汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備的研究

王維民

摘 要：本文在分析汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備所應(yīng)滿足功能的基礎(chǔ)上，提出了三種具體的、切實(shí)可行的研制方案，并分析了三種研制方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)備；研制；電控發(fā)動(dòng)機(jī)

1 概述

近年來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)汽車性能、排放減污的要求越來(lái)越高，汽車電控設(shè)備也越來(lái)越多。從90年代開(kāi)始，裝備著各種汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)的世界各國(guó)名牌轎車大量涌入我國(guó)，這些電控汽車，無(wú)論在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、安全性及舒適性方面都大大優(yōu)于傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，特別是汽車排放污染方面比化油器式汽車有了很大的改善。我國(guó)主要的汽車制造企業(yè)也不甘落后，相繼采用了大量的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到所生產(chǎn)的汽車上，如一汽生產(chǎn)的大眾系列，捷達(dá)、高爾夫電噴車，東風(fēng)日產(chǎn)的天賴系列電噴車，上海大眾汽車，如帕薩特系列電噴車；天津一汽汽車，如威樂(lè)、威志電噴車；北京制造的現(xiàn)代汽車，如悅動(dòng)系列、索納塔系列等電噴車。隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織及對(duì)環(huán)境保護(hù)措施的進(jìn)一步完善，電控發(fā)動(dòng)機(jī)已取代化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)。

隨著這種智能化的機(jī)電合一的汽車迅速?gòu)V泛使用，讓維修人員感到措手不及，學(xué)校的駕駛員以及修理人員更對(duì)這些設(shè)備不甚了解。從而影響了這些汽車的正確使用和維護(hù)。盡管不少教學(xué)單位已在專業(yè)教學(xué)中增加了現(xiàn)代汽車技術(shù)的內(nèi)容（其中電控發(fā)動(dòng)機(jī)是主要教學(xué)內(nèi)容），但普遍存在教學(xué)設(shè)備不足的現(xiàn)狀，特別是缺少適合實(shí)踐教學(xué)用的電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備，因而影響了教學(xué)質(zhì)量的提高，也不利于學(xué)生在技能方面的培養(yǎng)。為了改善這種狀況，急需研制出一套現(xiàn)代汽車電控教學(xué)設(shè)備，以培養(yǎng)相應(yīng)的維修人員以及使用人員，來(lái)提高該類汽車的使用壽命。本文將就電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備研制過(guò)程中可能遇到的有關(guān)問(wèn)題及解決辦法做一簡(jiǎn)要分析和探討。

2 研制方案的設(shè)計(jì)

2.1 研制原則與要求

雖然我國(guó)主要的汽車制造企業(yè)已在生產(chǎn)電控汽車，但有關(guān)的教學(xué)設(shè)備還比較落后。相關(guān)院校雖然開(kāi)設(shè)了這方面的理論課，但有些單位基本上還是一片空白。因此在研制此類教學(xué)設(shè)備時(shí)校內(nèi)教學(xué)專業(yè)部門可以在借鑒成功單位的經(jīng)驗(yàn)以及做法的基礎(chǔ)上，根據(jù)目前國(guó)產(chǎn)電噴汽車的現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合本單位的實(shí)際情況研制適合院校實(shí)際的現(xiàn)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備。

研究該教學(xué)設(shè)備應(yīng)符合實(shí)用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性的原則，并應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)要求：

①所選電控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物在技術(shù)上比較先進(jìn)的，并具有一定的代表性。

②電控發(fā)動(dòng)機(jī)的自診斷功能應(yīng)比較齊全，最好既可手工讀碼、清碼，又能用電腦檢測(cè)儀診斷。

③盡量保持電控發(fā)動(dòng)機(jī)及所有附件和裝備與實(shí)際車輛相近。

④應(yīng)配制一些反映發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的儀表，以直觀發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的工作參數(shù)。

⑤應(yīng)有設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的快速建立與解除控制系統(tǒng)，以便于故障診斷的實(shí)踐教學(xué)使用。

2.2 該教學(xué)設(shè)備應(yīng)具備的功能

根據(jù)上述原則及要求，并結(jié)合電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)的有關(guān)要求和實(shí)際可能，在教學(xué)中利用該教學(xué)設(shè)備應(yīng)能完成如下的教學(xué)內(nèi)容。

2.2.1 電控發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造和工作原理

電控發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與工作原理是學(xué)習(xí)電控發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)的理論基礎(chǔ)，在教學(xué)實(shí)踐中，如果能理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)照實(shí)物學(xué)習(xí)構(gòu)造與原理，就會(huì)大大提高學(xué)員積極性和學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。因此，利用該教學(xué)設(shè)備應(yīng)能完成電控發(fā)動(dòng)機(jī)如下幾方面的教學(xué)內(nèi)容。

①電控發(fā)動(dòng)機(jī)總體構(gòu)造與工作原理。

②電控發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

③電控發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

④電控發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

⑤電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

⑥電控發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。

2.2.2 電控發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)與維修

電控發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)與維修技術(shù)是電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)的重點(diǎn)，也是提高學(xué)員理論水平和實(shí)際動(dòng)手能力的重要教學(xué)內(nèi)容，因此利用該教學(xué)設(shè)備應(yīng)能完成以下常見(jiàn)故障的檢測(cè)與維修教學(xué)內(nèi)容：

①電控發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的檢測(cè)：包括進(jìn)氣質(zhì)量、節(jié)氣門位置、冷卻液溫度、爆震、曲軸位置、凸輪軸位置、車速、氧傳感器等傳感器及其電路檢測(cè)。

②電控發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行元件的檢測(cè)：包括燃油泵、噴油嘴、空氣旁通閥、燃油蒸汽電磁閥及其電路檢測(cè)。

③開(kāi)關(guān)類元件：如怠速開(kāi)關(guān)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、空調(diào)開(kāi)關(guān)及其電路檢測(cè)。

④主繼電器、油泵繼電器及各系統(tǒng)保險(xiǎn)電路的檢測(cè)。

⑤燃油蒸汽閥系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測(cè)。

⑥燃油系統(tǒng)油壓測(cè)試與油路故障診斷。

⑦電控發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的調(diào)整。

⑧電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)的檢測(cè)與調(diào)整。

⑨電控發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷。

⑩電控發(fā)動(dòng)機(jī)自診斷系統(tǒng)的應(yīng)用。

2.2.3 故障快速建立與解除裝置

為了在教學(xué)中節(jié)約時(shí)間，并便于設(shè)置、解除故障以及方便學(xué)生實(shí)習(xí)故障排除，該套教學(xué)設(shè)備應(yīng)設(shè)有一般常見(jiàn)故障的快速建立與解除裝置，該裝置應(yīng)簡(jiǎn)單、實(shí)用。通過(guò)該裝置，可以快速而且安全地建立常見(jiàn)故障，并在需要的時(shí)候，快速地解除所設(shè)置的故障。通過(guò)該裝置，應(yīng)能完成如下常見(jiàn)故障的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)：冷卻液溫度傳感器、油泵電路、空氣旁通閥、節(jié)氣門位置傳感器、噴油嘴、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣質(zhì)量傳感器、點(diǎn)火電路、進(jìn)氣溫度、車速傳感器、氧傳感器、爆震傳感器和怠速開(kāi)關(guān)及其電路的故障。

2.2.4 電腦檢測(cè)儀應(yīng)用

現(xiàn)在大多數(shù)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的電控單元均設(shè)有故障存儲(chǔ)器，以監(jiān)控傳感器和執(zhí)行部件的工作情況，當(dāng)車輛出現(xiàn)故障時(shí)，故障存儲(chǔ)器存儲(chǔ)故障代碼，直到啟用清除程序。故障代碼一般可以用儀表盤上的故障指示燈來(lái)顯示故障碼，但大多數(shù)需要用專用的電腦檢測(cè)儀才能提取故障碼。為此，該教學(xué)設(shè)備應(yīng)配置電控汽車電腦檢測(cè)儀，使其能對(duì)歐、美、亞洲尤其是我國(guó)、我校主要汽車車種進(jìn)行故障診斷，并可進(jìn)行故障診斷教學(xué)。

3 研制電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)備的幾種可選方案

根椐前面所述研制方案的設(shè)計(jì)思想、原則以及教學(xué)要求，可以結(jié)合自身的條件和實(shí)際，采用不同的方案進(jìn)行研究。下面所提到的幾種方案均已用于實(shí)踐，可以供大家參考。

①教學(xué)設(shè)備可以采用汽車前半截作為設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)，然后根據(jù)教學(xué)功能要求進(jìn)行改造。 選用較先進(jìn)的轎車前半截作為該教學(xué)設(shè)備的基礎(chǔ)平臺(tái)，在這個(gè)轎車前半截中，除電控發(fā)動(dòng)機(jī)外，一般還包括自動(dòng)控制變速器系統(tǒng)、ABC制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等現(xiàn)代電子控制裝置，以及儀表板、各種控制開(kāi)關(guān)等。

該基礎(chǔ)平臺(tái)一般要求具有駕駛室內(nèi)及發(fā)動(dòng)機(jī)的全部總成件，電控發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)完整齊全，各系統(tǒng)、機(jī)構(gòu)組成清晰，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整狀態(tài)較好，起動(dòng)、運(yùn)行、加速等功能正常，所有總成、零部件均在實(shí)際位置。

在基礎(chǔ)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，把發(fā)動(dòng)機(jī)電腦上的自診斷裝置引出到便于教學(xué)的位置，把電腦的接線端引出并放大于設(shè)備正面上，根據(jù)需要配置數(shù)字式轉(zhuǎn)速表、燃油系統(tǒng)油壓表、進(jìn)氣道真空表等儀表和正時(shí)燈，以及汽車多用表和電控發(fā)動(dòng)機(jī)電腦檢測(cè)儀等設(shè)備。配套的各種檢測(cè)儀器、儀表，可隨時(shí)反映發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如油道工作油壓、進(jìn)氣道真空度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火提前角度等，便于學(xué)生實(shí)車檢測(cè)與診斷。

在該教學(xué)設(shè)備上還可設(shè)置常見(jiàn)故障的快速建立與解除機(jī)構(gòu)。如通過(guò)某一按扭就可以實(shí)際地產(chǎn)生一項(xiàng)或同時(shí)產(chǎn)生幾項(xiàng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障，供汽車診斷與維修教學(xué)實(shí)踐用，學(xué)生通過(guò)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際故障現(xiàn)象的了解，利用車上自診斷系統(tǒng)，采用手工操作或電腦檢測(cè)儀的運(yùn)用，讀取故障代碼，進(jìn)行檢測(cè)，完成故障診斷，排除故障后再清除存儲(chǔ)在汽車電腦內(nèi)的故障代碼。通過(guò)此項(xiàng)常見(jiàn)故障的快速建立和解除裝置，可進(jìn)行檢測(cè)、診斷的全過(guò)程實(shí)踐教學(xué)。

汽車前半截在一些進(jìn)口汽車配件商店或舊車拆件場(chǎng)有銷售。但此種方案也存在一些問(wèn)題：首先，購(gòu)買到完全符合教學(xué)需要的汽車前半截需要多方聯(lián)系，有時(shí)需要較長(zhǎng)時(shí)間的等待。其次，采用這種方案的所有設(shè)備占地面積較大，對(duì)于場(chǎng)地有限的單位，要想布置多種車型存在一定的困難。另外，由于舊車、報(bào)廢車中或少存在一定的故障和技術(shù)隱患，故為符合教學(xué)要求而進(jìn)行的后期改造工作量將大一些。不過(guò)，由于此種方案設(shè)計(jì)的教學(xué)設(shè)備具有直觀、符合實(shí)際、成本低等許多優(yōu)點(diǎn)，故是一種切實(shí)可行的方法。

②購(gòu)買發(fā)動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備總成作為設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)，然后根據(jù)教學(xué)功能要求進(jìn)行改造。選用較先進(jìn)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)總成及必要的附件，然后將發(fā)動(dòng)機(jī)置于一特制的臺(tái)架上，原先在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的一些附件與電控器件均布置在臺(tái)架上，并盡量與汽車上的實(shí)際位置一致。

把發(fā)動(dòng)機(jī)電腦上的自診斷裝置引出到便于教學(xué)的位置，把電腦的接線端引出并放大于設(shè)備正面上，配置所需的各種檢測(cè)儀器、儀表。

該教學(xué)設(shè)備上也可設(shè)置常見(jiàn)鼓障的快速建立與解除機(jī)構(gòu)。

此種方案與第一種方案相比，存在一些缺陷，如雖然所有總成、零部件均配備齊全，并與實(shí)際位置相似，但并不如在車上直觀，與車上實(shí)際位置有出入，因此與實(shí)際檢測(cè)、維修情況存在一定的差距；另外，新發(fā)動(dòng)機(jī)的成本較高，并需自行設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架。但它具有占地面積小、發(fā)動(dòng)機(jī)總成購(gòu)買方便、為符合教學(xué)需要所進(jìn)行的后期改造工作量較小等優(yōu)點(diǎn)，克服了第一種方案的缺點(diǎn)，因此也是行之有效的方法。

③購(gòu)買發(fā)動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備總成作為主要的設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)購(gòu)買少量有代表性的汽車前半截作為補(bǔ)充的設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)，然后根據(jù)教學(xué)工能要求分別進(jìn)行改造。

選用一些先進(jìn)電控發(fā)動(dòng)機(jī)總成作為教學(xué)設(shè)備的主要基礎(chǔ)平臺(tái)，并購(gòu)置較先進(jìn)的汽車前半截作為補(bǔ)充的設(shè)備基礎(chǔ)平臺(tái)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)的電控部分各不相同。將發(fā)動(dòng)機(jī)放置在臺(tái)架上，并和前半截共同放置在同一間實(shí)驗(yàn)室。在這些平臺(tái)的基礎(chǔ)上，均把發(fā)動(dòng)機(jī)電腦上的自診斷裝置引出到便于教學(xué)的位置，并配置必要的儀器設(shè)備，設(shè)置常見(jiàn)故障的快速建立與解除機(jī)構(gòu)。

此種方法集中了前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，教師還可以在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里方便地進(jìn)行電控發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造原理、檢測(cè)與維修等理論和實(shí)踐教學(xué)，在教學(xué)效果上應(yīng)該是最好的。但是也存在需要較多的資金投入、足夠的教學(xué)場(chǎng)地作保障等缺點(diǎn)，故各單位可根據(jù)自身情況邊投入、邊研制、邊應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，在教學(xué)實(shí)踐中不斷完善設(shè)備的教學(xué)功能，提高整體設(shè)備的技術(shù)水平。

4 結(jié)論

本課題的研究成果具有重大的意義：

首先，該教學(xué)設(shè)備是根據(jù)現(xiàn)代汽車電控發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與工作原理，檢測(cè)、診斷與維修的教學(xué)需要，重點(diǎn)放在有利于鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的操作技能水平，因此具有很強(qiáng)實(shí)用性。利用該教學(xué)設(shè)備可使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，它在教學(xué)中的應(yīng)用可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和操作技能。

其次，由于電控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是在汽車技術(shù)中較先進(jìn)的技術(shù)，通過(guò)它的學(xué)習(xí)可提高教學(xué)效果，使教學(xué)單位的教學(xué)緊跟汽車技術(shù)發(fā)展的前沿。

再次，對(duì)于學(xué)校各教學(xué)單位來(lái)說(shuō)，利用該教學(xué)設(shè)備進(jìn)行，可大大提高受訓(xùn)人員的實(shí)際技能，從而提高此類車輛的使用效率和使用壽命。

實(shí)踐證明，本文所述的三種方案是切實(shí)可行的，但各單位在研制此類教學(xué)設(shè)備時(shí)，一定要根據(jù)本單位的實(shí)際教學(xué)任務(wù)以及人力、財(cái)力、物力等情況靈活選取研制方式和方法，以及教學(xué)設(shè)備所配的儀器設(shè)備和能實(shí)現(xiàn)的教學(xué)功能。

參考文獻(xiàn)：

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