汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

陳越 閆光輝

摘 要：隨著全球汽車工業(yè)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車維修技術(shù)也在不斷的順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和更新。因此為了適應(yīng)職業(yè)院校教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換及教學(xué)設(shè)備的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)開發(fā)汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，能進(jìn)行真實(shí)故障的模擬與診斷。相對(duì)于實(shí)車診斷，此系統(tǒng)更加直觀全面，能大大提高汽車專業(yè)初期教學(xué)的學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量，針對(duì)理實(shí)一體化課程具有十分的重要意義。

關(guān)鍵詞：汽車技術(shù);故障診斷;模擬系統(tǒng)

隨著汽車保有量的增加，對(duì)汽車故障的檢測(cè)和維護(hù)提出了更高的要求。致力于學(xué)習(xí)者更好地了解發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的工作原理和組成，方便汽車維修人員更快、更好地排除發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的故障。我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，通過日常得到的經(jīng)驗(yàn)和容易發(fā)生故障點(diǎn)，將其設(shè)置于實(shí)訓(xùn)臺(tái)上。為了便于實(shí)訓(xùn)教學(xué)，建立故障設(shè)計(jì)平臺(tái)，體驗(yàn)正常狀態(tài)與試驗(yàn)故障之間的不同。

一、總體設(shè)計(jì)要求

本次設(shè)計(jì)的汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是用于汽車維修專業(yè)理實(shí)一體化課程的教學(xué)設(shè)備，外觀簡(jiǎn)潔，布局合理，方便使用者使用，方便學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)各組成部分的工作原理以及直觀的演示發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件和傳感器以及執(zhí)行元件的布局及動(dòng)態(tài)故障現(xiàn)象，演練故障診斷與排除工藝?？傮w設(shè)計(jì)要求如下：

（一）臺(tái)架的設(shè)計(jì)要求

（1）以各部件應(yīng)該互不干涉為準(zhǔn)則，來(lái)決定實(shí)訓(xùn)臺(tái)的大小尺寸。

（2）考慮到安全性，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及附件的質(zhì)量來(lái)選定發(fā)動(dòng)機(jī)支架的材料和厚度并在臺(tái)架四周安裝一定防護(hù)板。

（3）考慮到安全性，燃油箱以及蓄電池盡量的遠(yuǎn)離熱源。

（4）考慮到操作的方便性，將實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)計(jì)為臺(tái)階狀，中間有一個(gè)平面臺(tái)，在下方布置儀表盤、診斷插座、點(diǎn)火開關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油壓力表以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣真空表。

（二）實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板的設(shè)計(jì)要求

（1）將發(fā)動(dòng)機(jī)電控部分電路圖清晰地呈現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板上。

（2）應(yīng)該有分布在電路中的測(cè)試孔和工作指示燈。

（3）在面板上注解各傳感器以及執(zhí)行元件的名稱。

（三）對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)布置及功能要求

（1）該實(shí)訓(xùn)臺(tái)能夠比較直觀地演示發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)零部件和傳感器以及執(zhí)行元件的布局。

（2）該實(shí)訓(xùn)臺(tái)能夠體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)工作狀況。

（3）該實(shí)訓(xùn)臺(tái)能夠模擬出所需故障點(diǎn)（14個(gè)傳感器、4個(gè)點(diǎn)火組件、13個(gè)執(zhí)行元件等）。

二、實(shí)訓(xùn)臺(tái)臺(tái)架設(shè)計(jì)

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸、實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板尺寸和操作臺(tái)尺寸等，確定該實(shí)訓(xùn)臺(tái)尺寸為長(zhǎng)*寬*高（1900mm*1200mm*1700mm），實(shí)訓(xùn)臺(tái)底部是整個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的基礎(chǔ)是采用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接而成。實(shí)訓(xùn)臺(tái)前部長(zhǎng)1150mm、寬1005mm主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)以及蓄電池的支撐，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)了4個(gè)支撐點(diǎn)以腰高*腿寬*腰厚（50*35*5）的槽鋼焊接而成;實(shí)訓(xùn)臺(tái)后部長(zhǎng)750mm、寬1200mm主要是對(duì)故障設(shè)置箱、面板、儀表和燃油箱等的支撐。臺(tái)架的前部、左部設(shè)置防護(hù)板，用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接成框架，里面焊接0.5mm厚的鍍鋅鐵孔板。主要是出于安全性考慮，為了防止大塊的物體被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)和保護(hù)使用者的安全。根據(jù)使用的安全性，對(duì)于蓄電池、發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱和排氣管的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，將蓄電池放置在實(shí)訓(xùn)臺(tái)架前部并與發(fā)動(dòng)機(jī)有一定的間隙，將油箱放置在實(shí)訓(xùn)臺(tái)架后部并與排氣管有一定的距離。

三、實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板的設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)的重要部分。在徹底理解并掌握該發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的各組成部分、工作原理和其電子控制系統(tǒng)電路之后，設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板電路圖。本設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板將選用PVC板材，是因?yàn)镻VC板材有良好的絕緣性，方便清潔，不容易褪色，有良好的耐腐蝕性，并且PCV板材表面光潔平整，不吸水，不變形，易加工等特點(diǎn)。

四、實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板電路圖設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板電路是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)電路圖中的電控電路簡(jiǎn)化而來(lái)，面板中的電路主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)的電源電路、起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)電路、點(diǎn)火模塊電路以及各傳感器電路和執(zhí)行器電路等，在面板上還設(shè)置了分布在各傳感器和執(zhí)行器之間的故障診斷檢測(cè)點(diǎn)以及噴油嘴工作指示燈，在面板電路圖中還給各控制單元、傳感器和執(zhí)行器的名稱添加了相應(yīng)的注釋。

五、故障點(diǎn)的設(shè)計(jì)

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電路中的傳感器和執(zhí)行器都是選用的并聯(lián)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)故障診斷實(shí)訓(xùn)臺(tái)的故障主要設(shè)計(jì)在傳感器電路和執(zhí)行器電路當(dāng)中。故障點(diǎn)的設(shè)計(jì)都是采用的斷路設(shè)計(jì)，是使用雙向開關(guān)并將開關(guān)串聯(lián)進(jìn)電路中，雙向開關(guān)有兩個(gè)擋位，其中一個(gè)檔位是閉合擋（將電路接通）另外一個(gè)檔位是斷開擋（將電路斷路）。通過這一個(gè)雙向開關(guān)就可以控制電路的通斷情況，通過切換開關(guān)就可以控制電控系統(tǒng)中各傳感器和執(zhí)行器工作情況，結(jié)果，發(fā)生不同的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，在故障開關(guān)的兩端分別設(shè)置檢測(cè)孔，方便進(jìn)行故障的檢測(cè)以及排除。

七、結(jié)語(yǔ)

基于本模擬訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能方面，相對(duì)現(xiàn)有設(shè)備功能得到了進(jìn)一步完善，使其功能更加全面?？蛇M(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知、模擬演示系統(tǒng)的控制策略和傳感器波形分析，進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流分析及綜合故障診斷等內(nèi)容。該設(shè)計(jì)目的在于適應(yīng)現(xiàn)代職業(yè)教育的需求，為院校的汽車專業(yè)一體化課程及企業(yè)培訓(xùn)課程提供設(shè)備支持。

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