一種基于計算機的電控發(fā)動(dòng)機故障模擬實(shí)驗臺設計

摘要：針對現有電控發(fā)動(dòng)機故障模擬實(shí)驗臺用于實(shí)訓教學(xué)中的不足，設計了基于計算機測控技術(shù)的實(shí)驗平臺方案。通過(guò)在計算機上設置故障點(diǎn)，模擬各種工況下的發(fā)動(dòng)機電氣線(xiàn)路故障，并把發(fā)動(dòng)機節點(diǎn)電壓和傳感器波形投影在熒幕上，解決了儀表測量的場(chǎng)地限制問(wèn)題。該實(shí)驗臺故障設置方便，教學(xué)效率高，適合整班教學(xué)。
關(guān)鍵詞：電控發(fā)動(dòng)機；故障模擬；實(shí)驗臺；計算機測控技術(shù)

0 引言
隨著(zhù)以ECU為核心的電控發(fā)動(dòng)機在汽車(chē)行業(yè)的廣泛應用，發(fā)動(dòng)機的故障診斷方法發(fā)生了很大的變化。傳統發(fā)動(dòng)機的故障診斷，主要依賴(lài)維修者的經(jīng)驗，通過(guò)看、聞、聽(tīng)、摸、換來(lái)確定故障點(diǎn)。而對于電控發(fā)動(dòng)機的維修診斷，首先要使用儀器儀表來(lái)測量節點(diǎn)電壓和傳感器波形，然后再結合原理進(jìn)行數據分析，才能準確完成故障定位。
發(fā)動(dòng)機故障模擬實(shí)驗臺是用于電控發(fā)動(dòng)機故障診斷培訓的一種教學(xué)設備。實(shí)驗臺的面板上配有發(fā)動(dòng)機的電路原理圖，設置了測量用的接線(xiàn)柱，采用機械開(kāi)關(guān)(多數是鈕子開(kāi)關(guān))切斷部分電路，設置、模擬發(fā)動(dòng)機電路故障，供學(xué)員進(jìn)行故障診斷訓練。
實(shí)際使用中，多名學(xué)生組成1個(gè)小組，使用萬(wàn)用表和示波器測量面板接線(xiàn)柱上的節點(diǎn)電壓和傳感器波形，討論、分析和診斷發(fā)動(dòng)機故障?；跍y量空間的限制，1個(gè)實(shí)驗臺僅能同時(shí)容納6名左右的學(xué)員。這種分組教學(xué)模式，耗費時(shí)間長(cháng)，教學(xué)效率低，不能適應以班級為單位的實(shí)訓教學(xué)需求。
針對上述不足，筆者把實(shí)驗臺內的測量和故障設置部分從原設備里分離出來(lái)，由外接的計算機完成操作臺功能，開(kāi)發(fā)設計了一種基于計算機測控技術(shù)的電控發(fā)動(dòng)機故障模擬實(shí)驗臺。

1 總體設計
為了拓展教學(xué)場(chǎng)地，擴大學(xué)生的視野，筆者采用計算機來(lái)測量發(fā)動(dòng)機的節點(diǎn)電壓和傳感器波形，將計算機與投影儀相連，把發(fā)動(dòng)機的電路原理圖、節點(diǎn)電壓測量結果和傳感器波形投影在實(shí)驗室的熒幕上，使用多媒體手段來(lái)實(shí)現整班教學(xué)?？傮w結構示意圖參見(jiàn)圖1。

圖1中，發(fā)動(dòng)機故障診斷臺架和計算機是實(shí)驗臺的核心部分。發(fā)動(dòng)機故障診斷臺架內包含了AJR電控發(fā)動(dòng)機、測量端子、調理電路板和故障執行電路板。計算機內部安裝了A／D轉換電路板。核心硬件原理框圖如圖2所示。

電控發(fā)動(dòng)機的節點(diǎn)電壓信號和傳感器波形信號經(jīng)測量端子轉接后，首先送入調理電路板進(jìn)行信號調理，然后再送到A／D轉換電路板轉成數字信號，經(jīng)計算機識別后顯示出來(lái)。
隨著(zhù)計算機在教學(xué)上的應用，通過(guò)計算機設置發(fā)動(dòng)機的故障點(diǎn)成為技術(shù)發(fā)展的趨勢。在發(fā)動(dòng)機故障診斷臺架內，配置了帶有計算機通信功能的故障執行電路板，板載繼電器的觸點(diǎn)替代了機械開(kāi)關(guān)。教師通過(guò)鼠標操作，在計算機上能設置故障點(diǎn)，由故障執行電路板模擬發(fā)動(dòng)機電路故障。