5A-FE電控發(fā)動機實驗臺的開發(fā)

方 明

廣東省南方高級技工學校，廣東 韶關 512000

0 引言

目前，電子技術已在汽車上廣泛的應用，特別是發(fā)動機電子控制燃油噴射系統(tǒng)已是日新月異，不但提高了發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性，而且排放污染也是盡可能的減少。但是，由于電控系統(tǒng)采用了大量的高科技，使維修難度越來越高，給汽車維修從業(yè)人員和在校學生對于發(fā)動機電控系統(tǒng)維修技術的掌握帶來了許多困難。因此，為了滿足教學的需要，筆者在從事多年的實踐教學和維修工作的基礎上，開發(fā)了“5A-FE電控發(fā)動機故障模擬實驗臺”，為開展汽車維修職業(yè)培訓和實習教學提供了一套理想的實習設備。

1 實驗臺設計方案

5A-FE發(fā)動機電控燃油噴射系統(tǒng)屬于多點順序噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由傳感器、執(zhí)行器和發(fā)動機ECU組成。

根據(jù)該電控發(fā)動機的結構特點，設計方案如下：

1）發(fā)動機在正常工作過程中所檢測的數(shù)據(jù)應是準確的。這樣便于教學過程中，檢測并熟悉工作性能完好的各種數(shù)據(jù)和波形；

2）設置檢測端口，實現(xiàn)實時采集各傳感器和執(zhí)行器工作過程中的動態(tài)信號。

在ECU各端子線路上并聯(lián)三通接口，分別連接ECU端子、傳感器或執(zhí)行器、檢測端子。這樣既不影響該實驗臺的正常運行，又可以用萬用表檢測動態(tài)數(shù)據(jù)；

3）故障模擬設置。在連接各傳感器和執(zhí)行器的控制線路中串聯(lián)開關和電位器。通過開關的通斷設置斷路故障，通過電位器改變各元件的工作條件，使ECU接收不良信號；

4）實驗臺各組成部分應布置合理，直觀清晰，操作方便且接近于實車。

2 實驗臺機架的結構設計

實驗臺機架是用于支撐發(fā)動機本體、附件（水箱、油箱、蓄電池等）以及儀表盤。所用材料為方剛焊接而成，同時在機架底部應安裝四個可移動的輪子。機架設計時，應先確定發(fā)動機擺放位置、大小尺寸和固定形式。機架在寬度上的尺寸以能放下發(fā)動機和水箱為主，同時要考慮發(fā)動機出現(xiàn)機械故障時方便維修和拆裝；在長度上的尺寸應考慮發(fā)動機和控制臺的尺寸以及附件（變速箱、制動器、空調等）擴展的空間；在機架高度上的尺寸應考慮使用者的安全、操作方便和觀察清晰。在機架上安裝發(fā)動機附件時，應注意：進排氣管走向、蓄電池位置、總體布線等。為了安全起見，做到以下3個原則：1）排氣管遠離燃油箱；2）蓄電池遠離燃油系統(tǒng)；3）主、副水箱放置高度要適合。

3 控制電路制作

3.1 發(fā)動機電控系統(tǒng)電路制作

電控系統(tǒng)電路是保證發(fā)動機正常工作的必要條件，因此獲得一張準確的電控發(fā)動機電路圖是一項極為重要的工作。假如沒有原廠電路圖，就只能根據(jù)發(fā)動機型號，ECU型號（豐田車系ECU內(nèi)部標有各端子的名稱），以及參考現(xiàn)有的電路圖（不太準備），人為的繪出一張準確、完整的電路圖。在繪制過程中，應參考現(xiàn)有的電路圖，且一一核實每一個傳感器和執(zhí)行器的連線端子是否準確。這是一項至關重要的工作，嚴重影響研制的成功與否。

在線路制作過程中，應該注意的是，我們得到的線束只是原車的一部分，在這個線束中，它包含了其他電器的線路，但同時也缺少發(fā)動機的線路。那么從幾百條密密麻麻的線路中找出與發(fā)動機有關的線路，并補上缺少的線路，這不但需要細心、耐心而且技術性也是極強的工作。在完成這項工作的過程中，我們應對照電路圖剔除與電控發(fā)動機工作無關的電路，同時應保留擴展其他設備的線路。然后將整理好的線路應用與實驗臺。

3.2 故障檢測電路設計

如圖1所示，為了便于模擬電控發(fā)動機實際故障，在系統(tǒng)電路的每一條均設置了故障開關、LED燈和檢測插孔。因此，每當模擬一個故障時，不僅會有相應的故障碼，而且面板上立刻會有對應的一盞LED燈熄滅。這樣就顯得直觀、明了。而且可以進一步通過對檢測插孔的測試，獲得不同工況下電路信號變化數(shù)據(jù)和曲線，以驗證故障的存在。

對于訓練更高級的維修技能，在系統(tǒng)電路的電壓信號線路中均設置了電位計，通過電位計來實現(xiàn)故障現(xiàn)象，設置故障時，改變電位計的電阻值使信號發(fā)生變化，并向發(fā)動機ECU發(fā)出錯誤的信號。這種故障只能采集波形或讀取數(shù)據(jù)流的方法來判斷故障部位。

圖1 顯示板背面的實際控制電路

4 結論

此次開發(fā)的5A-FE電控發(fā)動機實驗臺，是我校專業(yè)教師經(jīng)過1年的不斷研究探討下完成，同時經(jīng)過2年的教學實踐驗證，不但能反映電控發(fā)動機工作的實際工況，而且設備故障率低，使用效果良好。該實驗臺的批量投入使用，極大的豐富了專業(yè)教學內(nèi)容，提高了學生對汽車電控技術的故障診斷邏輯思維能力。

[1]王銀山，楊旭，胡建明.電控發(fā)動機故障診斷實驗臺的設計與研究[J].天津工程師范學院學報，2005(1)：33-36.

[2]孟淑琴.電控燃油噴射系統(tǒng)的故障碼[J].汽車技術，2002(10)：38-40.

[3]舒華，姚國平.汽車電子控制技術[M].北京：人民交通出版社，2002.