汽车发动机电控系统故障模拟实验台的设计分析

1.概述
由于电子控制燃油喷射发动机的复杂性，特别是轿车为了追求舒适，配备的电子控制燃油喷射发动机更为复杂，难于理解与学习。在现实教学中，实验台能够准确,直观地显示发动机电控系统的数据流和故障码，而且能真实的模拟实车可能发生的故障。因此，开发设计适合实训教学用的电子控制燃油喷射发动机是非常必要的。
2. 大众桑塔纳3000发动机实验台的特点
1)动态运行功能：在原厂发动机总成基础上，配备各相关辅助控制系统，各传感器、执行器均齐全有效，发动机运行正常。
2)检测台：表面印刷电控系统线路图，并用图形文字加以说明，电脑管脚与之对应的信号测量点。
3)操控台：燃油压力表、真空表显示发动机动静态数据，并配有台架电源开关。
4)自诊断功能：配备电脑数据检测端口，可连接或通用型解码仪，对发动机电控系统进行ECU编码查询，故障码读取，故障码清除，动态数据流读取，波形分析，执行元件测
试，系统登录等。
3. 实验台的总体设计方案
该发动机实验台为汽车维修教育和培训机构使用，所以要力求做到形象直观，以使学生对于桑塔纳3000AYJ发动机各部分的组成及工作原理的学习起到事半功倍的效果；另外此实验台设计有教学模式和考核模式，在考核模式时，面板上的数字仪表和LED灯没有任何显示。以此为设计的出发点，本设计的总体设计方案定为：
3.1 选型 确定桑塔纳3000轿车AYJ型发动机为本实验台的机型。AYJ型发动机使用了闭环电子多点顺序喷射系统，采用横流扫气技术，降低了进气温度，提高了进气量和充气效
率，配合长弧形进气歧管和谐振式，使发动机在高速运转下扔能保持稳定的进气压力，输出功率更加顺畅。
3.2 设计实验台台架，根据发动机尺寸确定框架。
以利于实训教学为目的，同时达到安全可靠、操作方便、结构稳定、造型美观的要求。实验台采用45#方钢焊接制作，规格40*40mm,表面经过喷塑处理,防腐、防锈,底部安装有万向脚
轮,并带有脚轮自锁装置。在实验台右下侧为油箱和蓄电池支撑架，左下侧为制动踏板和加速踏板支撑架。
3.3 设计实验台面板，面板设计包括面板电路图的设计、显示装置设计（仪表、指示灯等）。
3.3.1 实验台面板设计
桑塔纳3000AYJ型电控发动机实验台的面板除实验台单位的名称外分为五个部分。*部分为数字显示仪表。第二部分为桑塔纳3000AYJ电控发动机电路图。第三部分为燃油压力表、真空表、发动机电脑检测点。第四部分为电脑线束插头端子名称和各符号说明。第五部分为研制单位名称。
3.3.2 实验台面板电路图的设计
该设计遵循原车电路图进行绘制，略有改动，主要是删减掉一些不必要的附属电路，形象直观的再现了发动机电控系统的工作原理，还根据实车中的常发故障现象，在电路中设置了检测端子，通过检测仪器可进行各主要传感器、执行器的电压检测。
3.4 实验台面板控制电路的设计，模拟开关的设计。
控制电路图，如图4－1所示，就是在面板图的基础上绘制出故障断点、指示灯及监测仪表连线等内部控制电路。在所有稳压块12V电源上设计一个总开关S0,当开关处在接通位置时,数
字仪表可以显示各传感器和执行器的工作状态,处于教学模式；当开关处在断开位置时,数字仪表没有任何显示,处于考核模式。

图4-1 实验台控制面板电路
3.5 数字显示仪表和稳压块
数字显示仪表的工作电压为5V，所以需要通过7805稳压块将蓄电池的12V电压转换成5V电压为显示仪表供电。
3.6 控制图的连接方法
在发动机电路图上设置的每一个故障点均有两个检测点，其中一个靠近ECU方向，作为发动机ECU检测点，另一个靠近电器元件。在每一个发动机检测点上引出一根控制线，用数字地址（如“①”）加以标注，与相应的数字仪表相连接，如图4－2所示控制线的连接方法，且在控制线之间安放了隐闭开关，在实验台侧面。

图4－2 控制线的连接方法
发动机电控系统故障模拟实验台可以使学生直观地认识发动机，了解其基本组成和各系统的功能；能对所有需要学生检测的线路进行控制，模拟出各种故障，使他们能在更接近实际环境中排除故障，锻炼了学生的动手动脑的能力。提高了教学效率和改善教学效果。