一種基于計算機的電控發(fā)動機故障模擬實驗臺設(shè)計

摘要：針對現(xiàn)有電控發(fā)動機故障模擬實驗臺用于實訓(xùn)教學中的不足，設(shè)計了基于計算機測控技術(shù)的實驗平臺方案。通過在計算機上設(shè)置故障點，模擬各種工況下的發(fā)動機電氣線路故障，并把發(fā)動機節(jié)點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。該實驗臺故障設(shè)置方便，教學效率高，適合整班教學。
關(guān)鍵詞：電控發(fā)動機；故障模擬；實驗臺；計算機測控技術(shù)

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

1 總體設(shè)計
為了拓展教學場地，擴大學生的視野，筆者采用計算機來測量發(fā)動機的節(jié)點電壓和傳感器波形，將計算機與投影儀相連，把發(fā)動機的電路原理圖、節(jié)點電壓測量結(jié)果和傳感器波形投影在實驗室的熒幕上，使用多媒體手段來實現(xiàn)整班教學?？傮w結(jié)構(gòu)示意圖參見圖1。

圖1中，發(fā)動機故障診斷臺架和計算機是實驗臺的核心部分。發(fā)動機故障診斷臺架內(nèi)包含了AJR電控發(fā)動機、測量端子、調(diào)理電路板和故障執(zhí)行電路板。計算機內(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)動機的節(jié)點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)計算機識別后顯示出來。
隨著計算機在教學上的應(yīng)用，通過計算機設(shè)置發(fā)動機的故障點成為技術(shù)發(fā)展的趨勢。在發(fā)動機故障診斷臺架內(nèi)，配置了帶有計算機通信功能的故障執(zhí)行電路板，板載繼電器的觸點替代了機械開關(guān)。教師通過鼠標操作，在計算機上能設(shè)置故障點，由故障執(zhí)行電路板模擬發(fā)動機電路故障。