汽車故障診斷模擬訓練系統設計研究

陳越 閆光輝

摘 要：隨著全球汽車工業和電子技術的飛速發展，汽車維修技術也在不斷的順應時代的發展和更新。因此為了適應職業院校教學模式的轉換及教學設備的實際需求，設計開發汽車故障診斷模擬訓練系統，能進行真實故障的模擬與診斷。相對于實車診斷，此系統更加直觀全面，能大大提高汽車專業初期教學的學習效率與質量，針對理實一體化課程具有十分的重要意義。

關鍵詞：汽車技術;故障診斷;模擬系統

隨著汽車保有量的增加，對汽車故障的檢測和維護提出了更高的要求。致力于學習者更好地了解發動機電子控制系統的工作原理和組成，方便汽車維修人員更快、更好地排除發動機電控系統的故障。我們設計開發汽車故障診斷模擬訓練系統，通過日常得到的經驗和容易發生故障點，將其設置于實訓臺上。為了便于實訓教學，建立故障設計平臺，體驗正常狀態與試驗故障之間的不同。

一、總體設計要求

本次設計的汽車故障診斷模擬訓練系統是用于汽車維修專業理實一體化課程的教學設備，外觀簡潔，布局合理，方便使用者使用，方便學生學習發動機電子控制系統各組成部分的工作原理以及直觀的演示發動機各個零部件和傳感器以及執行元件的布局及動態故障現象，演練故障診斷與排除工藝。總體設計要求如下：

（一）臺架的設計要求

（1）以各部件應該互不干涉為準則，來決定實訓臺的大小尺寸。

（2）考慮到安全性，根據發動機及附件的質量來選定發動機支架的材料和厚度并在臺架四周安裝一定防護板。

（3）考慮到安全性，燃油箱以及蓄電池盡量的遠離熱源。

（4）考慮到操作的方便性，將實訓臺設計為臺階狀，中間有一個平面臺，在下方布置儀表盤、診斷插座、點火開關、發動機燃油壓力表以及發動機進氣真空表。

（二）實訓臺面板的設計要求

（1）將發動機電控部分電路圖清晰地呈現在實訓臺面板上。

（2）應該有分布在電路中的測試孔和工作指示燈。

（3）在面板上注解各傳感器以及執行元件的名稱。

（三）對于發動機電子控制系統布置及功能要求

（1）該實訓臺能夠比較直觀地演示發動機各個零部件和傳感器以及執行元件的布局。

（2）該實訓臺能夠體現發動機的正常啟動和發動機的各個工作狀況。

（3）該實訓臺能夠模擬出所需故障點（14個傳感器、4個點火組件、13個執行元件等）。

二、實訓臺臺架設計

根據發動機尺寸、實訓臺面板尺寸和操作臺尺寸等，確定該實訓臺尺寸為長*寬*高（1900mm*1200mm*1700mm），實訓臺底部是整個實訓臺的基礎是采用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接而成。實訓臺前部長1150mm、寬1005mm主要是對發動機以及蓄電池的支撐，對于發動機設計了4個支撐點以腰高*腿寬*腰厚（50*35*5）的槽鋼焊接而成;實訓臺后部長750mm、寬1200mm主要是對故障設置箱、面板、儀表和燃油箱等的支撐。臺架的前部、左部設置防護板，用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接成框架，里面焊接0.5mm厚的鍍鋅鐵孔板。主要是出于安全性考慮，為了防止大塊的物體被吸入發動機進氣系統和保護使用者的安全。根據使用的安全性，對于蓄電池、發動機、油箱和排氣管的位置進行設計，將蓄電池放置在實訓臺架前部并與發動機有一定的間隙，將油箱放置在實訓臺架后部并與排氣管有一定的距離。

三、實訓臺面板設計

實訓臺面板的設計是實訓臺總體設計的重要部分。在徹底理解并掌握該發動機電子控制系統的各組成部分、工作原理和其電子控制系統電路之后，設計實訓臺面板電路圖。本設計的實訓臺面板將選用PVC板材，是因為PVC板材有良好的絕緣性，方便清潔，不容易褪色，有良好的耐腐蝕性，并且PCV板材表面光潔平整，不吸水，不變形，易加工等特點。

四、實訓臺面板電路圖設計

實訓臺面板電路是根據發動機電路圖中的電控電路簡化而來，面板中的電路主要包括發動機的電源電路、起動機和發電機電路、點火模塊電路以及各傳感器電路和執行器電路等，在面板上還設置了分布在各傳感器和執行器之間的故障診斷檢測點以及噴油嘴工作指示燈，在面板電路圖中還給各控制單元、傳感器和執行器的名稱添加了相應的注釋。

五、故障點的設計

在汽車發動機電路中的傳感器和執行器都是選用的并聯連接，發動機電子控制系統故障診斷實訓臺的故障主要設計在傳感器電路和執行器電路當中。故障點的設計都是采用的斷路設計，是使用雙向開關并將開關串聯進電路中，雙向開關有兩個擋位，其中一個檔位是閉合擋（將電路接通）另外一個檔位是斷開擋（將電路斷路）。通過這一個雙向開關就可以控制電路的通斷情況，通過切換開關就可以控制電控系統中各傳感器和執行器工作情況，結果，發生不同的發動機故障，在故障開關的兩端分別設置檢測孔，方便進行故障的檢測以及排除。

七、結語

基于本模擬訓練系統實現功能方面，相對現有設備功能得到了進一步完善，使其功能更加全面。可進行發動機電控系統結構認知、模擬演示系統的控制策略和傳感器波形分析，進行系統動態數據流分析及綜合故障診斷等內容。該設計目的在于適應現代職業教育的需求，為院校的汽車專業一體化課程及企業培訓課程提供設備支持。

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