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        電控發(fā)動機教學(xué)實驗臺架設(shè)計

        2018-06-07 06:48:48張曉俊董恩國
        無線互聯(lián)科技 2018年1期
        關(guān)鍵詞:故障

        張曉俊 董恩國

        摘要:電控發(fā)動機實驗臺架是用于汽車維修和汽車電路檢測等相關(guān)專業(yè)的教育培訓(xùn)的重要教具。文章選用具有代表意義的科魯茲1.4L電控發(fā)動機,對實驗臺架的結(jié)構(gòu)設(shè)計作了說明,并詳細(xì)闡述了實驗臺故障點模塊的設(shè)計方案。

        關(guān)鍵詞:實驗臺;科魯茲;故障

        由于汽車新技術(shù)不斷發(fā)展,如今的汽車企業(yè)需要的是專門品牌服務(wù)的汽修人才,這就要求我們中高職學(xué)校能與企業(yè)合作培養(yǎng)專修型汽車服務(wù)人才。

        鄂爾多斯理工學(xué)校作為一所中職學(xué)校,以汽修專業(yè)為主,培養(yǎng)的學(xué)生主要為鄂爾多斯市的汽車行業(yè)服務(wù),合作企業(yè)主要以通用、大眾、奧迪等為主,為了培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力,其教學(xué)和培訓(xùn)不可避免的需要投入大量的實訓(xùn)設(shè)備。該校在初期由于實訓(xùn)室規(guī)劃不成熟,購置實訓(xùn)設(shè)備存在盲目性,沒有購置科魯茲搭載的通用最常用的1.4L電控發(fā)動機實驗臺架,僅有兩臺1.4L科魯茲發(fā)動機翻轉(zhuǎn)臺架,以至于無法對發(fā)動機進(jìn)行實際故障的檢測測和判斷;致使學(xué)生增加了學(xué)習(xí)的難度。因此,設(shè)計和制作一臺具有展示、測量、故障模擬及診斷功能的科魯茲電控發(fā)動機教學(xué)實驗臺,不僅可以滿足4S店、維修廠對畢業(yè)學(xué)生的要求,還能使發(fā)動機實踐教學(xué)質(zhì)量得到極大提高,同時還可以拓展學(xué)生的知識面,使學(xué)生能夠更快地掌握科魯茲發(fā)動機電控系統(tǒng)的新技術(shù),并提高學(xué)生故障診斷及排除的能力。

        1 實驗臺的整體設(shè)計方案

        用于教學(xué)的電控發(fā)動機實驗臺架主要有兩種功能:(l)演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的功能;(2)進(jìn)行故障模擬的功能。用于演示發(fā)動機電控系統(tǒng)工作原理的方法主要是利用液晶顯示屏點擊相關(guān)故障,發(fā)動機就會有相應(yīng)的故障現(xiàn)象出現(xiàn)。用于教學(xué)的電控發(fā)動機實驗臺的第二種功能是故障模擬功能在實際教學(xué)中,發(fā)動機實驗臺要做到不僅能夠模擬發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障,還應(yīng)該可以無限重復(fù)地對故障進(jìn)行模擬。實驗臺不僅可以通過控制開關(guān)的通斷模擬傳感器、執(zhí)行器、控制單元和線路的故障,而且可以利用信號發(fā)生器向發(fā)動機控制單元發(fā)出模擬信號,替代發(fā)動機電控系統(tǒng)原傳感器信號,當(dāng)使模擬信號的大小、頻率等改變時,可以檢測發(fā)動機性能參數(shù)的變化并讀取故障碼。如果模擬信號超出了允許的范圍,就會產(chǎn)生故障碼并引起發(fā)動機工作性能的相應(yīng)改變,這樣就可以演示發(fā)動機故障形成的過程以及對發(fā)動機工作造成的影響。

        2 實驗臺的設(shè)計內(nèi)容

        2.1總體設(shè)計

        2.1.1臺架設(shè)計

        選定雪佛蘭科魯茲發(fā)動機為設(shè)計對象,將實車發(fā)動機設(shè)計成為可移動臺架,用于支撐發(fā)動機主體、附件(水箱、油箱、蓄電池等)以及儀表盤。在實現(xiàn)發(fā)動機實驗實訓(xùn)的教學(xué)目的基礎(chǔ)上,臺架必須有足夠的強度和剛度,保證整個教學(xué)過程的安全性。

        2.1.2控制面板設(shè)計

        根據(jù)實驗臺的功能設(shè)置和發(fā)動機的特點,設(shè)計易于觀看和操作的面板,實驗臺的面板是進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué)、電路分析、故障診斷與排除的平臺,控制面板包括實驗臺名稱、電腦顯示屏、電路圖、數(shù)字顯示表、檢測點等。

        2.1.3 -體化機電腦顯示屏的設(shè)計

        顯示屏可做成5寸觸摸式的液晶屏,為了方便教學(xué),合理的設(shè)置課程,一體化機電腦顯示屏應(yīng)包括以下內(nèi)容,如圖l所示。

        (1)自診斷系統(tǒng):能夠讀取數(shù)據(jù)流,讀取故障碼和清除故障碼。通過OBD接口與一體機相連,在一體機上安裝軟件,實現(xiàn)故障解碼儀的功能。

        (2)信息化資料平臺:資料庫里面包括課程運行所需清單(設(shè)備、工量具等)、實訓(xùn)操作的視頻資料、課程大綱、教師用的工作手冊、課件以及故障排除考評表等,將這些資料導(dǎo)入一體化機硬盤中隨時查看,使用方便教學(xué)。

        (3)維修手冊查詢:將科魯茲電子版維修手冊導(dǎo)入一體機硬盤,使日常教學(xué)、維護(hù)和修理按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行。

        (4)故障設(shè)置系統(tǒng):設(shè)有故障列表,選擇相應(yīng)故障點進(jìn)行電路的短路、斷路和搭鐵設(shè)置。

        另外,一體化機的顯示界面上還有故障點的設(shè)置圖標(biāo),點擊圖標(biāo),即可根據(jù)提示設(shè)置故障。

        2.1.4電路設(shè)計

        考慮到中職學(xué)生理論知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識薄弱,筆者在原車電路圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單合理的改動,在設(shè)計過程中對一些不必要的附屬電路進(jìn)行了刪減,比如轉(zhuǎn)向燈電路、喇叭控制器、部分繼電器控制電路等。改動后的電路圖簡單、易懂,可以直觀地看出發(fā)動機ECU與傳感器和執(zhí)行器的連接關(guān)系[5]。

        電路圖包括電控單元、傳感器、執(zhí)行器、電源、診斷座和其他電器元件等。

        2.2故障設(shè)計

        2.2.1故障點設(shè)計

        對于故障點的設(shè)計,筆者通過企業(yè)調(diào)研收集本款發(fā)動機的實際常見故障,進(jìn)行實驗并驗汪發(fā)動機常見、典型故障,根據(jù)發(fā)動機的功能特點進(jìn)行故障點的設(shè)置和故障現(xiàn)象的驗證,保證故障的可操作性和代表性,具體設(shè)計代碼如表1所示。

        2.2.2故障控制設(shè)計

        故障設(shè)置主要是對傳感器的信號和執(zhí)行器電路進(jìn)行斷路、短路和搭鐵等故障設(shè)置。根據(jù)實驗臺的功能和故障點設(shè)置開發(fā)設(shè)計PLC電路,將PLC控制電路聯(lián)入發(fā)動機電控系統(tǒng)中,通過PLC電路改變傳感器、執(zhí)行器等信號,從而影響發(fā)動機的正常工作,呈現(xiàn)預(yù)設(shè)的故障現(xiàn)象。

        需要注意的是進(jìn)行短路故障設(shè)置時,只可以對信號線進(jìn)行短路,切勿使電源線與地短接,以免燒壞線路。此實驗臺在進(jìn)行故障設(shè)計時,也是對全部的信號線路進(jìn)行了故障設(shè)計。

        3 實驗臺能夠?qū)崿F(xiàn)的功能

        設(shè)計臺架應(yīng)實現(xiàn):(l)結(jié)構(gòu)展示功能,通過實驗臺架內(nèi)的發(fā)動機可以清楚看到發(fā)動機結(jié)構(gòu)組成以及主要部件的安裝位置。(2)工作過程和原理展示功能,通過實驗臺面板上的電路圖能夠了解到發(fā)動機電控系統(tǒng)的信號傳遞路線,通過面板上的各種儀表能夠了解發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。(3)數(shù)據(jù)測量功能,通過展示板上預(yù)留的測量端口能夠簡單方便地對各種傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行測量。(4)故障發(fā)置及現(xiàn)象模擬功能,在液晶顯示屏上就能夠快捷地設(shè)置和恢復(fù)發(fā)動機的故障,供學(xué)員進(jìn)行發(fā)動機故障診斷與排除練習(xí)。(5)資料查詢功能,液晶屏可以用來查找和課程有關(guān)的信息資料。

        4結(jié)語

        筆者大學(xué)所學(xué)專業(yè)為載運工具運用工程,畢業(yè)后在中職學(xué)校擔(dān)任汽修專業(yè)課教師,有一定的專業(yè)基礎(chǔ)。此次開發(fā)的科魯茲1.4L電控發(fā)動機實驗臺架,是在一年的不斷研究探討下完成的,同時經(jīng)過兩年的教學(xué)實踐驗證,不但能反映電控發(fā)動機的實際工況,而且通過設(shè)置故障,讓學(xué)生排除故障,極大地提高了學(xué)生對汽車電控技術(shù)的故障診斷邏輯思維能力,不僅學(xué)會了專業(yè)知識,更重要的是教會學(xué)生如何去運用自己的所學(xué)去解決問題,更進(jìn)一步地教會他們?nèi)绾稳W(xué)習(xí),做到與時俱進(jìn),適應(yīng)時代的發(fā)展。

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