汽車電控發動機實訓臺模擬故障設計

1　引言
　　本文在觀察和研究了目前的電控發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，設置出一個更為符合實驗室中用于教學使用的電控發動機實訓臺。
2　電控發動機的發展背景
　　由于化油器的發展極限，加上環境對汽車排放的嚴格控制，化油器式的汽車發動機已經被淘汰掉了，因為它已經不能滿足發動機各種復雜的工況下的工作了，影響了發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（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應用到克萊斯勒轎車上。電控燃油噴射系統發展到今天已經相當的成熟。由于是電子控制的加上系統又復雜，所以就會出現各種故障，對修理人員也提出了更高的挑戰。
3　電控發動機實訓臺架的功用與優缺點
3.1　功能與作用
　　汽車電控發動機的日常維護、保養以及專業維修工作, 要求從業人員必須掌握好汽車電控發動機的工作原理和專業維修技能。近年來學院購置了一些汽車電控發動機實訓臺架。在汽車電控發動機專業教學中, 汽車電控發動機實訓臺架是學生學習專業知識和訓練專業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動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。二是學生可通過在臺架上的專業訓練, 學會對電控發動機系統和元器件的維護保養知識, 掌握電控發動機系統( 元器件) 故障的檢測、排除專業技能。
3.2　現存優缺點
　　汽車電控發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，汽車電控發動機故障存在多種多樣，不能很好的反映出電控發動機在其他故障所體現的現象。針對汽車電控發動機實訓臺架的不足之處, 我們需要對汽車電控發動機實訓臺架進行技術更新, 以適應形勢的發展和教學的需要。
4　汽車電控發動機臺架新型故障設置
4.1　選用的電控系統
　　本實訓臺架用的是2009 年的桑塔納志俊轎車電控發動機系統。本項目只對主要的傳感器和執行器進行模擬故障，為實驗實訓教學提供支持。
4.2　故障設置選用的分級開關

圖1

 

圖2　分級開關實物圖

圖3　分級開關結構圖

圖4　公母對接接頭

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行器等工作元件分別接入分級多檔位開關，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。

圖5　故障設置電路圖
4.4　故障設置功能介紹
　　當我們把分級開關接入到各個傳感器或者執行器中時，我們拿本項目用的電控系統的節氣門位置傳感器為例，詳細介紹本故障設置能實現的功能。因為本電控系統用到的節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；撥到1 檔時，此時為斷路狀態；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，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
圖5　故障設置電路圖
　　汽車電控發動機實訓臺故障設置完畢后，將電控發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動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，對于汽車電控發動機系統有了更深的認識，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，終順利完成了設計。本文從汽車電控發動機系統實訓臺架隨時代的發展出發，指出傳統汽車電控發動機系統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。