汽車故障診斷模擬訓練系統(tǒng)設計研究

陳越 閆光輝

摘 要：隨著全球汽車工業(yè)和電子技術的飛速發(fā)展，汽車維修技術也在不斷的順應時代的發(fā)展和更新。因此為了適應職業(yè)院校教學模式的轉換及教學設備的實際需求，設計開發(fā)汽車故障診斷模擬訓練系統(tǒng)，能進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)初期教學的學習效率與質量，針對理實一體化課程具有十分的重要意義。

關鍵詞：汽車技術;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提出了更高的要求。致力于學習者更好地了解發(fā)動機電子控制系統(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)動機電控系統(tǒng)的故障。我們設計開發(fā)汽車故障診斷模擬訓練系統(tǒng)，通過日常得到的經驗和容易發(fā)生故障點，將其設置于實訓臺上。為了便于實訓教學，建立故障設計平臺，體驗正常狀態(tài)與試驗故障之間的不同。

一、總體設計要求

本次設計的汽車故障診斷模擬訓練系統(tǒng)是用于汽車維修專業(yè)理實一體化課程的教學設備，外觀簡潔，布局合理，方便使用者使用，方便學生學習發(fā)動機電子控制系統(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設計要求如下：

（一）臺架的設計要求

（1）以各部件應該互不干涉為準則，來決定實訓臺的大小尺寸。

（2）考慮到安全性，根據(jù)發(fā)動機及附件的質量來選定發(fā)動機支架的材料和厚度并在臺架四周安裝一定防護板。

（3）考慮到安全性，燃油箱以及蓄電池盡量的遠離熱源。

（4）考慮到操作的方便性，將實訓臺設計為臺階狀，中間有一個平面臺，在下方布置儀表盤、診斷插座、點火開關、發(fā)動機燃油壓力表以及發(fā)動機進氣真空表。

（二）實訓臺面板的設計要求

（1）將發(fā)動機電控部分電路圖清晰地呈現(xiàn)在實訓臺面板上。

（2）應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)動機電子控制系統(tǒng)布置及功能要求

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

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

（3）該實訓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、實訓臺臺架設計

根據(jù)發(fā)動機尺寸、實訓臺面板尺寸和操作臺尺寸等，確定該實訓臺尺寸為長*寬*高（1900mm*1200mm*1700mm），實訓臺底部是整個實訓臺的基礎是采用Q235的50*50厚度為2.5mm的鐵方管焊接而成。實訓臺前部長1150mm、寬1005mm主要是對發(fā)動機以及蓄電池的支撐，對于發(fā)動機設計了4個支撐點以腰高*腿寬*腰厚（50*35*5）的槽鋼焊接而成;實訓臺后部長750mm、寬1200mm主要是對故障設置箱、面板、儀表和燃油箱等的支撐。臺架的前部、左部設置防護板，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)動機進氣系統(tǒng)和保護使用者的安全。根據(jù)使用的安全性，對于蓄電池、發(fā)動機、油箱和排氣管的位置進行設計，將蓄電池放置在實訓臺架前部并與發(fā)動機有一定的間隙，將油箱放置在實訓臺架后部并與排氣管有一定的距離。

三、實訓臺面板設計

實訓臺面板的設計是實訓臺總體設計的重要部分。在徹底理解并掌握該發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的各組成部分、工作原理和其電子控制系統(tǒng)電路之后，設計實訓臺面板電路圖。本設計的實訓臺面板將選用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、實訓臺面板電路圖設計

實訓臺面板電路是根據(jù)發(fā)動機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)動機的電源電路、起動機和發(fā)電機電路、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的注釋。

五、故障點的設計

在汽車發(fā)動機電路中的傳感器和執(zhí)行器都是選用的并聯(lián)連接，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)故障診斷實訓臺的故障主要設計在傳感器電路和執(zhí)行器電路當中。故障點的設計都是采用的斷路設計，是使用雙向開關并將開關串聯(lián)進電路中，雙向開關有兩個擋位，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就可以控制電路的通斷情況，通過切換開關就可以控制電控系統(tǒng)中各傳感器和執(zhí)行器工作情況，結果，發(fā)生不同的發(fā)動機故障，在故障開關的兩端分別設置檢測孔，方便進行故障的檢測以及排除。

七、結語

基于本模擬訓練系統(tǒng)實現(xiàn)功能方面，相對現(xiàn)有設備功能得到了進一步完善，使其功能更加全面?？蛇M行發(fā)動機電控系統(tǒng)結構認知、模擬演示系統(tǒng)的控制策略和傳感器波形分析，進行系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)流分析及綜合故障診斷等內容。該設計目的在于適應現(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)培訓課程提供設備支持。

參考文獻：

[1]張西振.汽車發(fā)動機電控技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[2]王文樂，季惠，王猛，徐百陽.基于“學生視角”發(fā)動機電控系統(tǒng)教具的設計與開發(fā)[J].汽車實用技術，2017，（18）：211-214.

[3]朱宏.發(fā)動機電控系統(tǒng)故障模擬實驗臺的設計研究[D].吉林大學，2014.

[4]林偉剛.發(fā)動機電控系統(tǒng)故障模擬實驗臺的設計[J].旅游縱覽（行業(yè)版），2012，（02）：166.

[5]吳剛，袁清珂.發(fā)動機電控系統(tǒng)故障診斷技術的研究與展望[J].機械制造與自動化，2017，46（05）：243-245.

[6]張志強.汽車電控發(fā)動機中的傳感器檢測技術[J].電子技術與軟件工程，2017，（02）：83.

[7]張來聰.電控發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)原理及故障診斷[J].科技展望，2016，26（13）：94.

[8]李鯤.電控發(fā)動機原理與維修[M].山東：山東科學技術出版社，2010：1-152.