一種基于計(jì)算機(jī)的電控發(fā)動機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)

摘要：針對現(xiàn)有電控發(fā)動機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的不足，設(shè)計(jì)了基于計(jì)算機(jī)測控技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺方案。通過在計(jì)算機(jī)上設(shè)置故障點(diǎn)，模擬各種工況下的發(fā)動機(jī)電氣線路故障，并把發(fā)動機(jī)節(jié)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地限制問題。該實(shí)驗(yàn)臺故障設(shè)置方便，教學(xué)效率高，適合整班教學(xué)。
關(guān)鍵詞：電控發(fā)動機(jī)；故障模擬；實(shí)驗(yàn)臺；計(jì)算機(jī)測控技術(shù)

0 引言
隨著以ECU為核心的電控發(fā)動機(jī)在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，發(fā)動機(jī)的故障診斷方法發(fā)生了很大的變化。傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的故障診斷，主要依賴維修者的經(jīng)驗(yàn)，通過看、聞、聽、摸、換來確定故障點(diǎn)。而對于電控發(fā)動機(jī)的維修診斷，首先要使用儀器儀表來測量節(jié)點(diǎn)電壓和傳感器波形，然后再結(jié)合原理進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，才能準(zhǔn)確完成故障定位。
發(fā)動機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺是用于電控發(fā)動機(jī)故障診斷培訓(xùn)的一種教學(xué)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)臺的面板上配有發(fā)動機(jī)的電路原理圖，設(shè)置了測量用的接線柱，采用機(jī)械開關(guān)(多數(shù)是鈕子開關(guān))切斷部分電路，設(shè)置、模擬發(fā)動機(jī)電路故障，供學(xué)員進(jìn)行故障診斷訓(xùn)練。
實(shí)際使用中，多名學(xué)生組成1個小組，使用萬用表和示波器測量面板接線柱上的節(jié)點(diǎn)電壓和傳感器波形，討論、分析和診斷發(fā)動機(jī)故障。基于測量空間的限制，1個實(shí)驗(yàn)臺僅能同時容納6名左右的學(xué)員。這種分組教學(xué)模式，耗費(fèi)時間長，教學(xué)效率低，不能適應(yīng)以班級為單位的實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求。
針對上述不足，筆者把實(shí)驗(yàn)臺內(nèi)的測量和故障設(shè)置部分從原設(shè)備里分離出來，由外接的計(jì)算機(jī)完成操作臺功能，開發(fā)設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)測控技術(shù)的電控發(fā)動機(jī)故障模擬實(shí)驗(yàn)臺。

1 總體設(shè)計(jì)
為了拓展教學(xué)場地，擴(kuò)大學(xué)生的視野，筆者采用計(jì)算機(jī)來測量發(fā)動機(jī)的節(jié)點(diǎn)電壓和傳感器波形，將計(jì)算機(jī)與投影儀相連，把發(fā)動機(jī)的電路原理圖、節(jié)點(diǎn)電壓測量結(jié)果和傳感器波形投影在實(shí)驗(yàn)室的熒幕上，使用多媒體手段來實(shí)現(xiàn)整班教學(xué)?？傮w結(jié)構(gòu)示意圖參見圖1。

圖1中，發(fā)動機(jī)故障診斷臺架和計(jì)算機(jī)是實(shí)驗(yàn)臺的核心部分。發(fā)動機(jī)故障診斷臺架內(nèi)包含了AJR電控發(fā)動機(jī)、測量端子、調(diào)理電路板和故障執(zhí)行電路板。計(jì)算機(jī)內(nèi)部安裝了A／D轉(zhuǎn)換電路板。核心硬件原理框圖如圖2所示。

電控發(fā)動機(jī)的節(jié)點(diǎn)電壓信號和傳感器波形信號經(jīng)測量端子轉(zhuǎn)接后，首先送入調(diào)理電路板進(jìn)行信號調(diào)理，然后再送到A／D轉(zhuǎn)換電路板轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，經(jīng)計(jì)算機(jī)識別后顯示出來。
隨著計(jì)算機(jī)在教學(xué)上的應(yīng)用，通過計(jì)算機(jī)設(shè)置發(fā)動機(jī)的故障點(diǎn)成為技術(shù)發(fā)展的趨勢。在發(fā)動機(jī)故障診斷臺架內(nèi)，配置了帶有計(jì)算機(jī)通信功能的故障執(zhí)行電路板，板載繼電器的觸點(diǎn)替代了機(jī)械開關(guān)。教師通過鼠標(biāo)操作，在計(jì)算機(jī)上能設(shè)置故障點(diǎn)，由故障執(zhí)行電路板模擬發(fā)動機(jī)電路故障。