【正文】 計(jì)手冊(cè)》表 12－ 8 蝸桿常用材料，初選45 鋼，表面淬火，硬度為 45~55HRC，齒面粗糙度 Ra=～ 。所以優(yōu)先選用圓柱蝸桿中的阿基米德蝸桿，即 ZA 型。發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架對(duì)蝸桿的要求為：一要能承受低速中載，二要加工方便。 14 傳動(dòng)件的計(jì)算 、蝸桿的材料和類型 （ 1）確定渦桿的類型 為了使蝸桿有很好的自鎖性，應(yīng)減少蝸桿的的頭數(shù)。 圖 實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架 (b) 圖 實(shí)驗(yàn) 臺(tái)架 (c) 發(fā)動(dòng)機(jī)體除去油路、電路、進(jìn)氣、排氣機(jī)構(gòu)后安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的，拆卸掉發(fā)動(dòng)機(jī)上的螺栓后可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行解體，發(fā)動(dòng)機(jī)在蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的作用下可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣有利于拆裝和便于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)是否正 常工作，從而達(dá)到測(cè)試與自診斷的目的。 發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主架的主要作用是固定發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的發(fā)動(dòng)機(jī)固定 方法，同事參考發(fā)動(dòng)機(jī)在原車上的安裝位置和在發(fā)動(dòng)機(jī)上的固定支點(diǎn)及發(fā)動(dòng)機(jī)的整體尺寸最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)的固定方法，同時(shí)需要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼到地面的距離。發(fā)動(dòng)機(jī)固定臺(tái)架應(yīng)滿足教學(xué)方便，可完成獨(dú)立后滿足學(xué)生拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的功能，從而可提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。” 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)方案 固定臺(tái)架的設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮使用方便、美 觀、方便教學(xué)、操作簡(jiǎn)單等等方面。有僅舉升準(zhǔn)確，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而且操作安全，結(jié)構(gòu)合理，減輕了裝卸發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度?！? 現(xiàn)在較好的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架一般可通過(guò)分體式液壓升舉缸等系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)上下動(dòng)以調(diào)整高度。另外，油、水、工件、工具易落地，達(dá)不到衛(wèi)生清潔的起碼要求，也不便于檢測(cè)和 排除故障。固定式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在翻轉(zhuǎn)架上翻轉(zhuǎn)、起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，但需澆注混凝土，固定時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能在短時(shí)間內(nèi)投入使用。為了方便學(xué)院學(xué)生拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)，減輕學(xué)生的勞動(dòng)強(qiáng)度，使學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)更全面的了解，我設(shè)計(jì)了一種針對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)。由于我校汽車專業(yè)實(shí)驗(yàn)室緊缺一種針對(duì)豐田佳美 V8 發(fā)動(dòng)機(jī)的翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)，學(xué)生拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)很不方便，不能將 發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式看的一清二楚。專門油盤使整個(gè)維修過(guò)程及工作地點(diǎn)干凈整潔。它具有操作輕便﹑使用時(shí)裝卸方便等特點(diǎn)。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)和維修變的越來(lái)越重要。 此試驗(yàn)臺(tái)架與普遍臺(tái)架的最重要區(qū)別在于在工況試驗(yàn)后，可自由對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆解和部分性能測(cè)試。 11 第 3 章 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì) 概述 設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的主要目的是用于發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝 的教學(xué)，因此，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該具有安裝和固定發(fā)動(dòng)機(jī)并能翻轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能?？紤]到排氣管的充分散熱 ， 將冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇布置在排氣管附近 ， 解決了排氣溫度過(guò)高的問(wèn)題。 臺(tái)架下方安裝轉(zhuǎn)向輪 ， 為節(jié)省空間 ， 沒(méi)有采用原車 120L的油箱 ， 而是用副油箱 (40L)替代安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)架上 ； 安裝時(shí)因油箱高度較低 ， 汽油泵與油箱底部間隔不夠，采用汽油泵傾斜布置 ， 解決了油面高度問(wèn)題 ，同時(shí)也保證了燃油位置傳感器可靠工作 。副實(shí)驗(yàn)臺(tái)架用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的附屬元件，使發(fā)動(dòng)機(jī)能進(jìn)行正常工作。 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)由主實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、副實(shí)驗(yàn)臺(tái)架和測(cè)試柜組成。汽車電控單元與各傳感器、執(zhí)行元件之間插入安裝一個(gè)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元引角相對(duì)應(yīng) ， 借助示波器、萬(wàn)用表等專用儀器可動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號(hào)。關(guān)鍵環(huán)節(jié)是故障源的設(shè)置及與動(dòng)力、控制系統(tǒng)的互動(dòng)連接。 基于 實(shí)驗(yàn)臺(tái)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 電控系統(tǒng)選型包括 :控制原理分析、動(dòng)力系統(tǒng)控制步驟、控制系統(tǒng)組成分析、控制模式設(shè)計(jì)與分析、故障選擇與設(shè)計(jì)、故障模擬單元設(shè)計(jì)與分析、故障診斷專家?guī)煸O(shè)計(jì)、可識(shí)別故障碼及計(jì)算機(jī)故障診斷模型建立等。 該車系采用典型的前置發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。 動(dòng)力系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足教學(xué)與技能訓(xùn)練的要求 ， 故動(dòng)力系統(tǒng)選型的基本原則為具有先進(jìn)性、可操控性、典型性和經(jīng)濟(jì)性。電子控制系統(tǒng)的工作流程如圖 。 執(zhí)行器是根據(jù)電控單元的指令完成一定動(dòng)作的裝置 。它能檢測(cè)和反映發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的各種參數(shù)，并把這些參數(shù)轉(zhuǎn)換成電控單元所能接受的電信號(hào)傳輸給電控單元，為電控單元提供所需的信息。 傳感器的作用是將各種需要檢測(cè)的物理量變成電信號(hào)送至 ECU。 電控單元 (ECU)是電子控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它接收各傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算、分析和處理，向各個(gè)執(zhí)行器發(fā)出動(dòng)作指令，指示執(zhí)行器完成各種功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空燃比、點(diǎn)火正時(shí)以及怠速、排放等的控制。 電子控制系統(tǒng)有很多形式，復(fù)雜程度也有很大差別。 圖 電控發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)工作流程 （ 3）電子控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng)是電控燃油噴射系統(tǒng)的核心，電子控制系統(tǒng)性能的好壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能有著決定性的影響。電動(dòng)燃油泵所供給的燃油量一般是發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需燃油量的 6～ 8倍，其余的燃油在燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用下，經(jīng)過(guò)回油管路流回燃油箱。燃油供給系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：燃油箱、電動(dòng)燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器以及噴油器等。它主要由節(jié)氣門、怠速旁通氣道、怠速控制閥以及感知節(jié)氣門位置的節(jié)氣門位置傳感器等組成。其中， LH型電控燃油噴射系統(tǒng)所采用的空氣流量計(jì)為熱線式，它可以直接測(cè)量流入進(jìn)氣總管的空氣質(zhì)量流量，測(cè)量的精度較高，響應(yīng)性好。它和轉(zhuǎn)速信號(hào)是確定發(fā)動(dòng)機(jī)基本噴油量的兩個(gè)基本參數(shù)。空氣濾清器的作用是 在空氣流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸之前，除去空氣中所含的塵土、沙粒等顆粒物，以減輕對(duì)氣缸、活塞和活塞環(huán)的磨損，并減少對(duì)空氣流量計(jì)的不良影響?？諝饬鹘?jīng)空氣濾清器后，經(jīng)過(guò)空氣流量計(jì)測(cè)量，然后通過(guò)節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管，再分配到各進(jìn)氣歧管，空氣在進(jìn)氣歧管中與噴油器供給的燃油混合并被吸入氣缸。電控單元根據(jù)安裝在機(jī) 7 體水套中的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器輸入的電信號(hào)，判定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的高低，并形成相應(yīng)大小的控制電流，控制噴油器的噴油量，使系統(tǒng)多噴油保證暖機(jī)加濃。 在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，由冷起動(dòng)噴油器 16向進(jìn)氣管額外噴入一定數(shù)量的汽油，以加濃混合氣，保證起動(dòng)加濃。 在發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷下工作 時(shí)，節(jié)氣門全開，節(jié)氣門位置傳感器中的全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工作時(shí)，節(jié)氣門接近關(guān)閉，節(jié)氣門位置傳感器 17中的怠速觸點(diǎn)閉合，這時(shí)電控單元指令噴油器增加噴油量，供給發(fā)動(dòng)機(jī)較濃的混合氣，以維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，并將怠速的有害排放控制在最低水平。 電控單元根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出的噴油量是基本噴油量，是汽油機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的基本 條件?？刂茊卧紫雀鶕?jù)分電器中的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，再根據(jù)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量計(jì)算出相應(yīng)的噴油量，并通過(guò)控制噴油持續(xù)時(shí)間來(lái)控制噴油量。由安裝在進(jìn)氣管上的空氣流量計(jì) 18計(jì)量，并將進(jìn)氣量變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳輸給電控單元 度越打，進(jìn)氣量越多，反之亦然。在燃油分配管的末端裝有燃油壓力調(diào)節(jié)器 14，用來(lái)調(diào)節(jié)油壓使其保持穩(wěn)定。 汽油箱 11內(nèi)的汽油被電動(dòng)汽油泵 9吸出并加壓至 ，經(jīng)汽油濾清器 7濾除雜質(zhì)后被送至燃油分配管 13。 L型汽油噴系統(tǒng)由空氣供給裝置、燃油供給裝置、電子控制裝置組成。 圖 電控系統(tǒng)工作流程圖 6 L 型電控燃油噴射系統(tǒng)工作原理（所選發(fā)動(dòng)機(jī)所屬型 號(hào)） L型汽油噴射系統(tǒng)是 20世紀(jì) 70年代發(fā)展起來(lái)的，是電子控制的多點(diǎn)、間歇式汽油噴射系統(tǒng)，目前應(yīng)用最為廣泛。 （ 3）適合全車電子化控制的要求。 與傳統(tǒng)化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，裝有汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，使各缸混合氣分配比較均勻，精確控制各個(gè)缸混合氣與工況的匹配。因此實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研究已經(jīng)處于一個(gè)接近成熟的階段。研究實(shí)驗(yàn) 臺(tái)設(shè)計(jì)的主要還是專業(yè)的企業(yè)。 5 第 2 章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)原理與實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體方案 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng) 在現(xiàn)代教學(xué)活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)被大規(guī)模的使用。 （ 4） 如何解決實(shí)驗(yàn)臺(tái)與測(cè)試柜連接問(wèn)題。 （ 2） 如何將發(fā)動(dòng)機(jī)主臺(tái)架和附實(shí)驗(yàn)臺(tái)架合理布置及連接。 （ 3） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)電控系統(tǒng)線路連接圖的改造設(shè)計(jì)。 4 （ 2）設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試柜，此柜可與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接，可 通過(guò)示波器、發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、萬(wàn)用表等儀器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況進(jìn)行測(cè)試。配有儀表總成， ECU 以及 OBDⅡ檢測(cè)連接座?！? 本設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和需要解決的問(wèn)題 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： （ 1）設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，此臺(tái)架可安裝固定 1ZRFE 發(fā)動(dòng)機(jī)，真實(shí)可運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，充分展示發(fā)動(dòng)機(jī)組成結(jié)構(gòu)?！痹谏a(chǎn)實(shí) 際中，使用多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架與移動(dòng)臺(tái)架，避免了修理廠在發(fā)動(dòng)機(jī)大修過(guò)程中重復(fù)吊裝和工作臺(tái)不能移動(dòng)造成的誤工現(xiàn)象?！坝捎诙喙δ馨l(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架與移動(dòng)臺(tái)架能夠自由移動(dòng)，從而可以任意組合、調(diào)整實(shí)驗(yàn)室，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和移動(dòng)臺(tái)架的利用率?！耙苿?dòng)臺(tái)架”的工具箱內(nèi)置有齊全的發(fā)動(dòng)機(jī)解體、組裝、檢修、調(diào)試所需的工、量具。” 最近幾年，國(guó)內(nèi)有研究人員綜合固定式和移動(dòng)式各自的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種新型翻轉(zhuǎn)架，它集發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸、組裝、調(diào)試、大修、起動(dòng)、故障設(shè)置及診斷、排除 、檢測(cè)等功能為一體。有僅舉升準(zhǔn)確，回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，而且操作安全，結(jié)構(gòu)合理，減輕了裝卸發(fā)動(dòng)機(jī)作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。” 現(xiàn)在較好的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架一般可通過(guò)分體式液壓升舉缸等系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)上下動(dòng)以調(diào)整高度。另外，油、水、工件、工具易落地，達(dá)不到衛(wèi)生清潔的起碼要求，也不便于檢測(cè)和排除故障。固定式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在翻轉(zhuǎn)架上翻轉(zhuǎn)、起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，但需澆注混凝土，固定時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能在短時(shí)間內(nèi)投入使用?！半m然如此，國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架功能的改造和技術(shù)提升進(jìn)展的相對(duì)較慢，特別是對(duì)于實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)來(lái)說(shuō)不夠?qū)嵱?。從而帶?dòng)了包括發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造水平在內(nèi)了一系列的機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步。維修人員技術(shù)水平的提高可以使汽車得到更好的維護(hù)和保養(yǎng)，這對(duì)于提高汽車的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)汽車工業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。對(duì)于汽車專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，如何使理論于實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，是一重要的課題。因?yàn)槟壳巴ㄟ^(guò)電控燃油噴射閉環(huán)控制加三元催化轉(zhuǎn)化器尾氣候處理，是降低汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染的最有效措施。 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，汽車正在步入普通百姓的家庭，汽車保有量逐漸 加大，為了和國(guó)際汽車行業(yè)接軌，國(guó)內(nèi)企業(yè)可根據(jù)政府對(duì)汽車環(huán)保、安全和節(jié)能這三方面的要求，來(lái)開發(fā)相關(guān)汽車電子控制系統(tǒng)。 安全性高，防止因?yàn)椴僮魇д`出現(xiàn)的事故。 選題的意義 有助于教學(xué)，理論與實(shí)際相結(jié)合。綜 述以上種種原因，為了以后便于老師教學(xué)，學(xué)生更直觀、準(zhǔn)確、形象、生動(dòng)、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)，特此設(shè)計(jì)具有拆裝、檢驗(yàn)與測(cè)試功能的電控發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。其實(shí)問(wèn)題就出現(xiàn)在沒(méi)有一套完整的教學(xué)模型，來(lái)形象的、直觀的展現(xiàn)給學(xué)生。可見，理論知識(shí)的重要性。 這就要求汽車方面相關(guān)專業(yè)人士，對(duì)其有更深刻、更系統(tǒng)的了解，并且掌握其發(fā)展 機(jī)理，把握其發(fā)展趨勢(shì)。 選題的依據(jù) 隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車廣泛的試用了電控發(fā)動(dòng)機(jī)，電控發(fā)動(dòng)機(jī)是電子控制比較集中的總成，為了提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)手段和質(zhì)量，使學(xué)生掌握電控發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝和簡(jiǎn)單的故障檢測(cè)，因此設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)架方便教師教學(xué)與學(xué)生進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)與拆裝。對(duì)于使用和維修者而言，掌握電控發(fā)動(dòng)機(jī)的大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文性能，就能夠?yàn)檎_使用和維修電控發(fā)動(dòng)機(jī)提供正確的理論依據(jù)和合理的技術(shù)方法。而我國(guó)主要是通過(guò)技術(shù)引進(jìn)的方式實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控化的，在短短的幾年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了小型車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控化。 我國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的電控化的起因與西方國(guó)家相同，但發(fā)動(dòng)機(jī) 電控化所經(jīng)歷的過(guò)程卻完全不同?！倍l(fā)動(dòng)機(jī)既是汽車的動(dòng)力源，又是汽車所有部件中最為復(fù)雜和最有科技含量的部件。 第 1 章 緒 論 ..................................................................................................................... 1 概述 ........................................................................................................................... 1 選題的依據(jù) .................................................................................................... 1 選題的目的 .................................................................................................... 1 選題的意義 .................................................................................................... 2 發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)研究現(xiàn)狀 ................................................................................... 2 本設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和需要解決的