寶駿630汽車發動機電路故障設置器的設計與教學應用

陳正華 鄧秋雅

摘 要：汽車發動機控制系統是整車所有電控系統中的傳感器、執行器最多，控制參數最多，功能最強，過程最復雜，在汽車機電維修行業中掌握汽車發動機電控系統的檢修是十分重要的。結合廣西區內職業院校普遍采用的寶駿630汽車，分析電控發動機的電路工作原理與故障檢測方法，提出提出了寶駿630汽車發動機電路故障設置器的設計思路、設計要求和設計結構。

關鍵詞：發動機 故障設置 教學

Abstract：The automobile engine control system has the largest number of sensors and actuators， the largest number of control parameters， the most powerful functions， and the most complex process among all the electronic control systems of the vehicle. It is very important to master the maintenance of the automobile engine electronic control system in the automobile electromechanical maintenance industry. Combined with the Baojun 630 automobile， which is widely used in vocational colleges in Guangxi， the circuit working principle and fault detection method of the electronically controlled engine are analyzed， and the design ideas， design requirements and design structure of the Baojun 630 automobile engine circuit fault setter are put forward.

Key words：engine， fault setting， teaching

國內汽車行業的蓬勃發展，汽車行業技能人才市場需求大，在汽車專業的培養模式上，大多數職業院校都注重以就業為目標、突出能力為本位的培養模式;教學中，注重理實一體化教學，在技能教學中，以實際工作的要求作為教學的基礎，基于此，在汽車維修中，以整車上檢修作為學生掌握汽車檢修技能。

在整車的各個系統中，發動機電子控制系統的故障診斷與排除涉及的知識密集、綜合性強、技術要求高。掌握了發動機電子控制系統的工作原理、控制過程、故障的診斷與排除方法，再學習汽車其他電子控制系統就能迎刃而解，與此同時，這已成為高職高專院校汽車類專業教學的一項重要內容，是培養學生專業實踐能力的核心。

針對目前應用于職業院校的汽車專業的實訓設備，分析在理實一體化教學當中是否解決目前汽車專業實訓設備中的要求，提出本設計的思路，解決理實一體化教學中實訓設備存在的問題，結合廣西區內職業院校普遍采用的寶駿630汽車，分析電控發動機的噴油器電路的工作原理與故障檢測方法，提出設計并制作寶駿630發動機電路故障設置器。

1 帶有故障設置功能的實訓設備分析

總體來說，目前應用于職業院校汽車專業教學的帶故障設置功能實訓設備，主要有以下三種：

1.1 電控發動機總成臺架

電控發動機總成臺架，是目前中高職院校及開設汽車專業的本科院校實訓所采用最多的一種發動機電控系統檢修教學設備。

工作原理：電控發動機總成+運行檢測控制臺+故障盒

特點：該設備采用電控汽油發動機總成為基礎，與運行檢測控制臺共同組成完整的發動機臺架，真實展示電控發動機的結構和工作過程，臺架提供學員進行發動機啟動、運行、加減速實訓等項目，在控制臺一側安裝有故障設置盒，故障盒可以設置少數故障，采用撥桿開關實現故障設置。

1.2 開關式故障設置盒

開關式故障設置盒，基于發動機臺架的故障設置形式，而針對整車上進行電路故障設置器的小型化改進版，可以根據教學需要，對不同車型進行微調，能靈活使用。

工作原理：整車+故障設置盒

特點：該設備基于整車設計，破開原車線束基礎上，以延長線的方式，將故障設置盒串聯與發動機ECU之間線路中，進行故障設置，故障設置盒采用撥桿開關進行故障設置，能實現發動機控制線路的斷路、虛接故障，外殼采用金屬材質，有保護內部電路、支撐開關的作用。

1.3 交互式教學系統

交互式教學系統：是目前市場上所有故障設置器中較為先進的一種，能集多種功能于一體的軟、硬件組合而成的故障設置裝置，也是全國職業院校技能大賽中汽車檢測與維修項目指定的設置整車故障的教學設備。

工作原理：整車+電腦+拓展平臺

特點：該系統是在傳統教學試驗臺的基礎上，增加了強大的軟件管理系統，通過該平臺可以輕松的將傳統的教學設備和實際教學過程有機結合起來，將汽車發動機ECU外接至拓展平臺上，平臺能對接ECU的每一個針腳線路;利用該原件可以和教學設備進行實時互動，可以隨時控制教學設備的運行，滿足教學過程的需求，同時將車輛上的各個系統的運行參數用最恰當的方式顯示在電腦屏幕上，此教學系統包含多媒體教學系統、理論考核系統，實訓考核系統、布線診斷系統和故障設置系統。

2 故障設置器思路分析

綜上所述，現用帶故障設置器的實訓設備在保證設備完整性方面，未能較好的解決這個問題，如開關式故障設置盒，制作時需要破開原車線束，對實訓車線束造成不可逆轉的損壞;在積累實車操作經驗方面，如發動機總成臺架，學生的操作在臺架上完成，缺乏整車上拆裝檢修經驗，在故障點設置方面，故障點較少，不能涵蓋整個控制系統;在故障設置操作方面，交互式教學系統控制方式過于復雜，教學中軟硬件出現故障，則對教學產生直接的影響。

對以上分析，確定主要方向，提出需要解決的問題和設計思路，

（1）基于整車上設計故障，有利于培養學生在學習中建立操作經驗，畢業后到崗能勝任工作要求;（2）實現多個故障種類的設置，在實際維修中，汽車因環境和駕駛方式等做種因素作用下，產生不同類型的故障，因此，要求實現多個故障種類的設置要求;（3）實現無損與整車的安裝，多數學校的實訓車輛因不同的教學任務而分配，無損整車安裝，有利于實訓車輛的多種用途;（4）采用無線遙控控制，實現遠程設置故障，基于整車上的實訓教學，遠程設置方式，極大的便利教師設置故障和演示故障現象等，以此作為本設計的創新點;結合廣西區內職業院校普遍采用的寶駿630汽車，分析電控發動機的電路工作原理與故障檢測方法，提出了寶駿630汽車發動機故障設置器的思路設計。

3 寶駿630發動機電路故障設置器結構概述

結合思路分析，進一步確定故障設置器的結構內容，包括：控制主機、遙控式控制單元電路、延長線、三通線、外置電源線。

（1）遙控控制電路

為實現寶駿630發動機電路故障設置器的故障點的要求，選用是“8路無線智能接收控制器”，單個繼電器說明：每繼電器共3端子（NO常開點;COM公用點;NC常閉點）

故障控制方式原理：

（1）控制線路：由繼電器（1～4）實現控制線路的故障設置;1#繼電器COM端與發動機相應的元器件控制輸入線連接;

（2）搭鐵線路：由繼電器（5～6）實現搭鐵線路的故障設置;由5#繼電器NC與發動機相應的元器件與搭鐵線相連;

（3）電源線路：由繼電器（7～8）實現電源線路的故障設置，由7#繼電器NC與發動機相應的元器件與電源線相連。

寶駿630發動機電路故障設置器由多個遙控控制器主板組成，最終可以實現相應電路的斷路、電阻過大、對搭鐵短路、對電源短路故障。

4 結論

寶駿630發動機電路故障設置器選用無線遙控控制的方式實現了遠程設置故障，解決了傳統故障設置方式費時、費力的問題，同時操作簡單，大大便于操控者的使用，基于整車上設置故障的設計要求，有利于操作者積累整車維修經驗，根據教學需要，采用演示型、設置型遙控，便于日常教學使用和考核使用。

結合寶駿630汽車的維修手冊分析了發動機各相應線路的功能和作用，比對實際維修過程中出現故障較多故障點，結合線路故障類型，確定了電路的設計。

不足之處是故障設置器有兩種遙控，遙控器數量較多，在使用中容易丟失;因此，需要在后續不斷完善和改進，減少遙控器數量和提升操作便捷性。

基金項目：2020年度廣西城市職業大學校級科研項目《寶駿630汽車發動機電路故障設置器的設計與教學應用》（GXCVUKY2020B021）。

參考文獻：

[1]黃如君，趙從良，趙文龍. 汽車電子控制技術[M]. 長春：東北師范大學出版社，2012.7.

[2]朱軍，汽車故障診斷方法[M]，北京，人民交通出版社，2008.10.

[3]上汽通用五菱汽車股份有限公司，寶駿630維修手冊，2016.3.

[4]張鳳山，汽車傳感器檢測束查手冊[M]，北京，機械工業出版社，2012.6.

[5]張俊，汽車發動機電控[M].北京：北京大學出版社，2011.8.

[6]陸季清，汽車發動機設計[M]，北京：清華大學出版社，2011.5.

[7]殷振波，發動機電控系統檢修[M].北京：電子工業出版社，2018.4.

[8]程慧民，汽車電子控制技術與檢修[M].北京：金盾出版社，2015.1.

[9]SulfurversusDioxygen：Dinuclear（Trisulfido）copperComplexes[J].Miriam Wern，TobiasHoppe，JonathanBecker，StefanZahn，DoreenMollenhauer，SiegfriedSchindler.EuropeanJournalofInorganicChemistry.2016（10）.