馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用

施保連

摘 要：本課題分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)使用現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析和深入地研究了馬自達(dá)6轎車汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器各項(xiàng)指標(biāo)、性能參數(shù)能達(dá)到（或接近）實(shí)車工作時(shí)的工況要求。通過(guò)研究文獻(xiàn)技術(shù)資料，科學(xué)合理規(guī)納了發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器故障生成條件和運(yùn)行環(huán)境;研究確定了實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)的指標(biāo)要求、性能參數(shù)與實(shí)車工況要求，確定了故障模擬、元件檢測(cè)和工作狀況顯示參數(shù)要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器;規(guī)劃分析;故障分析;設(shè)計(jì)研究;應(yīng)用

一、國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該是把整車的發(fā)動(dòng)機(jī)變速器機(jī)械、電路、附件綜合到臺(tái)架上重新組合，方便教學(xué)研究和技能訓(xùn)練，避免在實(shí)車上操作的復(fù)雜及困難。結(jié)合國(guó)內(nèi)外的發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)狀，對(duì)比現(xiàn)實(shí)的教學(xué)需求，梳理后發(fā)現(xiàn)存在如下幾點(diǎn)不足之處：

1.僅限于表達(dá)結(jié)構(gòu)原理。這類教具主要以塑料模型結(jié)構(gòu)，反映總成部件的部分工作原理，僅能起到結(jié)構(gòu)原理教學(xué)的目的。

2.僅能操作演示。比較示教板來(lái)具有立體實(shí)物感強(qiáng)，具有看透汽車總成主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部原理的特征，主要有發(fā)動(dòng)機(jī)透視模型，自動(dòng)變速器解剖模型等。

3.可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但技術(shù)工況參數(shù)達(dá)不到實(shí)車標(biāo)準(zhǔn)。

4.可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，技術(shù)工況參數(shù)接近實(shí)車，但不具備檢測(cè)診斷、故障設(shè)置模擬等功能。

二、馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)劃分析

1.發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)參數(shù)要求。實(shí)驗(yàn)臺(tái)選用的是2016年產(chǎn)馬自達(dá)6實(shí)車的發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器總成系統(tǒng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是2.0L排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率108kw，最大扭矩183Nm，壓縮比為10.3：1，配有可變氣門正時(shí)系統(tǒng)和先進(jìn)可變進(jìn)氣歧管系統(tǒng)，該車的自動(dòng)變速器是5檔位（速）手自一體變速器。

2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行技術(shù)要求。發(fā)動(dòng)機(jī)能順利起動(dòng)并平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車ECU電腦系統(tǒng)無(wú)故障;正常工作時(shí)的怠速應(yīng)保持在780r/min，偏差不超過(guò)30r/min;發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘后，冷卻液溫度保持在90-100℃之間，油溫在60-80℃;工作時(shí)蓄電池的正常電壓在13.6V以上，低于13.6V說(shuō)明發(fā)電機(jī)不發(fā)電。

3.實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板技術(shù)要求。電路設(shè)計(jì)反映實(shí)車的真實(shí)規(guī)律，不能注重美觀改變規(guī)則;應(yīng)滿足各傳感器、執(zhí)行器、ECU等元器件電壓、電流、電阻等信號(hào)的檢測(cè)、滿足進(jìn)氣壓力、油壓的檢測(cè)要求;應(yīng)盡量減少電壓、電流等信號(hào)的衰減，線路兩端的電阻值應(yīng)小于1歐姆;電路圖用鋁塑板材進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，線條顏色采用紅、黃、藍(lán)、黑搭配，以黑色為主。

4.實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障設(shè)置技術(shù)要求。應(yīng)確保故障在模擬設(shè)置時(shí)的功能要求，涵蓋進(jìn)排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、檔位電磁閥、繼電器、各主要傳感器、執(zhí)行器、電磁閥等，故障點(diǎn)50個(gè)。電路控制面板上傳感器、執(zhí)行器檢測(cè)點(diǎn)及元件的擺布，要規(guī)劃合理，本著查看方便，易于測(cè)量的原則。

5.實(shí)驗(yàn)臺(tái)安全可靠性要求。電路設(shè)計(jì)中應(yīng)包含必要的控制開關(guān)和防電流過(guò)載的保護(hù)裝置。劃分為傳感器信號(hào)參數(shù)儀表顯示區(qū)、接插器端子參數(shù)檢測(cè)區(qū)、執(zhí)行器性能檢測(cè)區(qū)。

三、馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)研究

實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板電路的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)原理、工作過(guò)程、故障模擬設(shè)置、故障檢測(cè)診斷等功能要求。根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板功能要求，在使用時(shí)不能失真實(shí)車工況因素，需在設(shè)計(jì)研究時(shí)應(yīng)達(dá)到以下要求：

1.電路設(shè)計(jì)走向應(yīng)以馬自達(dá)6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)車維修手冊(cè)和實(shí)車電路圖為主，即反映實(shí)車的真實(shí)情況，不能以美觀好看為主。

2.電路設(shè)計(jì)應(yīng)確保故障在模擬設(shè)置時(shí)的功能要求，涵蓋進(jìn)排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、檔位電磁閥、繼電器、各主要傳感器、執(zhí)行器、電磁閥等，故障點(diǎn)50個(gè)。

3.電路設(shè)計(jì)應(yīng)滿足各傳感器、執(zhí)行器、ECU等元器件電壓、電流、電阻等信號(hào)的檢測(cè)、滿足進(jìn)氣壓力、油壓的檢測(cè)要求。

4.電路設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少電壓、電流、電阻值的衰減，線路的連接應(yīng)以焊接為主，以保證牢靠。

5.電路設(shè)計(jì)中應(yīng)包含必要的控制開關(guān)和防電流過(guò)載的保護(hù)裝置。

6.電路面板電路圖的繪制考慮到美觀、牢靠，電路圖用鋁塑板材進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，線條顏色采用紅、黃、藍(lán)、黑搭配，以黑色為主。

7.電路控制面板上傳感器、執(zhí)行器檢測(cè)點(diǎn)及元件的擺布，要規(guī)劃合理，本著查看方便，易于測(cè)量的原則，主要?jiǎng)澐譃閭鞲衅餍盘?hào)參數(shù)儀表顯示區(qū)、接插器端子參數(shù)檢測(cè)區(qū)、執(zhí)行器性能檢測(cè)區(qū)。

三、馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證及應(yīng)用

1.發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器工作可靠，并與實(shí)車轉(zhuǎn)行工況相符。采用工況法進(jìn)行檢驗(yàn)，冷車起動(dòng)連續(xù)10次都能順利著火，符合起動(dòng)要求;發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱并正常運(yùn)轉(zhuǎn)8-10分鐘后，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在780r/min，冷卻水水溫在90℃左右，油溫保持在80℃左右，符合設(shè)計(jì)要求;來(lái)回抖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門，采用急加速的方式測(cè)試檢查發(fā)動(dòng)機(jī)加速性能，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?00r/min到3500r/min之間過(guò)度圓滑，沒(méi)有明顯急促遲鈍的反應(yīng)，符合設(shè)計(jì)要求。

2.實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板電壓表與發(fā)動(dòng)機(jī)同步反應(yīng)噴油器等傳感器的電壓值，發(fā)光二極管同步反應(yīng)執(zhí)行器工作狀態(tài)。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速800 r/min、1500 r/min、2000 r/min、2500 r/min時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)得1缸噴油器脈寬分別是0.20ms、0.25 ms、0.30ms、0.35 ms，電壓值正常，與面板顯示值相同，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板真空壓力表同步反應(yīng)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣壓力值，燃油壓力表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃油系統(tǒng)汽油壓力值。在進(jìn)氣歧管上接一塊真空壓力表，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后分別測(cè)量在800 r/min、1800 r/min、2500 r/min時(shí)的真空度，測(cè)量值分別是0.22Mpa、0.25Mpa和0.30Mpa，符合設(shè)計(jì)要求。

4.檢測(cè)配備16針OBD-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)診斷接口。先不打開電源開關(guān)，連接好汽車專業(yè)解碼器，置點(diǎn)火開關(guān)于ON檔位，進(jìn)入汽車專用解碼器診斷應(yīng)用程序界面，可正常讀取汽車電腦板信息、故障碼信息;在查看數(shù)據(jù)流界面，依次查看發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速780r/min、冷卻液水溫度80度、車速0r/min、空氣流量計(jì)和氧傳感器的數(shù)據(jù)值信息0.2-0.9V，符合正常工作參數(shù)設(shè)計(jì)要求;進(jìn)入元件測(cè)試界面，依次控制1-4缸噴油器、碳管電磁閥、逐缸斷火測(cè)試，顯示正常符合設(shè)計(jì)要求。

四、總結(jié)

研究了國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。隨著在國(guó)內(nèi)各大高職院校、技工院校中普遍開設(shè)汽車維修及相關(guān)專業(yè)，汽車相關(guān)專業(yè)得到了巨大的推動(dòng)和發(fā)展，同時(shí)大量新的汽車新技術(shù)、新工藝不斷推出和應(yīng)用，尤其是以新能源汽車技術(shù)為代表的汽車變革，促使我們職業(yè)學(xué)校在汽車專業(yè)的教學(xué)改革、課程改革更加急迫，對(duì)接汽車市場(chǎng)對(duì)汽車高技能人才的實(shí)際需求，汽車專業(yè)教學(xué)的師資隊(duì)伍建設(shè)、課程體系建設(shè)、實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)和人才培養(yǎng)方案改革等等方面都應(yīng)做出相應(yīng)增加和更新，全面提方位提高職業(yè)學(xué)校汽車專業(yè)學(xué)生的各項(xiàng)素質(zhì)、職業(yè)能力水平和汽車維修專項(xiàng)技能。

1.研究了國(guó)內(nèi)外關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)現(xiàn)狀。

2.分析了馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及控制策略、馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器常見故障及檢測(cè)維修方法。

3.研究確定了實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)的技術(shù)指標(biāo)要求、性能參數(shù)和實(shí)車工況技術(shù)要求。研究確定實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障模擬、元件檢測(cè)和工作參數(shù)顯示指標(biāo)要求。

4.設(shè)計(jì)了馬6發(fā)動(dòng)機(jī)及自動(dòng)變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)日常教學(xué)應(yīng)用，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

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（江蘇省鹽城技師學(xué)院 ?汽車工程學(xué)院）