主頁 > 新聞動態(tài) > 大眾帕薩特電控發(fā)動機故障實驗臺的改進研究 2021-12-06

大眾帕薩特電控發(fā)動機故障實驗臺的改進研究

一、研究背景
現(xiàn)代發(fā)動機越來越多的采用電子控制技術，如近幾年發(fā)動機新技術中的FSI分層燃燒、汽油機缸內(nèi)直噴、CVVT技術和VTEC技術等都離不開電子控制。但是電控技術的應用也給汽修專業(yè)學生學習電控發(fā)動機故障診斷與維修技術帶來了很多困難。為了使汽修專業(yè)的學生更快更好的掌握汽車電子控制技術，提高他們的維修技術水平，各職業(yè)院校都在想方設法購買各種電控發(fā)動機實訓設備，例如電控發(fā)動機軟件、拆裝臺架和故障診斷實驗臺等。我們學校為了幫助學生認識電控發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和提高他們故障診斷的能力，購買了4臺EA888電控發(fā)動機故障診斷臺架，適用于大眾帕薩特車型，它具有如下功能：
①結(jié)構(gòu)展示。從實驗臺架上可以清楚的看到電控發(fā)動機的結(jié)構(gòu)組成和主要傳感器的安裝位置、線束布置（如圖1所示）。

圖1 帕薩特故障實驗臺

②工作原理展示。實驗臺控制面板上的電路圖顯示了發(fā)動機電控系統(tǒng)的工作原理；各種儀表的讀數(shù)表示發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，幫助學生了解電控發(fā)動機的工作過程。
③數(shù)據(jù)測量。控制面板上各種檢測插孔能夠方便的測量傳感器和執(zhí)行器的靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)。
④故障設置。通過故障設置顯示屏能夠快速的設置和清除發(fā)動機故障。（如圖2所示）。

圖2 故障設置電路圖

二、存在問題
在電控發(fā)動機故障實驗臺的使用過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)存在很多不足，不能滿足教師教學和學生實訓的要求，與真實的電控發(fā)動機故障相差甚多。具體表現(xiàn)在：
①實驗臺上預留的檢測端口有的不能使用，在操作過程中只能刺破線束測量，這樣線束很容易損壞；
②故障設置太簡單，通過在控制線路上串聯(lián)控制開關，只能實現(xiàn)控制線路的通斷，不能真實反映發(fā)動機故障。
③實驗臺沒有設置使用故障診斷解碼儀的通用OBD-2診斷座口，不能讀取發(fā)動機的故障代碼和數(shù)據(jù)流，不能訓練學生對專用檢測工具的使用。
因此改進現(xiàn)有實驗臺，設計具有結(jié)構(gòu)展示、參數(shù)測量、故障模擬及自診斷功能的電控發(fā)動機故障實驗臺勢在必行。
三、改進內(nèi)容
針對以上大眾帕薩特電控發(fā)動機故障診斷實驗臺的不足，現(xiàn)確定以下改進內(nèi)容：
①實驗臺控制面板的改進。將現(xiàn)有面板改成易于操作和觀看的面板。改進后的面板應包括：數(shù)據(jù)顯示區(qū)域，通用故障診斷接口區(qū)域，檢測端口區(qū)域、發(fā)動機電路連接區(qū)域、故障設置連接口和控制單元等。
②故障點數(shù)量的改進�，F(xiàn)有實驗臺只能設置16個故障，不具有代表性。我們要通過企業(yè)調(diào)研收集本款發(fā)動機的常見故障，增加故障點，保證故障的代表性和可操作性。
③故障模擬電路的設計�，F(xiàn)有實驗臺只能通過控制開關設置故障，不能模擬發(fā)動機元件異常產(chǎn)生的故障，因此需要在發(fā)動機電控系統(tǒng)加入PLC控制電路，通過改變傳感器、執(zhí)行器等信號，影響發(fā)動機的正常工作，模擬汽車工作過程中的實際故障現(xiàn)象。
四、改進方案
1.控制面板的改進
①按照方便操作的原則對現(xiàn)有控制面板進行重新布置。在原有面板的下部中間位置增加了OBD-Ⅱ通用故障診斷接口和SD卡口，還在噴油器、電磁閥、火花塞等主要部件位置上加入了LED顯示燈。②對面板上各系統(tǒng)和總成的電路線束重新進行規(guī)整。線束統(tǒng)一布置在面板的背面，控制面板正面預留檢測插孔，以便對有關線路進行檢測。所有線束全部換成新的。③對故障設置連接端口進行重新安裝，使用新的10英寸液晶顯示屏作為人機交互式界面設置發(fā)動機故障�？刂泼姘宀贾脿顩r如圖3和圖4所示。

圖3 控制面板布置圖

圖4 控制面板實物

2.液晶顯示屏的改進
現(xiàn)有液晶顯示屏8英寸，版本比較低，反應比較慢，內(nèi)容只有故障設置，可以通過短路或斷路設置16個不同的故障，學生很快可以操作完成，學習效果不好。這次我們采用10英寸的顯示屏，外觀漂亮，反應快，存儲量大，學生都比較感興趣。而且我們在原來內(nèi)容的基礎上增加了很多新的內(nèi)容，方便學生查找資料。主要內(nèi)容包括：
①安裝自診斷系統(tǒng)軟件�？梢酝ㄟ^OBD-Ⅱ接口與顯示屏相連，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，并能夠清除故障代碼，實現(xiàn)解碼儀的功能。
②上傳發(fā)動機課程相關資料。包括實訓操作所需清單（設備、工量具等）、維修視頻資料、操作說明書和需要填寫的任務單，EA888發(fā)動機維修手冊，課件和課程考試題卡等，將這些資料上傳顯示屏形成資料庫，方便隨時查看，提高學生興趣，有利于教學。
③增加新的故障點。通過調(diào)研收集本款發(fā)動機的常見故障，模擬故障現(xiàn)象，設置更多貼合實際的故障。
3.故障模擬電路的設計
實驗臺現(xiàn)有故障設置方式主要是通過開關對傳感器和執(zhí)行器電路進行斷（短）路和搭鐵設置。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但是只能設置很少的故障，并且很多故障與實際相差太遠。汽修行業(yè)很多故障并不是由于簡單的線路損壞造成的，而是因為傳感器和執(zhí)行器工作異常引發(fā)的。
這些故障的設置不是靠簡單的開關控制就能實現(xiàn)的，而是需要在電控系統(tǒng)中加入信號模擬器來完成。本實驗臺采用PLC控制電路作為信號模擬器向控制單元發(fā)出模擬信號設置電控發(fā)動機故障。PLC控制的故障模擬原理圖如圖5所示，PLC控制電路實物如圖6所示。

圖5 PLC 控制的故障模擬原理圖

圖6 PLC 控制電路實物

EA888電控發(fā)動機故障實驗臺改進完成后要進行相關功能測試，以便發(fā)現(xiàn)改進過程中的漏洞和缺陷。通過對實驗臺兩種狀態(tài)（發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)和故障模擬）的測試，得出與實車相同故障基本一致的測試數(shù)據(jù)，說明故障診斷實驗臺改進是成功的。將改進后的故障診斷實驗臺應用到汽修專業(yè)學生的實訓教學中，極大地提高了學生對電控發(fā)動機故障診斷的分析能力和實際操作能力。

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