汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計研究

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)備的實際需求，設(shè)計開發(fā)汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，能進(jìn)行真實故障的模擬與診斷。相對于實車診斷，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，針對理實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，對汽車故障的檢測和維護(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)動機(jī)電控系統(tǒng)的故障。我們設(shè)計開發(fā)汽車故障診斷模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，通過日常得到的經(jīng)驗和容易發(fā)生故障點，將其設(shè)置于實訓(xùn)臺上。為了便于實訓(xùn)教學(xué)，建立故障設(shè)計平臺，體驗正常狀態(tài)與試驗故障之間的不同。

一、總體設(shè)計要求

本次設(shè)計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)理實一體化課程的教學(xué)設(shè)備，外觀簡潔，布局合理，方便使用者使用，方便學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動機(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)動機(jī)各個零部件和傳感器以及執(zhí)行元件的布局及動態(tài)故障現(xiàn)象，演練故障診斷與排除工藝?？傮w設(shè)計要求如下：

（一）臺架的設(shè)計要求

（1）以各部件應(yīng)該互不干涉為準(zhǔn)則，來決定實訓(xùn)臺的大小尺寸。

（2）考慮到安全性，根據(jù)發(fā)動機(jī)及附件的質(zhì)量來選定發(fā)動機(jī)支架的材料和厚度并在臺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，將實訓(xùn)臺設(shè)計為臺階狀，中間有一個平面臺，在下方布置儀表盤、診斷插座、點火開關(guān)、發(fā)動機(jī)燃油壓力表以及發(fā)動機(jī)進(jìn)氣真空表。

（二）實訓(xùn)臺面板的設(shè)計要求

（1）將發(fā)動機(jī)電控部分電路圖清晰地呈現(xiàn)在實訓(xùn)臺面板上。

（2）應(yīng)該有分布在電路中的測試孔和工作指示燈。

（3）在面板上注解各傳感器以及執(zhí)行元件的名稱。

（三）對于發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)布置及功能要求

（1）該實訓(xùn)臺能夠比較直觀地演示發(fā)動機(jī)各個零部件和傳感器以及執(zhí)行元件的布局。

（2）該實訓(xùn)臺能夠體現(xiàn)發(fā)動機(jī)的正常啟動和發(fā)動機(jī)的各個工作狀況。

（3）該實訓(xùn)臺能夠模擬出所需故障點（14個傳感器、4個點火組件、13個執(zhí)行元件等）。

二、實訓(xùn)臺臺架設(shè)計

根據(jù)發(fā)動機(jī)尺寸、實訓(xùn)臺面板尺寸和操作臺尺寸等，確定該實訓(xùn)臺尺寸為長*寬*高（1900mm*1200mm*1700mm），實訓(xùn)臺底部是整個實訓(xùn)臺的基礎(chǔ)是采用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接而成。實訓(xùn)臺前部長1150mm、寬1005mm主要是對發(fā)動機(jī)以及蓄電池的支撐，對于發(fā)動機(jī)設(shè)計了4個支撐點以腰高*腿寬*腰厚（50*35*5）的槽鋼焊接而成;實訓(xùn)臺后部長750mm、寬1200mm主要是對故障設(shè)置箱、面板、儀表和燃油箱等的支撐。臺架的前部、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，對于蓄電池、發(fā)動機(jī)、油箱和排氣管的位置進(jìn)行設(shè)計，將蓄電池放置在實訓(xùn)臺架前部并與發(fā)動機(jī)有一定的間隙，將油箱放置在實訓(xùn)臺架后部并與排氣管有一定的距離。

三、實訓(xùn)臺面板設(shè)計

實訓(xùn)臺面板的設(shè)計是實訓(xùn)臺總體設(shè)計的重要部分。在徹底理解并掌握該發(fā)動機(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)計實訓(xùn)臺面板電路圖。本設(shè)計的實訓(xùn)臺面板將選用PVC板材，是因為PVC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。

四、實訓(xùn)臺面板電路圖設(shè)計

實訓(xùn)臺面板電路是根據(jù)發(fā)動機(jī)電路圖中的電控電路簡化而來，面板中的電路主要包括發(fā)動機(jī)的電源電路、起動機(jī)和發(fā)電機(jī)電路、點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點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、故障點的設(shè)計

在汽車發(fā)動機(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)動機(jī)電子控制系統(tǒng)故障診斷實訓(xùn)臺的故障主要設(shè)計在傳感器電路和執(zhí)行器電路當(dāng)中。故障點的設(shè)計都是采用的斷路設(shè)計，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)有兩個擋位，其中一個檔位是閉合擋（將電路接通）另外一個檔位是斷開擋（將電路斷路）。通過這一個雙向開關(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)動機(jī)故障，在故障開關(guān)的兩端分別設(shè)置檢測孔，方便進(jìn)行故障的檢測以及排除。

七、結(jié)語

基于本模擬訓(xùn)練系統(tǒng)實現(xiàn)功能方面，相對現(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)動態(tài)數(shù)據(jù)流分析及綜合故障診斷等內(nèi)容。該設(shè)計目的在于適應(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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