汽車電控發(fā)動機實訓臺模擬故障設計

朱立宗 陳瀟哲 潘俊霖

摘 要：本項目將對汽車電控發(fā)動機實訓臺架進行制作，模擬實訓中故障設置，設計更靈活的故障設置形式，解決目前實驗裝置只能夠實現原部件與汽車ECU之間的點對點通斷，以及原部件上的拔插、通短，從而造成原部件的易損，造成不比要的浪費和麻煩。本電控發(fā)動機實訓臺模擬故障設計通分級開關、總故障設置盒以及相應的電路等組成。

關鍵詞：電控發(fā)動機；分級開關；故障盒；電路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.094

1 引言

本文在觀察和研究了目前的電控發(fā)動機實訓臺架模擬故障設置的布局、設置的方法、實現的功能以及教學的效率的基礎上，再設計出更為緊湊的布局，利用分級開關以及相應的電路，把多個故障設置在一個開關上，另外本著對原部件的保護的角度出發(fā)，設置出一個更為符合實驗室中用于教學使用的電控發(fā)動機實訓臺。

2 電控發(fā)動機的發(fā)展背景

由于化油器的發(fā)展極限，加上環(huán)境對汽車排放的嚴格控制，化油器式的汽車發(fā)動機已經被淘汰掉了，因為它已經不能滿足發(fā)動機各種復雜的工況下的工作了，影響了發(fā)動的動力性和經濟性等性能。因此，應用而生的出現了電子控制燃油噴射系統(tǒng)（簡稱電控）。這個可以追溯到1953年美國bendix（朋迪克斯）公司，1957年朋迪克斯公司開始把電子控制燃油噴射系統(tǒng)應用到克萊斯勒轎車上。電控燃油噴射系統(tǒng)發(fā)展到今天已經相當的成熟。由于是電子控制的加上系統(tǒng)又復雜，所以就會出現各種故障，對修理人員也提出了更高的挑戰(zhàn)。

3 電控發(fā)動機實訓臺架的功用與優(yōu)缺點

3.1 功能與作用

汽車電控發(fā)動機的日常維護、保養(yǎng)以及專業(yè)維修工作，要求從業(yè)人員必須掌握好汽車電控發(fā)動機的工作原理和專業(yè)維修技能。近年來學院購置了一些汽車電控發(fā)動機實訓臺架。在汽車電控發(fā)動機專業(yè)教學中，汽車電控發(fā)動機實訓臺架是學生學習專業(yè)知識和訓練專業(yè)技能所需的重要設備。主要作用一是讓學生認識汽車電控發(fā)動機系統(tǒng)中的各元器件性能，掌握系統(tǒng)組成結構、工作原理和工作流程。二是學生可通過在臺架上的專業(yè)訓練，學會對電控發(fā)動機系統(tǒng)和元器件的維護保養(yǎng)知識，掌握電控發(fā)動機系統(tǒng)（元器件）故障的檢測、排除專業(yè)技能。

3.2 現存優(yōu)缺點

汽車電控發(fā)動機實訓臺架故障設置的普遍類型是采用兩檔位的通斷開關來實現通斷故障，具有經濟簡單的優(yōu)勢，但是其臺架故障設置單一，僅有通斷故障設置，在現實生活中，汽車電控發(fā)動機故障存在多種多樣，不能很好的反映出電控發(fā)動機在其他故障所體現的現象。針對汽車電控發(fā)動機實訓臺架的不足之處，我們需要對汽車電控發(fā)動機實訓臺架進行技術更新，以適應形勢的發(fā)展和教學的需要。

4 汽車電控發(fā)動機臺架新型故障設置

4.1 選用的電控系統(tǒng)

本實訓臺架用的是2009年的桑塔納志俊轎車電控發(fā)動機系統(tǒng)。本項目只對主要的傳感器和執(zhí)行器進行模擬故障，為實驗實訓教學提供支持。

4.2 故障設置選用的分級開關

4.3 實現故障設置的電路圖

本項目基于這種故障設置思路，把每一個需要設置故障的傳感器或者執(zhí)行器等工作元件分別接入分級多檔位開關，最后通過引線把他們集中起來，做成故障設置盒，方便教學使用。

4.4 故障設置功能介紹

當我們把分級開關接入到各個傳感器或者執(zhí)行器中時，我們拿本項目用的電控系統(tǒng)的節(jié)氣門位置傳感器為例，詳細介紹本故障設置能實現的功能。因為本電控系統(tǒng)用到的節(jié)氣門位置傳感器是電子式的，有三根線： 一根電源線、一根信號線、另一根搭鐵線。當我們接入分級開關時，電路的接法如圖5所示，分別有0、1、2、3、4共五個檔位，實現四種故障設置功能。當把檔位撥到0檔時，此時為正常時候的工作狀態(tài)；撥到1檔時，此時為斷路狀態(tài)；撥到2檔時，此時為對搭鐵短路；撥到3檔時，此時為接入一個電阻，改變了原本正常工作時的電流值，但導線并沒有斷，從而造成信號失真，實現虛接的故障設置。當撥到4檔時，此時為對電壓短路。

在實訓教學中我們經常需要拔插到傳感器或者執(zhí)行器來測量、然后進行講學。因為教學活動是長期并且頻繁的，所以就會容易造成工作元件的損壞，進而增加教學成本，因此本著這個角度出發(fā)，設置了另一個方便拔插、測量的故障設置開關（公母對接插頭）如圖4所示，電路接線如圖5所示。當開關損壞后，也容易更換，相比更換電器元件的成本也非常低。

4.5 電路引線測量

汽車電控發(fā)動機實訓臺故障設置完畢后，將電控發(fā)動機電路中設置故障的線路接引到面板上，在實訓臺面板上安裝檢測端子，可直接在面板上檢測電控發(fā)動機系統(tǒng)各電路元件的電信號，如電阻、電壓、電流、頻率信號等，以測到的實際數據判斷故障部位，將其恢復正常。

5 結論

通過本次的設計，對于汽車電控發(fā)動機系統(tǒng)有了更深的認識，在設計過程中也遇到許多問題，如導線的選擇，經和同學的討論，多次的細心修改調試，最終順利完成了設計。本文從汽車電控發(fā)動機系統(tǒng)實訓臺架隨時代的發(fā)展出發(fā)，指出傳統(tǒng)汽車電控發(fā)動機系統(tǒng)實訓臺架故障單一的局限性，并提出了汽車空調實訓臺架的技術更新，使學生對故障問題了解更加透徹，可以很大程度將課堂所學理論知識運用到實際操作中去。本項目09年桑塔納志俊電控發(fā)動機故障設置已完成實物裝置，并能實現預期的功能。具有較強的實用性和廣泛的適用性。

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本文系2017年廣西科技大學自治區(qū)級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目“電控發(fā)動機實訓臺架設計與制作”項目編號：201710594216；2016年度廣西職業(yè)教育教學改革研究項目“基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的職師本科交通運輸專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”項目編號：GXGZJG2016B129.成果。