一種無線控制模式AJR發(fā)動機動態(tài)試驗臺設(shè)計研發(fā)

孫德勝+趙世婧

摘 要 開發(fā)設(shè)計一種用于教學(xué)的AJR發(fā)動機動態(tài)試驗臺，對試驗臺結(jié)構(gòu)及各部件布局進(jìn)行設(shè)計；對電控發(fā)動機各系統(tǒng)進(jìn)行故障方案設(shè)計，開發(fā)相應(yīng)的電子開關(guān)與無線控制模塊，實現(xiàn)對電控發(fā)動機進(jìn)行無線控制故障設(shè)置與排除的可視化操作。該動態(tài)試驗臺同時具有對保險絲、繼電器進(jìn)行檢測，運用示波器讀取各信號端子波形的功能。

關(guān)鍵詞 AJR發(fā)動機；動態(tài)試驗臺；無線控制

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）20-0041-03

1 前言

AJR發(fā)動機為汽車專業(yè)教學(xué)中使用廣泛的發(fā)動機。AJR發(fā)動機臺用于教學(xué)需測量各端子信號，且部分信號必須發(fā)動機運行才能測量，需要對相關(guān)導(dǎo)線進(jìn)行穿刺；若實驗反復(fù)使用此方法，則發(fā)動機線束很容易損傷。需設(shè)計一種方便讀取發(fā)動機各電控元件信號、可反復(fù)使用的發(fā)動機動態(tài)試驗臺。

2 試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

試驗臺框架采用方管，依據(jù)設(shè)計尺寸切割，對需連接部位及角鐵進(jìn)行鉆孔，使用角鐵采用鉚接的方式進(jìn)行連接，如圖1所示，保證了連接的可靠性、支架的穩(wěn)定性。操作面板采用20°傾斜角度，方便操作及觀測儀表板及儀器測量數(shù)據(jù)。

3 AJR發(fā)動機故障方案設(shè)置

圖2為AJR發(fā)動機電控系統(tǒng)電路圖，針對各系統(tǒng)[1]進(jìn)行常見故障的設(shè)置。

1）點火系統(tǒng)故障：點火線圈N152故障及相關(guān)管線路故障、火花塞故障。

2）燃油噴射系統(tǒng)故障：各缸噴嘴及線路故障。

3）傳感器故障：傳感器故障及相關(guān)線路故障（霍爾傳感器G40，1、2缸爆震傳感器G61，3、4缸爆震傳感器G66，氧傳感器G39，冷卻液溫度傳感器G72，空氣質(zhì)量計G70，進(jìn)氣溫度傳感器G62，節(jié)氣門控制部件J338，轉(zhuǎn)速傳感器G28）。

4）繼電器保險絲故障：燃油泵繼電器、起動繼電器故障，各保險絲故障。

5）電源系統(tǒng)故障：發(fā)動機供電總電源故障、點火開關(guān)及線路故障。

4 面板端子設(shè)置設(shè)計

面板端子設(shè)計如圖3所示，將需要設(shè)置故障的線路斷開，兩端分別接入測試點，兩測試點間串入電子開關(guān)，分析各條線路電流值，確定所需電子開關(guān)型號；對保險絲、繼電器則在其各端子上設(shè)置讀取信號點，而無需進(jìn)行開關(guān)部分的設(shè)計。

5 無線控制設(shè)計

AJR電子開關(guān)自動控制平臺軟件與電子開關(guān)之間通過無線連接，簡化了臺架接線，同時方便使用過程中可不受試驗空間影響，方便操作。

本方案采用微功率無線通信模塊，使用410～441 MHz的開放ISM頻段，具備LORA直序擴(kuò)頻技術(shù)；采用軟件FEC糾錯算法，糾錯能力強，在突發(fā)干擾情況下能主動糾正被干擾的數(shù)據(jù)包，具備高可靠性和長距離傳輸能力。無線模塊可工作在2.3～5.5 V，有低功耗工作模式，在低功耗模式下，消耗電流<50 μA，非常適合電池供電及電腦供電場合?？紤]使用便捷，將無線數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)化成串口信號，降低對無線使用的要求，在電腦端配合AJR自動控制平臺軟件實現(xiàn)即插即用，十分適合教學(xué)、培訓(xùn)、考查場合使用。

無線控制結(jié)構(gòu)如圖4所示，電腦側(cè)安裝一個無線模塊，試驗臺側(cè)安裝一個無線模塊（如圖5所示），電子開關(guān)控制器與無線通過串口通信，電子開關(guān)控制器之間通過485進(jìn)行通信。每個電子開關(guān)有唯一編號，通過應(yīng)用層協(xié)議，實現(xiàn)電腦側(cè)自動控制平臺對單獨每個或者所有電子開關(guān)的控制。

6 AJR發(fā)動機動態(tài)試驗臺功能

1）運用電腦即可實現(xiàn)對線路故障的設(shè)置，不需在發(fā)動機上做任何操作；

2）根據(jù)需要在發(fā)動機運行和停止?fàn)顟B(tài)下，進(jìn)行線路與傳感器及執(zhí)行器檢測，且針對線路故障可以及時運用短接法進(jìn)行排除；

3）使用示波器讀取各電控元件端子波形，直觀、方便；

4）在不拆卸保險絲繼電器的情況下，讀取其相關(guān)端子之間電壓、電阻，判斷其是否損壞；

5）燃油壓力、機油壓力、進(jìn)氣管真空度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度直觀顯示于儀表臺上，便于觀察。

7 結(jié)語

本文設(shè)計開發(fā)的AJR發(fā)動機動態(tài)試驗臺，由在校專業(yè)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計、加工，完全可以應(yīng)用于教學(xué)與職業(yè)技能考核中。同時，在傳統(tǒng)發(fā)動機試驗臺上進(jìn)行繼電器信號讀取及無線控制開關(guān)的改進(jìn)，方便了操作。

參考文獻(xiàn)

[1]張大成，戴波南.上海桑塔納2000系列轎車維修手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2001.