【導(dǎo)讀】進(jìn)行故障設(shè)置，診斷并且進(jìn)行信號測試，數(shù)據(jù)流分析等。目的是通過理論與。實踐相結(jié)合的方式。動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及運行情況。在此基礎(chǔ)上，提出了一種以教學(xué)為。目的的發(fā)動機實驗臺設(shè)計方案。學(xué)生直觀了解并通過設(shè)置故障增強其動手能力，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

　　

【正文】 岐管等等各式各樣的輕量化零件，東省西扣的結(jié)果，TOYOTA 得意的宣布這是世界上同排氣量引擎中最輕的一具，而且輕得很驚人，減重了百分之二十以上。一般認(rèn)為這具引擎比別人輕得很多是無可置疑的，但這么驚人的數(shù)字也許有點取樣不公的嫌疑。 這具引擎向后方排氣，主要的原因是希望能縮短引擎與觸媒轉(zhuǎn)換器的距離，盡快提升在冷車激活時的觸媒溫度，使得觸媒轉(zhuǎn)換器能早點開始處理有害的廢氣。根據(jù)國外的報導(dǎo)， Corolla 的消音器里還有個有趣的小玩意兒，是一個小小的以彈簧控制的閥，當(dāng)轉(zhuǎn)速低時 ，背壓較低，這個閥會關(guān)閉讓排氣走比較遠(yuǎn)的路以取得較好的消音效果。但是一旦轉(zhuǎn)速提高，這個閥會打開讓排氣抄個快捷方式以降低背壓。 VVTi 系統(tǒng)的組成 VVTi 發(fā)動機由 ECU 依據(jù)曲軸位置傳感器、空氣流量傳感器和節(jié)氣門位置傳感器的信號確定凸輪軸正時機油控制閥的占空比，對進(jìn)氣凸輪軸的正時進(jìn)行控制。由于各種原因， VVTi 控制器對凸輪軸的控制不一定準(zhǔn)確的把凸輪軸位置調(diào)整到與節(jié)氣門相應(yīng)的理想位置，因此，凸輪軸位置傳感器的作用就是檢測凸輪軸的實際位置，并把這一位置信號反饋給發(fā)動機 ECU，對正時進(jìn)行控制，使凸 輪軸的位置精確到處于理想的相位。與此同時，發(fā)動機 ECU還把發(fā)動機冷卻液溫度傳感器和車速傳感器信號作為修正信號，對正時進(jìn)行修正，以根據(jù)發(fā)動機的工作狀態(tài)實時地對正時進(jìn)行調(diào)整。 VVTi 系統(tǒng)的主要部件的構(gòu)成 1. VVTi 控制器，它由一個由正時鏈條驅(qū)動的殼體和固定在進(jìn)氣凸輪軸上的葉片組成。來自進(jìn)氣凸輪軸提前或者延遲側(cè)通道的油壓使 VVTi 控制器的葉片沿周圍方向旋轉(zhuǎn)，從而連續(xù)不斷的改變進(jìn)氣氣門正時。當(dāng)發(fā)動機熄火時，進(jìn)氣凸輪軸被調(diào)整到最大延遲狀態(tài)以維持發(fā)動機的啟動性能；在發(fā)動機啟動后，油壓尚未立即傳到 VVTi 控制器時，鎖銷便鎖定 VVTi 控制器的機學(xué)士學(xué)位論文 11 械機構(gòu)以防撞擊產(chǎn)生噪聲。 ，他的位置由發(fā)動機 ECU 通過占空比信號來控制，以此來控制向 VVTi 控制器殼體內(nèi)進(jìn)氣門提前開啟角室或進(jìn)氣門滯后開啟角室的供油。發(fā)動機熄火時，進(jìn)氣門正時處于進(jìn)氣門滯后開啟角最大的狀態(tài)。 本章小結(jié) 隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對安全需求的不斷增長，提高和改善發(fā)動機的性能一直是科研工作者追求的目標(biāo)。隨著新理論、新材料、新技術(shù)等的不斷應(yīng)用，結(jié)構(gòu)更簡化、性能更強、成本更低的發(fā)動機產(chǎn)品將不斷推出，汽車安全性、舒適性、環(huán) 保性，也將因此得到進(jìn)一步的改善和提高。本章主要介紹了發(fā)動機的工作原理以及 1ZZFE 發(fā)動機的技術(shù)資料，對設(shè)計的展開提供基本的保障。 學(xué)士學(xué)位論文 12 第 3章 豐田 1ZZ— FE發(fā)動機實驗臺架設(shè)計及總體布局 實驗臺輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計 豐田 1ZZFE 型電控發(fā)動機實驗臺設(shè)計包括：動力與傳動系統(tǒng)選型、仿真控制系統(tǒng)設(shè)計和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 部分．為使實驗臺更具有車系代表性，實驗臺以整車為基礎(chǔ)，保留了發(fā)動機整體結(jié)構(gòu)和汽車底盤中傳動系、轉(zhuǎn)向系、部分電器儀表及信號系統(tǒng)。 動力與傳動系統(tǒng)選型 從經(jīng)濟性、實用 性及先進(jìn)性出發(fā)，以豐田花冠為基本參考車型，配備1ZZ—FE 電控發(fā)動機、 A140E 自動變速器及轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等。該車型配有先進(jìn)的計算機控制系統(tǒng)，采用典型的前置發(fā)動機、前輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)。因此，設(shè)計時采用橫置發(fā)動機及自動變速器，使實驗臺結(jié)構(gòu)緊湊，便于功能展示，以真實反應(yīng)車型的工作特點；氣配線則利用原車型連接器單獨連接制成線束，沿臺架邊緣布線，以便于故障診斷分析時使用。 控制系統(tǒng)設(shè)計 仿真控制系統(tǒng)設(shè)計包括：豐田花冠轎車控制原理分析、動力與傳動系統(tǒng)控制步驟、控制系統(tǒng)組成分析、仿真控制模式設(shè)計與分析、故障樹選擇與 設(shè)計、故障模擬單元設(shè)計與分析、故障診斷專家?guī)煸O(shè)計、可識別故障碼及計算機故障診斷模型建立等．實驗臺動力與傳動系統(tǒng)的 控制采用原車控制系統(tǒng)，故控制原理、控制過程具有很強的仿真性 。關(guān)鍵環(huán)節(jié)是故障源的設(shè)置與動力及控制系統(tǒng)的互動連接，如圖 31 所示 。 實驗臺工作系統(tǒng)由操作裝置、控制系統(tǒng)、動力與傳動系統(tǒng)、信號顯示等部組成．汽車電子控制單元與各傳感器、執(zhí)行元件之間插入安裝一個故障仿真設(shè)置單元，使故障設(shè)置單元上的端子與電子控制單引腳相對應(yīng)，借助示波器、車用萬用表、發(fā)動機綜合分析儀等專門設(shè)備可動態(tài)測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)信 號．在圖 32 實 驗臺主視圖 故 障設(shè)置單元上還配置了與端子數(shù)目相當(dāng)?shù)墓收祥_關(guān)，學(xué)士學(xué)位論文 13 可以通過故障開關(guān)直接設(shè)置故障，使控制系統(tǒng)信號真實化，故障現(xiàn)象以故障碼的形式由控制系統(tǒng)相應(yīng)顯示裝置或其他外部顯示設(shè)備輸出。 圖 31 故障仿真設(shè)置單元關(guān)系圖 實驗臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 在本實驗臺的設(shè)計過程當(dāng)中，考慮到教學(xué)演示操作功能的操作方便性和整體美觀性以及臺架整體的利用，我們設(shè)計了一個立面觀看演示的臺架。臺架上安裝了轉(zhuǎn)向輪，移動很方便，還設(shè)計了防塵檔板，形狀顯得更加美觀大方。根 據(jù)人 體工 程 學(xué) 原理 ，我 們設(shè) 計了 功能 演示 板。 演示 版為1200mm800mm；臺架高度為 1100mm，寬為 1200mm，底座長 1400mm安裝四個轉(zhuǎn)向輪以方便移動，發(fā)動機支撐左右高為 200mm， 250mm。整個臺架高1900mm，寬 1400mm，長 1200mm。在底部固定有油箱，電瓶等附屬構(gòu)件均為原車尺寸。 實驗臺的總體結(jié)構(gòu)由動力機架和演示板兩部分組成．動力機架采用框架結(jié)構(gòu)，用方管焊接而成．發(fā)動機及自動變速器系統(tǒng)安放在機架中央，固定在機架底面上；機架后側(cè)支架固定安裝演示板．臺架下方安裝支撐輪，使臺架可按要求移動．轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 采用齒條式轉(zhuǎn)向器并配有助力系統(tǒng)，為使轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動靈活，在機架上安裝了支承板，用以固定轉(zhuǎn)向機構(gòu)．為節(jié)省空間，沒有采用原車油箱，而是用 BJ2020 副油箱替代，安裝時對油箱進(jìn)行了改造以保證燃油位置傳感器和汽油泵可靠工作．原車排氣管尺寸較大，不便于安裝在 信號輸入 主控 修正 轉(zhuǎn) 速 信 號 符 合 信 號 +B 電壓 其 他 信 號 故障設(shè)置單元 電子控制單元 執(zhí) 行 器 發(fā) 動 機 反 饋 信 號 學(xué)士學(xué)位論文 14 臺架上，故對原車排氣管進(jìn)行了變形改造，并盡可能降低排氣噪聲及排氣阻力．考慮到排氣管的充分散熱，冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇布置在排氣管附近，以解決排氣溫度過高的問題，風(fēng)扇尺寸為 720mm420mm．總體結(jié)構(gòu)如圖 32 所示． 圖 32 實驗臺結(jié)構(gòu)示意圖 1演示板； 2發(fā)動機 ； 3排氣管； 4蓄電池； 5支撐架； 6油箱； 7變速器操縱桿； 8方向盤 實驗臺面板設(shè)計 實驗臺的演示板上設(shè)置了信號燈、儀表盤、故障診斷區(qū)、線束連接區(qū)、照明區(qū)及指示儀表區(qū)，各區(qū)域設(shè)計力爭緊湊．演示板尺寸為 1200 mm800 mm，板面中部布置儀表盤及信號燈，顯示系統(tǒng)的工作信息；演示板左側(cè)布置線束連接器及繼電器盒，顯示實驗臺電氣線束的布置情況；底部中間位置設(shè)置 4 塊指示儀表， 2 塊液壓表用于顯示自動變速器換檔工作油壓，一塊液壓表顯示燃油噴射系統(tǒng)供油壓力，另一塊真空表顯示節(jié)氣門下方真空度變化，指 示值的波動可輔助相關(guān)故障的判定；故障診斷區(qū)則布置在演示板的右側(cè)，具體位置如圖 33 所示． 為保證實驗操作的安全，實驗臺配有滅火器，以防止由于意外及操作不當(dāng)起火而造成損失；臺架板面上還布置有安全開關(guān)，操作過程中因不正常操作出現(xiàn)意外故障時，可通過安全開關(guān)及時熄火，避免事故的發(fā)生．此外，考慮到發(fā)動機排氣對室內(nèi)環(huán)境的危害，實驗臺還配置了專用廢氣導(dǎo)出管． 將 ECU 的所有線路，全部引到實驗臺板上，以連接口的形式固定在臺學(xué)士學(xué)位論文 15 板上，讓學(xué)生可根據(jù)電路圖，進(jìn)行線路連接。為保證線路接口接觸良好，對接線材料要求反復(fù)使用性強；為了讓學(xué)生 對傳感器、執(zhí)行器、電源、搭鐵線路一目了然，在選擇接線時，應(yīng)用不同線色區(qū)分 圖 33 實驗臺演示板布置圖 1壹號保險盒； 2前照燈； 3儀表盤； 4點火信號中斷顯示燈； 5發(fā)動機電子控制單元；6故障設(shè)置單元； 7信號線連接器； 8故障診斷端子； 9進(jìn)氣歧管壓力傳感器； 10監(jiān)控儀表； 11 學(xué)士學(xué)位論文 16