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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)被淘汰掉了，因為它已經(jīng)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(jīng)濟性等性能。因此，應用而生的出現(xiàn)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(jīng)相當?shù)某墒?。由于是電子控制的加上系統(tǒng)又復雜，所以就會出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)通斷故障，具有經(jīng)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(xiàn)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(xiàn)的現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(shù)據(jù)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(jīng)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(xiàn)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。