电控发动机实验台论文设计与应用论文：汽车电控发动机实验台的设计与应用.doc

电控发动机实验台论文设计与应用论文：汽车电控发动机实验台的设计与应用摘要汽车电控发动机实验台可模拟汽车常见电控系统故障，是用于现代汽车电子技术等相关专业的教育与培训重要设备。简述实验台的设计要求、结构特点，并详细介绍实验台的功能，最后分析实验台的应用与发展。关键词电控发动机实验台；系统故障；汽车电子技术；教学研究迅速发展的汽车新技术越来越广泛地应用到汽车工程上，这对汽车电子技术及汽车维修行业人才的理论知识、实践操作都提出更高的要求。同时也增加了相关学校及培训机构的教学难度，传统的理论学习为主的教学方法已难以满足教学要求，过时的教学装置更无法跟上汽车新技术的发展。然而，采用整车实物教学，又存在成本、场地、教学人数和教学时间等方面的限制1，而汽车电控发动机实验台可模拟多种系统故障，且具有经济性、易操作性的优势，将其应用于教学能使学生的实际操作能力得到很大的提高。本文对汽车电控发动机实验台的设计及应用进行研究。1 实验台的总体功能设计要求汽车电控发动机实验台作为汽车技工学校的教学设备，是为了方便理论教学，给学生提供接近实际的实习环境。汽车电控发动机实验台的设计应具有直观的示教效果、良好的可操控性，并能在实践教学环节中充分发挥作用2。所以，在设计时要充分考虑实验台所应具备的功能。1.1 故障模拟设置与诊断功能实验台应含有各种常见电子控制系统故障的预设单元，能对传感器、执行元件等进行预先故障设置，并能通过台面设计的功能区进行故障诊断。故障诊断是发动机电控系统的重要子系统之一，由相关硬件和负责故障检测和处理的软件两部分组成，其功能主要是监测和反映各传感器、执行器及电控单元等的故障。1.2 检测设备匹配功能实验台应设有故障诊断子接口，能与示波器、万用表、发动机分析仪等设备连接，测量传输信号，这样可实现故障诊断分析的实践教学功能。1.3 教学演示功能实验台要具有良好的教学演示功能，能真实反映出系统的组成及控制过程，实现动态在线测试。所以，实验台应仿照实车研制，结构元件统一采用实车部件；同时，实验台要配有教学辅助仪表，直观显示系统的工作情况，方便教学演示。2 汽车电控发动机实验台的系统与结构设计为使实验台更具有车系代表性，实验台在整车基础上，保留发动机整体结构和汽车底盘中传动系、转向系、部分电器仪表及信号系统3，以更好地服务于教学。汽车电控发动机实验台的设计主要由动力与传动系统的选型、电控系统的选型以及整体结构设计三部分组成。2.1 动力与传动系统选型动力与传动系统的选型要从技术先进、操作简单、经济实用的角度出发，可选择以丰田花冠为基本参考车型，配备5a-fe电动发动机、a140e自动变速器及转向助力系统等。该车型配有较为先进的计算机控制系统，是典型的前置发动机、前轮驱动结构。在实验台设计时，可以横置发动机和自动变速器，这样的设计可以使得实验台结构更加紧凑合理，方便功能展示。2.2 电控系统选型电控系统选型主要包括控制原理分析、控制系统组成分析、控制模式设计与分析、动力与传动系统控制步骤、故障选择与设计、故障模拟单元设计与分析、故障诊断专家库设计、可识别故障码及计算机故障诊断模型建立等，其中最重要的环节是故障源的设置与动力及控制系统的互动连接，见图1。实验台的工作系统包括操作装置、控制系统、动力与传动系统以及信号显示等几个部分。故障仿真设置单元安装在电子控制单元与各传感器、执行元件之间，对应故障设置单元上的端子和电子控制单元的引脚，以实现动态测试系统数据信号。同时，设置与故障设置单元上的端子数目相等的故障开关，可以通过开关直接设置故障，这样可以实现故障现象以故障码的形式由控制系统的相应显示装置输出。2.3 实验台整体结构设计实验台的总体结构设计主要包括台架的设计和控制面板的设计。1）实验台台架的设计。台架可由方管焊接成框架结构，其尺寸可根据发动机、油箱等的尺寸以及应用时的操作空间而定，定位发动机时可参考发动机在车架上的安装位置，控制面板一般固定在台架后侧的支架上。2）控制面板的设计。实验台的控制面板尺寸要合理，可设置为1 200 mm600 mm，各单元布置要合理，主要设置有信号灯、仪表盘、故障诊断区、照明区以及仪表区等。仪表盘和信号灯布置在板面的中部，方便查看显示系统的工作信息；线束连接器及继电器盒可布置在板面的左侧，显示实验台电气线束的布置情况；在板面的底部设置4块指示仪表，2块液压表用于显示自动变速器换挡工作油压，一块液压表显示燃油喷射系统供油压力，另一块真空表显示节气门下方真空度变化，指示值的波动可辅助相关故障的判定；版面的右侧设置故障诊断区，位置设计见图2。如果实验台偏重于教学应用，可在面板上画出电控发动机的电路原理图，重点突出传感器和电脑的连接原理，使学生明白电路的工作原理。此外，电控发动机实验台的设计还要考虑环境及安全因素。实验台要安放在场地宽敞、通风良好的场所，实验台应配置专用废气导管，方便将废气排出，以免造成室内污染。同时，实验台的设计要重视安全因素，所有的电灯、电器开关要选取防暴型号，且要安装天然气泄漏报警器，对天然气泄漏情况进行检测；为保证操作安全，实验台要配置灭火器，以防止操作不当引起火灾。3 结束语汽车电控发动机实验台作为教学设备，其设计和应用是伴随着汽车工业和汽车新技术的发展而发展的，所以，实验台的功能需要不断升级，可以通过预留外界端口或是对其控制线路进行适当的改造，以满足教学的应用。虽然实验台在应用方面仍不能完全满足教学需要，但随着技术的不断发展，汽车电控类实验设备将得到进一步的完善，其在汽车类专业技术人才培养领域将起到积极的作用。参考文献1孟国强,张月英.电控发动机试验台的设计研究j.郑州