基于汽車電控發動機實驗裝置的設計與應用

韓高輝，孫志杰

（鄭州科技學院，鄭州 450064）

0 引言

低碳、綠色、節能與環保已成為當今汽車發展的主體。為適應汽車發動機這一形式發展的要求，加快創新應用型人才的發展，結合區域汽車工業現狀與本校汽車實驗課程體系，研制了汽車電控發動機實驗裝置。

1 研制目的

（1）通過汽車實驗臺設計與制作可以培養學生實踐動手能力、實踐應用能力和創新能力滿足專業技術人才培養的要求。

（2）直觀認識電控發動機的結構、系統組成及工作狀況，并與實踐相結合提高學生的實際操作動手能力。

（3）對發動機能夠進行動態檢測。

（4）能夠借助診斷設備對人為設置的故障進行診斷，并進行排除。

（5）為學校職業技能的培訓考核提供有利條件。

2 設計方案

本實驗臺技術方案主要包含：實驗臺支架、發動機支架、故障設置單元、全車電路總成、面板等部分組成。

2.1 實驗臺架具體設計

實驗臺支架與發動機支架采用分體式，中間通過航空電纜接口相連。發動機支架均由型鋼焊接而成，表面噴塑。底部安有四個萬向輪便于移動，同樣實驗臺支架由四個萬向輪支撐。具體結構如下圖1所示。

以上所述電路中的汽車電器元件按其在汽車上的實際連結關系用航空電纜接口總線連接起來，并在面板上按原車位置固定。此實驗臺采用把電控發動機的全部電路綜合到實驗臺架上進行研究學習，易于設置故障，方便電路檢測，更加貼切實際，減少了實車操作的復雜性。發動機支架外形尺寸應與原車外形尺寸基本相同，相關電器元件布置按原車方式排放，這樣就直觀展示了汽車電器在原車上的安裝方式，提高教學效率和改善教學直觀效果。

2.2 故障單元設置

電控發動機故障設置主要是對ECU的控制信號的通斷來進行故障設置。斷路設置，則在電路中串接一個鈕子開關或電子控制式開關，將需要設置故障的傳感器或執行器的導線切斷，從靠近傳感器或執行器的一端引出導線，依次串接繼電器故障設置開關、控制面板上相應的端子，最后與導線接口的另一端相接；故障設置開關是鈕子開關，手動來控制繼電器開關。在工作中不需要故障設置時，我們制作插接器直接將所有電路短接，發動機能正常工作實訓人員可以通過檢測孔測量電壓、電阻或者用示波器顯示波形來驗證理論教學的準確性，能更深刻地理解其工作原理等；當需要進行故障的診斷與排除時，拆下正常工作時的插頭，將故障設置裝置接入電路，操作控制裝置進行故障設置，實訓人員可通過測電路電阻或電壓排除故障，本實驗臺可設置10個故障點。

3 可完成的實驗項目

結合區域汽車工業現狀與本校汽車實驗課程體系設計等技能型課程，讓學生較快地適應專業應用，為此特開發以下實驗項目：項目一：電控汽油機及總體結構認識；項目二：傳感器的檢測；項目三:點火系統主要傳感元件的檢測(曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、爆震傳感器)；項目四:開關信號的檢測；項目五:傳感器波形的檢測；項目六：燃油供給系統的檢修；項目七：空氣供給系統的檢修；項目八：點火系統的檢修；項目十：排氣凈化系統的檢修 項目十一：常見車型故障碼的調取和清除 項目十二：電控發動機綜合故障分析。

4 實驗臺的特點

（1）直觀效果好。學生通過本實驗臺可直接對照電路圖，再描繪彩色電路圖，可以分析、控制其系統工作原理。

（2）動手操作性強。通過專門設置故障開關,可直接檢測各執行器、傳感器、發動機控制單元管腳的電信號，因此,也相對延長了各零部件的使用壽命。

（3）安全性高：實驗臺上裝有漏電保護、短路保護與零壓保護；實驗臺面都做絕緣保護；加裝水箱防護罩、飛輪及其他轉動部位防護罩等安全保護裝置同時該裝置外殼接地保護。

5 結語

汽車電控發動機實驗臺研制本著實用、適用與應用為原則進行研發，其設計和應用是隨著汽車新技術的發展而進行升級。這樣增強了適應新技術發展的需要，為創新應用型人才的培養提供了良好的條件。同時也為工科類高校教師科研水平的提高提供了強有力的支持。

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