【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)手冊示波器波形的測量，以及實質(zhì)性的車載電腦電路圖和各種傳感器針腳的描述 ，讓教學(xué)中的使用者更加得心應(yīng)手 。 設(shè)計制作的主要工作 根據(jù)我國職業(yè)教育發(fā)展現(xiàn)狀 ，以及汽車行業(yè)的需求情況，以凌志 LS400 電控懸架為實驗臺的設(shè)計為對象設(shè)計實驗臺架。 本設(shè)計所進行的主要工作： LS400電控懸架實物為依據(jù)，設(shè)計制作實驗臺臺架，并選擇電控懸架系統(tǒng) 匹配的動力源及負(fù)載。 凌志 LS400電控懸架系統(tǒng) 的電路原圖為基礎(chǔ)，在遵循豐田車系畫法的基礎(chǔ)上，結(jié)合實訓(xùn)教學(xué)的需要，設(shè)計并用 AUTOCAD繪制了 凌志 LS400電控懸架 實驗臺、面板電路顯示圖，將 各傳感器 合理的布置在實驗臺面板上。 常發(fā)故障現(xiàn)象在實驗臺面板電路圖上設(shè)置了相關(guān)的故障檢測點。 臺的內(nèi)部控制電路圖； 凌志 LS400電控懸架 實驗臺的設(shè)計說明書。 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 3 2 凌志 LS400 電控懸架 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理 電控懸架的基本組成 任何 電控懸架都是由 傳感器，電子控制單元，執(zhí)行器 三個主要部分組成 。傳感器的道路條件（汽車的振動）和汽車的 啟動速度 ，加速 度 ，轉(zhuǎn)向，制動和其他條件轉(zhuǎn)換成電信號，傳送給 ECU， ECU 將送出電傳感器集成處理， 輸出 。從懸架剛度，阻尼，乘坐高度調(diào)整控制信號。 按照 ECU 切確的 信號控制 ， 及時有效地控制 懸架剛度的高度，實時調(diào)劑節(jié)制彈簧剛度，和阻尼體的阻尼系數(shù)。 豐田雷克薩斯 LS400 電控懸架系統(tǒng) 也采用的是這種控制方法 。 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 4 控制原理 車身高度控制 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 5 當(dāng) 點火 開關(guān)接通時， ECU 使 2 號高度節(jié)制繼電器線圈通電， 2 號高度節(jié)制繼電器觸點閉合，便使前、后、左、右四個高度傳感器接通蓄電池電源。當(dāng)車身高度必要上升時，從 ECU 的 RCMP 端子送出一個 信號 ，使 l 號高度節(jié)制繼電器接通， 1 號高度節(jié)制繼電器觸點閉合，壓縮機節(jié)制電路接通發(fā)生壓縮空氣 。 懸架系統(tǒng)的車身高度傳感器采用光電式傳感器，為了檢測汽車高度和因道路不平 而引發(fā)的懸架位移量，在每一個懸架上都有一只車身高度傳感器，用于持續(xù)監(jiān)測車身與懸架下臂之間的間隔。 圖 2— 5 所示為 車身高度傳感器與 ECU 之間的連接電路。 當(dāng)車身高度需要下降時， ECU 不僅使高度控制閥電磁線圈通電，而且還使排氣閥 電磁線圈通電，排氣閥電磁線圈使排氣閥打開，將空氣彈簧中的壓縮空氣排到大氣中。 當(dāng)點火開關(guān)接通時， ECU 使 2 號 高度控制繼電器工作 ， 2 號高度控制繼電器 觸點閉合，便使前、后、左、右四個高度傳感器接通蓄電池電源。 控制繼電器觸點的 第二度被關(guān)閉，則該前，后，左，右電池電源接通時的高度的傳感器。使車身高度升高。 RCMP 終端從 ECU 發(fā)送信號，因此升號高度控制繼電器被接通時，第一高度控制繼電器觸點 閉合，壓縮機控制電路相連，以產(chǎn)生壓縮空氣。 ECU 使高度控制電磁線圈通電時，高度控制閥的電磁線圈閥打開，壓縮空氣向空氣彈簧，從而使車體高度增大。 懸掛系統(tǒng)車身高度傳感器采用光電傳感器來檢測車輛高度和不平由于道路 本所造成的懸架位移量，在每個體的懸架上都有一個 高度傳感器，用于連續(xù)監(jiān)測車體和懸架臂的距離。圖 25 顯示了 車身高度 傳感器與 ECU 之間的連接電路。 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 6 前懸架控制 由 1 號高度控制閥 控制 ， 1 號高度控制閥 有兩個電磁閥 ， 分別控制 一左一右 兩個空氣彈簧。 后懸架 控制 由 2 號高度節(jié)制閥節(jié)制，和 1 好高度節(jié)制閥不異，也是有兩個電磁閥構(gòu)成 。 2 號高度控制閥中采用了一個溢流閥以防 空氣 管路中發(fā)生的壓力不正常。 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 7 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 8 圖 2— 8 LS400 電子控制空氣懸架系統(tǒng)的線路連接圖 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 9 彈簧剛度和減振阻尼力控制 圖 26 是電控氛圍懸架體系 空氣 彈簧布局示意圖 。 空氣 彈簧的上部 安裝了 懸架彈簧剛度和阻尼力節(jié)制閥執(zhí)行器 ，懸架執(zhí)行器電路如圖 2— 7 所示， ECU 發(fā)送一個信號到圖懸架控制器執(zhí)行器，同時驅(qū)動減振器阻尼調(diào)節(jié)桿和控制空氣閥彈簧調(diào)節(jié)桿，從而改變減振器阻尼和懸掛彈簧剛度力 。 系統(tǒng)電路圖 圖 2— 8 所示為 LS400 電子控制空氣懸架系統(tǒng)的線路連接圖。 懸架 系統(tǒng) ECU 連接器 如 圖 2— 10 所示 。 連接器各接線端子與 ECU 連接對象的對應(yīng)關(guān) 系如 圖 2— 11 所示 圖 2— 10 懸架系統(tǒng) ECU連接器 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 10 3 電控懸架 系統(tǒng)實驗臺的總體設(shè)計方案 實驗臺選用凌志 LS400 車型，此車型在國內(nèi)保有量大，其先進的電控懸架技術(shù)，許多傳感器，執(zhí)行器，數(shù)量，組成和基本結(jié)構(gòu)反映了當(dāng)今的電控懸架等系統(tǒng)的工作原理，非常適用于汽車教學(xué)，同時能夠配合了各種檢測設(shè)備。 為了達(dá)到最為接近真實的汽車懸架所出現(xiàn)的故障，實驗臺采用凌志 LS400 原車實物進行設(shè)計，配合為教學(xué)設(shè)計的電路故障顯示面板，能夠最大程度的使實驗臺在教學(xué)中發(fā)揮其作用。實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，并盡可能考慮汽車教學(xué)實際的教學(xué)要求，與此同時，實驗臺的設(shè)計說明書中提供了各種傳感器及測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)手冊示波器波形的測量，以及實質(zhì)性的車載電腦電路圖和各種傳感器針腳的描述，讓教學(xué)中的使用者更加得心應(yīng)手。 實驗臺架的設(shè)計 實驗臺架是實驗臺的基礎(chǔ)框架， 為了達(dá)到最好的教學(xué)效果，教學(xué)過程能夠最接近真實的汽車檢測與修理過程， 根據(jù)電控 懸架 系統(tǒng)控制部件的 實際尺寸和 安裝位置進行設(shè)計制作 實驗臺架 ，同時達(dá)到安全可靠、操作方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、造型美觀的 基本 要求。 它的規(guī)格為底架為 4*4cm 的方鋼，護欄周長為 8cm 的不銹鋼管，儀表臺板材質(zhì)為鋼板，底部安裝有四個直徑為 20cm 的腳輪以方便移動。操作臺內(nèi)部安裝有電動機及變頻器，它是電控懸架系統(tǒng)的動力來源。面板部分為長 900mm，寬 700mm 的矩形，內(nèi)部設(shè)有故障點控制開關(guān)（見圖 31）。 天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 11 實驗臺動力源和負(fù)載的選擇 試驗臺工作所需的動力大小 實驗臺的動力源一般來說有兩種選擇，發(fā)動機和電動機，其優(yōu)缺點鮮明 。以發(fā)動機作為動力源，雖然接近于汽車行駛的實際情況，但安 裝調(diào)試不便；還有一個較為重要的原因是 噪聲較大，這對汽車維修教育工作是及其不利的，一個相對安靜的學(xué)習(xí)環(huán)境有利于學(xué)習(xí)效率的提高，并且 對工作環(huán)境會產(chǎn)生排放及噪聲污染 也對人們的健康造成傷害 ；此外， 由于 發(fā)動機 的固有特性， 不易將發(fā)動機調(diào)節(jié)到要求的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與扭矩；成本較高，通用性差等也是其不被選用的重要原因 。 從現(xiàn)實的講授角度來看，最佳是選擇電動機作為動力源，由于其噪聲小，無污染，占地面積小，易于將電動機轉(zhuǎn) 速調(diào)理到適合的轉(zhuǎn)速。 (1)電動機的選擇 實驗臺選用了上海德東電機廠生產(chǎn)的變頻調(diào)速三相異步電機，型號為 Y100L14，額定功率 ,額定電源 220V，恒轉(zhuǎn)矩頻率范圍（ 550Hz），恒功率頻率范圍（ 50100Hz）。 (2)變頻器的選擇 變頻器的型號 :SA4015B；輸入電源規(guī)格： 380460V 50/60Hz；輸出電源規(guī)格：0460V ；頻率范圍 【 13】 。 我們應(yīng)該怎么選取試驗臺所需負(fù)載 負(fù)載用于模擬 空氣彈簧壓力 。 模擬汽車各個車輪在實際行駛過程中遇到不同行駛路況時各個獨立懸架所收到的來自地面的阻力，真實的反映汽車的懸架不同工況下的調(diào)節(jié)過程。 4 實驗臺的面板設(shè)計 主顯示面板的總體布置 在徹底理解并掌握 凌志 LS400 電控懸架 系統(tǒng)各控制部件、控制原理及其電控系統(tǒng)電路的基礎(chǔ)上設(shè)計實驗臺面板電路圖，以“ 凌志 LS400 電控懸架 系統(tǒng)的實際工作情況天 津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計 12 出發(fā)設(shè)置故障，分析故障現(xiàn)象及解釋故障的原因，最后排除故障”為指導(dǎo)思想，在實驗臺面板上設(shè)置各個傳感器和執(zhí)行元件等的故障檢測點，設(shè)計的關(guān)鍵在于既要真實的反映實際 電控懸架 系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)，又要使其形象直觀便于教學(xué)，同時還要嚴(yán)格參照 豐田 車系的標(biāo)準(zhǔn)電路圖及圖形符號的畫法，最后則還要兼顧其美觀性。 凌志LS400 電控懸架系統(tǒng)實驗臺面板根據(jù)其功能而設(shè)計，主顯示面板的設(shè)計 4 個部分 ：（見圖 41） 名稱部分： LS400 電控懸架系統(tǒng)實驗臺