商用車全車電氣系統故障診斷試驗臺的設計

楊長征

摘 要：隨著“一帶一路”倡議的實施，國內商用車產業人才需求顯著增加，為滿足職業院校對商用汽車電氣系統教學的需求，本文以陜汽重卡車身電氣系統為研究對象，開發商用車電氣系統故障診斷試驗臺。實驗臺包括定制臺架、控制面板、燈光儀表總成及控制電路，具備故障設置與電路測量的功能，便于學生熟練掌握各種故障排除方法及技巧的練習，為同類電氣試驗臺的開發提供借鑒和指導意義。

關鍵詞：商用車;電氣系統;故障診斷;試驗臺

由于人工智能、自動駕駛技術以及機電一體化技術在商用汽車上的應用越來越廣泛，使得商用車檢測與維修的方式發生了根本性的變化，這就對現代商用汽車檢測與維修人員提出了更高的要求，為培養更適合市場需求的后市場人才，本人根據試驗臺樣機設計開發過程，闡述總結了商用車電氣系統故障診斷試驗臺的開發設計思路。

1 試驗臺設計總體思路及工作流程

根據參考車型電器元件的實際布局，首先設計出方便教學操作的實驗臺面板，然后根據合作企業提供的車型電路圖，優化設計出陜汽重卡德龍F3000車身電器實驗臺的面板電路。其次，將各種照明及信號原件以及起動機、發電機、雨刷車窗電機和各類控制開關合理的安裝在試驗臺面板。最后，根據常發生的典型電氣故障在實驗臺面板電路圖上設置相應的故障檢測接口，同時設置故障檢測盒子，可方便快捷設置既定故障點。具體設計流程見圖1。

2 試驗臺面板布局設計

實驗臺面板的設計主要包括面板布局、電路設計兩方面內容。實驗臺面板布局不僅要考慮到實車電氣元件的布置，面板電路也要直觀體現車身電氣系統的工作原理，還能根據典型的電氣系統故障，在電路中設置相關的故障檢測端子。該設計根據實車電路圖進行繪制，有效提升學生訓練與真實工作場景的零距離對接。

面板總體局部見圖2，主要包括燈光儀表分布區、全車電路圖診斷接口分布區、電器元件及控制開關分布區和故障設置區共四個區域。全車電路主要包括轉向、制動、空調、音響、雨刷、車窗、儀表等各部分功能的實現與控制。

3 實驗臺控制部分的設計

實驗臺的2個故障設置盒子中集成了總計20個故障設置開關，撥動不同的故障開關，可以迅速使相應電器切換進入故障狀態，學生可以通過觀察故障現象，選用合適的檢測工具，對電路檢測接口進行測量、排查故障原因。找到故障原因后進行故障恢復，并可以利用解碼器，萬用表等儀器在實驗臺上進行檢測和故障診斷與排除。

3.1 機械部分設計

實車電路中出現接觸不良、斷路、搭鐵不實等故障現象均可通過試驗臺控制電路進行模擬實現。如圖3所示，為便于進行集中控制、教學和測試，在面板的側面設置一個故障盒子，盒子中集成常見故障的設置開關，通過開關對線路進行斷開與結合的控制，故障盒子上設能夠鎖閉的小門，學生在進行排故時不得打開故障盒子。

3.2 控制電路設計與故障排除舉例

該試驗臺控制電路圖采用德龍F3000實車電路，局部的電路見圖4。該電路主要包括對雨刮、制動、倒車等功能的控制。其他控制電路圖不在文正呈現。

對實車電路圖進行優化之后，將其印刷在面板之上，在面板的背面按照電路走向進行電路連接，設計的20個故障點均通過開關的通斷來實現線路的通斷。例如，設計的第一個故障為制動燈故障，撥動故障開關1后，當踩下制動踏板時，出現制動燈不亮的現象。學生可根據電路圖中控制制動開關的部分，查找故障原因，進而確定是由于制動燈開關F與制動燈之間線路斷路而造成的。制動燈開關部分的電路圖見圖5。

4 試驗臺的操作維護說明

（1）每次操作實驗臺前，首先檢查電源接頭是否松動、電源線是否掉皮裸露、診斷開關是否處于正常位置。

（2）打開點火開關至ON檔，檢查組合儀表是否通電、線路是否正常;打開各個燈光控制開關，確定所有燈光是否能正常閃亮。

（3）安裝電瓶線時，先正極后負極;拆卸電瓶線時，先負極后正極。

（4）定期檢查蓄電池電壓，并為蓄電池充電、保養。

5 結論

（1）商用車全車電氣系統故障診斷試驗臺基于實車電路及元件進行開發，有效模擬實現了商用車電氣系統的故障診斷與排除。

（2）商用車電氣系統試驗臺的開發，貼合商用車產業人才培養的需求，為職業學校商用車后市場的人才培養提供了支撐。

（3）試驗臺的布局應考慮電氣元件在實車上的安裝位置，便于學生學習所得與崗位技能需求零距離對接。

（4）試驗臺的功能還需進一步完善，尤其是在人工智能、無人駕駛控制方面的模擬存在進一步提升的空間。

基金項目：2017年度河南省高等學校青年骨干教師培養計劃項目（2017GGJS241）。

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