張曉俊 董恩國

摘要：電控發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)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(jī)，對實(shí)驗(yàn)臺架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了說明，并詳細(xì)闡述了實(shí)驗(yàn)臺故障點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)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(shí)訓(xùn)設(shè)備。該校在初期由于實(shí)訓(xùn)室規(guī)劃不成熟，購置實(shí)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(jī)實(shí)驗(yàn)臺架，僅有兩臺1.4L科魯茲發(fā)動機(jī)翻轉(zhuǎn)臺架，以至于無法對發(fā)動機(jī)進(jìn)行實(shí)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(jì)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(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jī)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量得到極大提高，同時(shí)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(jī)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(shí)驗(yàn)臺的整體設(shè)計(jì)方案

用于教學(xué)的電控發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)臺架主要有兩種功能：（l）演示發(fā)動機(jī)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(jī)電控系統(tǒng)工作原理的方法主要是利用液晶顯示屏點(diǎn)擊相關(guān)故障，發(fā)動機(jī)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(jī)實(shí)驗(yàn)臺的第二種功能是故障模擬功能在實(shí)際教學(xué)中，發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)臺要做到不僅能夠模擬發(fā)動機(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)控制單元發(fā)出模擬信號，替代發(fā)動機(jī)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(shí)，可以檢測發(fā)動機(jī)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(jī)工作性能的相應(yīng)改變，這樣就可以演示發(fā)動機(jī)故障形成的過程以及對發(fā)動機(jī)工作造成的影響。

2 實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1總體設(shè)計(jì)

2.1.1臺架設(shè)計(jì)

選定雪佛蘭科魯茲發(fā)動機(jī)為設(shè)計(jì)對象，將實(shí)車發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)成為可移動臺架，用于支撐發(fā)動機(jī)主體、附件（水箱、油箱、蓄電池等）以及儀表盤。在實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)目的基礎(chǔ)上，臺架必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證整個(gè)教學(xué)過程的安全性。

2.1.2控制面板設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺的功能設(shè)置和發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)易于觀看和操作的面板，實(shí)驗(yàn)臺的面板是進(jìn)行實(shí)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(shí)驗(yàn)臺名稱、電腦顯示屏、電路圖、數(shù)字顯示表、檢測點(diǎn)等。

2.1.3 -體化機(jī)電腦顯示屏的設(shè)計(jì)

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(jī)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(jī)相連，在一體機(jī)上安裝軟件，實(shí)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(yùn)行所需清單（設(shè)備、工量具等）、實(shí)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(jī)硬盤中隨時(shí)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(jī)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(diǎn)進(jìn)行電路的短路、斷路和搭鐵設(shè)置。

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

2.1.4電路設(shè)計(jì)

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(jì)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(jī)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(jì)

2.2.1故障點(diǎn)設(shè)計(jì)

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

2.2.2故障控制設(shè)計(jì)

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(shí)驗(yàn)臺的功能和故障點(diǎn)設(shè)置開發(fā)設(shè)計(jì)PLC電路，將PLC控制電路聯(lián)入發(fā)動機(jī)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(jī)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(shí)，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(shí)驗(yàn)臺在進(jìn)行故障設(shè)計(jì)時(shí)，也是對全部的信號線路進(jìn)行了故障設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)的功能

設(shè)計(jì)臺架應(yīng)實(shí)現(xiàn)：（l）結(jié)構(gòu)展示功能，通過實(shí)驗(yàn)臺架內(nèi)的發(fā)動機(jī)可以清楚看到發(fā)動機(jī)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(shí)驗(yàn)臺面板上的電路圖能夠了解到發(fā)動機(jī)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(jī)的運(yùn)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(jī)的故障，供學(xué)員進(jìn)行發(fā)動機(jī)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(yùn)工具運(yùn)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(jī)實(shí)驗(yàn)臺架，是在一年的不斷研究探討下完成的，同時(shí)經(jīng)過兩年的教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，不但能反映電控發(fā)動機(jī)的實(shí)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(yùn)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(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。