專業教學過程有必要開發一款與教學內容相符的汽車電氣實訓臺，作為汽修等相關專業的理論與實踐教具之用。通過專業課程的教學和實戰模擬演示，可使學生清楚地了解并掌握汽車相關電氣系統的構造、工作原理；各部件實際的連接形式和電氣系統常見故障的診斷與排除方法等，使得教學內容與實踐內容相匹配，彌補教學中理論與實踐脫節的現象，同時可作為教師專業研究、本科學生畢業設計數據采集、汽車維修工職業資格技能鑒定設備。

1實訓臺設計方案

實訓臺由臺架（含工具箱）、面板和汽車電氣系統三部分組成，根據車型的技術成熟度，通過車型對比和調研分析選擇大眾捷達電氣系統為設計核心，在掌握汽車電路基本讀圖方法的前提下，牢記電氣系統的“回路原則”，注意所研究電路中的搭鐵極性和開關在電路中所起的作用，化整為零，為培養對多種車型電氣系統分析能力起到觸類旁通的目的。在設計時將實訓臺面板立裝在臺架上，臺架上設計兩個工具箱，用于存放檢測工具和電器元件等，框架漆面采用噴塑處理，在底部裝有四個萬向輪，方便設備移動。汽車電氣系統分別裝在臺架和面板上，在面板前面設置導線、電器元件插接孔，可以拔插導線和電器元件。在面板的后面設計18路典型故障點的開關，實現相關汽車電器控制系統的故障設置，實訓臺面板采用亞格力板彩色絲網印刷，要求線的著色與實際電路圖中所給導線的顏色相同。所設計實訓臺的電路總成包括保險盒（含汽車電氣系統保險和設備保險）、照明系統、起動系統、電源充放電系統、電控燃油噴射系統、汽車防盜系統和故障點設置系統等，以上所述各個電氣系統中的電器元件按車輛上的實際聯結關系用線束連接起來，并安裝于實訓臺上。實訓臺把車輛上典型的電氣系統綜合到臺架上進行研究學習，避免了在實車操作中的復雜性，消除了由于誤操作而造成汽車電路燒毀的風險，使之操作更為方便、直觀。在實際教學中根據教學內容的需要可隨意設置故障點，模擬汽車電氣系統故障的不確定性，使之更加貼近汽車電器維修實戰。最終實現集汽車電器總成拆裝、電氣系統維修與檢測、18路典型電路固定故障設置、控制面板無限點數故障設置、職業技能考核為一體的實驗教學設備。

2實訓臺控制面板電路圖

實訓臺控制面板電路圖由三部分組成，第一部分為燈光照明電路部分；第二部分為充放電系統、起動機、點火開關線路；第三部分為電控發動機動力系統。

2.1汽車電路識圖

接線盒內的5條主干線，“30號”線為蓄電池正極引，即常火線。“31號”線為蓄電池負極引線，即汽車車身搭鐵線。“15號”線為受控于點開關的火線，即點火開關接通電氣系統工作時的供電線路。“50號”線為直流電動機起動時的控制線，即僅在車輛起動時有電。“X號”線為卸荷繼電器控制線，除發動機起動時必須斷開所有卸荷以外，其工作狀態與15號線作用相同。

2.2電路圖的布線原則

在實訓臺面板上的電路圖在布線時應盡量保證線與線之間垂直和平行的關系，減少或避免相互交叉的現象，在電路圖上通常會出現大量的垂直導線，而在中央接線盒內會出現較多水平導線，如30、l5、x、3l、50號線，除此之外還有一些諸如b、c、d、e……等臨時編號的導線，這些線在車輛上實際是在中央接線盒內部，因而在電路圖的主體部分很少出現交叉的現象。

3汽車電氣系統的故障檢測

在汽車電氣實訓臺上可完成以下三個方面的內容：首先，完成照明系統、充放電系統、起動機系統、點火開關線路、發動機電控動力系統等電氣線路工作走向的學習，對比教材中的電器線路圖找出各個用電設備布置位置；其次，完成對電器設備及相關線路工作原理的分析；最后，完成對常見汽車電氣系統故障的診斷檢測和排除任務，此階段也可以任務工單的形式人為設置故障，增加了學生的實踐動手操作能力和電氣故障的診斷分析能力。雖然現代汽車電氣（電器）系統比較復雜，但普遍規律是故障點常發生在總線電路處、電器設備本身、電器相連的電氣元件和線路與電器設備的連接處。

對于燈光照明、起動機等簡單的用電負載，當判斷某電器元件是否存在故障時，首先可以進行直觀的故障診斷，初步判斷故障所點發生的部位和大致范圍，然后按照開關、保險絲、負載、搭鐵的順序進行逐點檢測。在實際維修作業中通常用數字萬用表直接測量，或者用專業跨接導線的方法短路某個疑似故障的電器元件，如果該電器元件被短路后，其電氣系統能恢復正常工作，則說明故障在電器元件上。在維修作業中也通常使用試燈法、低壓電路試火法（由于現代汽車電控系統中控制單元較多，為避免瞬間電壓過高而造成控制單元或傳感器的損壞，此法不能在帶有電控系統的車型上應用）進行此類故障檢測。對于汽車電控系統的故障診斷與排除，通常用換件法或電腦檢測儀診斷該類元件的故障。電腦檢測儀診斷法是指利用汽車專用診斷儀對車輛電控單元進行故障碼調取及通過觀察當前各傳感器動靜態數據流與標準值相比較來判斷出故障根源所在。為方便教學授課并貼近實際作業環境，所設計的電氣實訓臺配有汽車專用解碼儀、數字萬用表、跨接線、專用汽車試燈和常用電器元件等，使學生熟練掌握汽車檢測工具的使用方法。以達到教學與維修企業作業的同步性，從而提高學生工程實踐能力。

4汽車電氣實訓臺的應用

結合《汽車電器與電子技術》這門專業課程，依據所配套教材《汽車電氣設備與檢修》的內容單元合理開出相關電器實驗項目，真正做到學習實踐學習的過程。此外，結合本科生畢業設計、專業課程設計等實踐課程讓在校大學生盡早地融入專業應用學習，為學生穩步走向社會打下夯實的技術基礎，同時也為學有余力的學生發揮潛質、個性發展、提高自身綜合素養創造有利條件，為豐富大學生第二課堂的學習內容，調動和激發大學生科研和創新意識搭建良好學習平臺。實訓臺設計完成后其實現的功能和成果如下：

1） 電控系統中模擬出的主要傳感器輸出信號、電位、頻率信號，利用診斷設備進行測試控制，達到顯示方式的直觀性，使系統數據科學化、標準化。

2）在完成原理學習的情況下，可對照電器原理圖進行教學現場檢測和診斷故障體驗，培養學生的成就感。

3）各電器總成可根所實際教學需要隨時拆卸，并能實現手動故障設置功能。

4）出版配套教材《汽車電氣設備與檢修》一部，實踐指導書兩部。

5結語

汽車電氣實訓臺設計按照原車標配電器、線路安裝，各部分電氣系統原理圖與實際系統相互對應，線路走向簡潔清晰，電氣系統故障設置合理，操作簡單方便，實現理論與實踐的一體化教學。是集理論與實踐教學、拆裝與檢測、職業資格技能鑒定于一體的汽車電氣綜合性能實驗設備。

參考文獻

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