汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺模擬故障設計

1　引言
　　本文在觀(guān)察和研究了目前的電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架模擬故障設置的布局、設置的方法、實(shí)現的功能以及教學(xué)的效率的基礎上，再設計出更為緊湊的布局，利用分級開(kāi)關(guān)以及相應的電路，把多個(gè)故障設置在一個(gè)開(kāi)關(guān)上，另外本著(zhù)對原部件的保護的角度出發(fā)，設置出一個(gè)更為符合實(shí)驗室中用于教學(xué)使用的電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺。
2　電控發(fā)動(dòng)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(chē)排放的嚴格控制，化油器式的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機已經(jīng)被淘汰掉了，因為它已經(jīng)不能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機各種復雜的工況下的工作了，影響了發(fā)動(dòng)的動(dòng)力性和經(jīng)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（簡(jiǎn)稱(chēng)電控）。這個(gè)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(kāi)始把電子控制燃油噴射系統應用到克萊斯勒轎車(chē)上。電控燃油噴射系統發(fā)展到今天已經(jīng)相當的成熟。由于是電子控制的加上系統又復雜，所以就會(huì )出現各種故障，對修理人員也提出了更高的挑戰。
3　電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架的功用與優(yōu)缺點(diǎn)
3.1　功能與作用
　　汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機的日常維護、保養以及專(zhuān)業(yè)維修工作, 要求從業(yè)人員必須掌握好汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機的工作原理和專(zhuān)業(yè)維修技能。近年來(lái)學(xué)院購置了一些汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架。在汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機專(zhuān)業(yè)教學(xué)中, 汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架是學(xué)生學(xué)習專(zhuān)業(yè)知識和訓練專(zhuān)業(yè)技能所需的重要設備。主要作用一是讓學(xué)生認識汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機系統中的各元器件性能, 掌握系統組成結構、工作原理和工作流程。二是學(xué)生可通過(guò)在臺架上的專(zhuān)業(yè)訓練, 學(xué)會(huì )對電控發(fā)動(dòng)機系統和元器件的維護保養知識, 掌握電控發(fā)動(dòng)機系統( 元器件) 故障的檢測、排除專(zhuān)業(yè)技能。
3.2　現存優(yōu)缺點(diǎn)
　　汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架故障設置的普遍類(lèi)型是采用兩檔位的通斷開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現通斷故障，具有經(jīng)濟簡(jiǎn)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(shí)生活中，汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機故障存在多種多樣，不能很好的反映出電控發(fā)動(dòng)機在其他故障所體現的現象。針對汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架的不足之處, 我們需要對汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺架進(jìn)行技術(shù)更新, 以適應形勢的發(fā)展和教學(xué)的需要。
4　汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機臺架新型故障設置
4.1　選用的電控系統
　　本實(shí)訓臺架用的是2009 年的桑塔納志俊轎車(chē)電控發(fā)動(dòng)機系統。本項目只對主要的傳感器和執行器進(jìn)行模擬故障，為實(shí)驗實(shí)訓教學(xué)提供支持。
4.2　故障設置選用的分級開(kāi)關(guān)

圖1

 

圖2　分級開(kāi)關(guān)實(shí)物圖

圖3　分級開(kāi)關(guān)結構圖

圖4　公母對接接頭

4.3　實(shí)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(gè)需要設置故障的傳感器或者執行器等工作元件分別接入分級多檔位開(kāi)關(guān)，后通過(guò)引線(xiàn)把他們集中起來(lái)，做成故障設置盒，方便教學(xué)使用。

圖5　故障設置電路圖
4.4　故障設置功能介紹
　　當我們把分級開(kāi)關(guān)接入到各個(gè)傳感器或者執行器中時(shí)，我們拿本項目用的電控系統的節氣門(mén)位置傳感器為例，詳細介紹本故障設置能實(shí)現的功能。因為本電控系統用到的節氣門(mén)位置傳感器是電子式的，有三根線(xiàn): 一根電源線(xiàn)、一根信號線(xiàn)、另一根搭鐵線(xiàn)。當我們接入分級開(kāi)關(guān)時(shí)，電路的接法如圖5 所示，分別有0、1、2、3、4 共五個(gè)檔位，實(shí)現四種故障設置功能。當把檔位撥到0 檔時(shí)，此時(shí)為正常時(shí)候的工作狀態(tài)；撥到1 檔時(shí)，此時(shí)為斷路狀態(tài)；撥到2 檔時(shí)，此時(shí)為對搭鐵短路；撥到3 檔時(shí)，此時(shí)為接入一個(gè)電阻，改變了原本正常工作時(shí)的電流值，但導線(xiàn)并沒(méi)有斷，從而造成信號失真，實(shí)現虛接的故障設置。當撥到4 檔時(shí)，此時(shí)為對電壓短路。
　　在實(shí)訓教學(xué)中我們經(jīng)常需要拔插到傳感器或者執行器來(lái)測量、然后進(jìn)行講學(xué)。因為教學(xué)活動(dòng)是長(cháng)期并且頻繁的，所以就會(huì )容易造成工作元件的損壞，進(jìn)而增加教學(xué)成本，因此本著(zhù)這個(gè)角度出發(fā)，設置了另一個(gè)方便拔插、測量的故障設置開(kāi)關(guān)（公母對接插頭）如圖4 所示，電路接線(xiàn)如圖5 所示。當開(kāi)關(guān)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(xiàn)測量
圖5　故障設置電路圖
　　汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機實(shí)訓臺故障設置完畢后，將電控發(fā)動(dòng)機電路中設置故障的線(xiàn)路接引到面板上，在實(shí)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(dòng)機系統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(shí)際數據判斷故障部位，將其恢復正常。
5　結論
　　通過(guò)本次的設計，對于汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機系統有了更深的認識，在設計過(guò)程中也遇到許多問(wèn)題，如導線(xiàn)的選擇，經(jīng)和同學(xué)的討論，多次的細心修改調試，終順利完成了設計。本文從汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機系統實(shí)訓臺架隨時(shí)代的發(fā)展出發(fā)，指出傳統汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機系統實(shí)訓臺架故障單一的局限性，并提出了汽車(chē)空調實(shí)訓臺架的技術(shù)更新，使學(xué)生對故障問(wèn)題了解更加透徹，可以很大程度將課堂所學(xué)理論知識運用到實(shí)際操作中去。本項目09 年桑塔納志俊電控發(fā)動(dòng)機故障設置已完成實(shí)物裝置，并能實(shí)現預期的功能。具有較強的實(shí)用性和廣泛的適用性。