【正文】 系代表性，實(shí)驗(yàn)臺(tái)在整車(chē)基礎(chǔ)上保留了發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)和部分電器儀表及信號(hào)系統(tǒng)等，以盡可能擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用范圍、擴(kuò)展功能。 發(fā)動(dòng)機(jī)固定臺(tái)架研發(fā)的目的和概況 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架研發(fā)的目的 發(fā)動(dòng)機(jī)既是汽車(chē)的動(dòng)力源，又是汽車(chē)所有部件中最為復(fù)雜和最有科技含量的部件。發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架試驗(yàn)臺(tái)是發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝修理的最基本的工具。其萬(wàn)向腳輪移動(dòng)性好，不僅可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)便，而且提高了生產(chǎn)率?？梢哉f(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架試驗(yàn)臺(tái)既是汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的必備工具，也是普通汽車(chē)修理行業(yè)的理想工具。直接影響了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生探索的興趣。 固定臺(tái)架的發(fā)展概況 目前，國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架有固定式的和移動(dòng)式的兩種。 且不能移動(dòng)，限制了實(shí)驗(yàn)室的調(diào)整。移動(dòng)式汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，雖然能夠移動(dòng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)只能在翻轉(zhuǎn)架上翻轉(zhuǎn)，不能起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)法對(duì) 12 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)、故障設(shè)置和故障診斷與排除。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和實(shí)現(xiàn)多級(jí)變速?！斑m用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝移動(dòng)維修作業(yè)，運(yùn)輸當(dāng)中可以把發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)支架拆解。主要采用 60mm 60mm 壁厚為 5mm 的方鋼作為主要材料，同時(shí)加裝腳輪，方便移動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝、檢驗(yàn)與測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主架的設(shè)計(jì)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的定位，發(fā)動(dòng)機(jī)定位時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合并且參考發(fā)動(dòng)機(jī)在車(chē)架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)的整體尺寸而定。 圖 實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架 (a) 13 如圖 （ a）中用六角螺栓 M12 連接到發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪外殼上的螺栓孔上。 發(fā)動(dòng)機(jī)固定臺(tái)架的作用主要為固定發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)在為發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝的過(guò)程中提供平臺(tái)，初始設(shè)計(jì)尺寸為 11007501100(mm) 。初選 z1＝ 1； z2＝ z1?i12＝ 70。而對(duì)傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度無(wú)嚴(yán)格要求。其特點(diǎn)為：可車(chē)削加工， 加工方便，但不易磨削，精度和傳動(dòng)效率較低，一般用于頭數(shù)較少、低速或不太重要的傳動(dòng)，應(yīng)用較廣。 由于蝸輪的轉(zhuǎn)速 n=2r/min，為低速中載，按該手冊(cè)表 12－ 9 選用 ZCuAl10Fe3(鋁青銅 ) 、蝸桿的基本尺寸 （ 1） m2d1≥ ? ? 22由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 12－ 5 中查得 [σH]＝ 250MPa。 （ 2）確定中心距 a = (q+ z2)=；取 q=72，得 a=，圓整取 a=142。 （ 3）計(jì)算導(dǎo)程角 tanγ= z1/q=1/，得 γ=（即 3o13’10”） （ 4） V1=πd1n1/60000=。查表 126 當(dāng)量摩擦系數(shù) f’和當(dāng)量摩擦角 ρ’ 得 f’＝ ， ρ’=γ,能實(shí)現(xiàn)自鎖 （ 5）渦輪蝸桿的基本尺寸 15 表 31 蝸桿、蝸輪的基本尺寸 名稱(chēng) 代號(hào) 公式 數(shù)值 中心距 /mm a a=( d1+ d2+2x2m)/2 142mm 蝸桿頭數(shù) z1 1 蝸輪齒數(shù) z2 z2＝ z1?i12 72 傳動(dòng)比 i 72 齒形角 α 20o 模數(shù) /mm m m=mx 蝸輪變位系數(shù) x2 2md d 21 ??ma 蝸桿直徑 系數(shù) q q= d1/m 蝸桿軸向齒距 /mm Px Px=πm 蝸桿導(dǎo)程 /mm P2 P2=πmz1 蝸桿導(dǎo)程角 γ γ=acrtanqz1 3o13’10” ZA 蝸桿法向齒形角 αn tanαn=tanαxcosγ 3o2’24” 蝸桿齒頂高 /mm ha1 ha1=m 蝸輪齒頂高 /mm ha2 ha2=(1+x2)m 蝸桿齒根高 /mm hf1 hf1 = 蝸輪齒根高 /mm hf2 hf2 =( x2)m 工作齒高 /mm h’ h’=2m 頂隙 /mm c c= 蝸桿分度圓直徑 /mm d1 d1=qm 56 蝸輪分度圓直徑 /mm d2 d2=z2m 蝸桿齒頂圓直徑 /mm da1 da1= d1+ 2ha1 蝸輪齒頂圓直徑 /mm da2 da2= d2+ 2ha2 蝸桿齒根圓直徑 /mm df1 df1 = d12 hf1 蝸輪齒根圓直徑 /mm df2 df2 = d2 2hf2 蝸桿齒寬 /mm b1 b1=(12+) 60 蝸輪齒寬 /mm b2 b2 =(~) da1 46 蝸輪外徑 /mm de2 de2=da2+2m 蝸輪咽喉母圓半 /mm rg2 rg2= 蝸輪齒寬角 θ θ=2arcsin(b2/ d1) 110o 3． 計(jì)算傳送功率 傳動(dòng)嚙合效率 η 1＝)tan(tan v?? ?? 16 得 η 1=； 攪油損失效率 η 2取 ； 滾動(dòng)軸承效率 η 3取 ； 總效率 η ＝ η 1?η 2?η 3＝ 。max21640qzm YT F≤σ Fpmax (MPa) 式中 T’ 2max—— 蝸輪承受的最大扭矩 (MPa)， T’ 2max= T2； YF—— 齒形系數(shù)，根據(jù)蝸輪當(dāng)量齒數(shù) zv2=z2/cos3γ =，查表 1211 得 YF=； σ Fpmax—— 蝸輪的許用彎曲強(qiáng)度 (MPa)，查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 129 得σ Fpmax=63MPa； 代入公式得 σ Fmax= MPaσ Fpmax ，滿(mǎn)足要求。 蝸輪兩端的軸承的計(jì)算 Fr2 Fr1 FA F’1 F’2 圖 18 計(jì)算軸承 2的軸向力 Fa Fa2 FA=720N（即蝸輪軸向力） Fr1= Az2Ay2 FF ? = 22 225028500 ? =28589N Fr2= Bz2By2 FF ? = 22 225031900 ? =31979N 軸承型號(hào)為 30219，查表 1524 C=215000N e= Y= F’ 1=2YFr1 =10210N （方向如上圖） F’ 2=2YFr2 =11421N （方向如上圖） 因?yàn)?F’ 2＋ FA＝ 11421+720=12141N F’ 1，所以 Fa1= F’ 2+ FA=12141N Fa2= F’ 2=11421N P=fp(XFr+YFa) 查表 1512, fp= Fa1/ Fr1=11421/28589=e X=1 Y=0 P1= 28589=34307N Fa2/ Fr2=11421/31979=e X=1 Y=0 P2= 31979=38375N C=P?61060 hnL ε =10/3 C1=P1 31061060 hnL=34307 310610 292 00260 ??=49975N C2=P2 31061060 hnL=38375 310610 292 00260 ??=55901N C1,C2 均小于 C=215000N , 故滿(mǎn)足要求。其中包括主實(shí)驗(yàn)臺(tái)架和副實(shí)驗(yàn)臺(tái)架結(jié)構(gòu)和外型的設(shè)計(jì)，材料的選取，尺寸的確定以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)部分位置的強(qiáng)度校核。 20 第 4 章 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試柜的設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試柜是發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)不可或缺的一部分，是測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的重要重要工具，也是其他測(cè)試工具的載體。 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試柜設(shè)計(jì)的目的及意義 隨著電子技術(shù)和汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，特別是微機(jī)控制技術(shù)在汽車(chē)上的成功應(yīng)用，電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)代汽車(chē)上已經(jīng)廣泛使用，且有取代化油器發(fā)動(dòng)機(jī)的趨勢(shì)。電子控制使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比、點(diǎn)火時(shí)刻等得到最佳調(diào)節(jié)，解決了汽車(chē)排氣 凈化和節(jié)油的問(wèn)題，同時(shí)使汽車(chē)獲得高功率、大轉(zhuǎn)矩及行駛穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，設(shè)計(jì)此發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試柜，以研究汽車(chē)電控噴射系統(tǒng)故障診斷的原理和方法。此外還有與實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接的插頭端。 測(cè)試端子區(qū)域由 40 個(gè) ECU 端子的連接端組成 當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況進(jìn)行故障模擬時(shí)只需對(duì)相應(yīng)的連接端進(jìn)行設(shè)置即可。 面板區(qū)的設(shè)計(jì)主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)氣歧管壓力、進(jìn)氣溫度、水溫 、節(jié)氣門(mén)位置。 故障設(shè)置區(qū)是由開(kāi)關(guān)控制傳感器的開(kāi)關(guān)，從而達(dá)到設(shè)置故障的功能，為學(xué)習(xí)診斷故障和排除故障帶來(lái)極大的便利。 22 圖中 8 為副水箱 為發(fā)動(dòng)機(jī)提供經(jīng)由冷卻系統(tǒng)冷卻后的水。 本章小結(jié) 本章主要設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試部分 — 發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試柜。 24 第 5 章 發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)教學(xué)功能簡(jiǎn)介 發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝及檢驗(yàn) 單體發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸和檢查 （ 1）拆卸水泵皮帶輪及發(fā)動(dòng)機(jī)固定支架。 （ 3）拆卸水泵。 （ 5）拆卸鏈條張緊器，拆卸鏈條張緊器滑板，拆卸鏈條減震器。 （ 7）設(shè)置凸輪軸定位螺栓，拆卸凸輪軸。 （ 9）拆卸凸輪軸正時(shí)齒輪。注意：從外往內(nèi)松開(kāi)并拆開(kāi)氣缸蓋固定螺栓。 （ 12）檢查凸輪軸正時(shí)鏈輪。 （ 14）檢查氣缸蓋固定螺栓。 （ 2）按順序檢查如下項(xiàng)目：氣缸蓋的平整度；氣缸蓋是否有裂紋；間隙；氣門(mén)及氣門(mén)彈簧；氣門(mén)導(dǎo)管襯套；氣門(mén)座；凸輪軸。 氣缸體的分解、檢查和重組 （ 1）檢查連桿軸向間 隙、連桿油隙及曲軸軸向間隙后拆卸活塞和曲軸。 （ 3）安裝曲軸。 25 重新組裝發(fā)動(dòng)機(jī) （ 1）安裝油底殼。 （ 3）安裝油封。 （ 5）安裝凸輪軸。 （ 7）安裝曲軸皮帶輪。 （ 9）安裝水泵皮帶輪。 故障模擬設(shè)置與 故障自診斷功能 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)有包含各種常見(jiàn)電子控制系統(tǒng)故障的預(yù)設(shè)單元，如：傳感器、執(zhí)行元件的故障代碼操作等。下面以故障指示燈顯示為例加以說(shuō)明。 故障代碼的讀取 由“ CHECK ENGINE”故障燈閃亮次數(shù)與時(shí)間顯示故障碼數(shù)值。 圖 2． 故障碼的顯示：如圖 ，故障燈閃亮?xí)r間的長(zhǎng)短將遵循下述規(guī)律。在完成故障診斷檢查之后，應(yīng)將 SST(專(zhuān)用跳線 )從故障診斷插座上拆下。保險(xiǎn)絲拆下時(shí)間的長(zhǎng)短取決于環(huán)境溫度 (溫度低，保險(xiǎn)絲拆下時(shí)間應(yīng)長(zhǎng) )，拆下保險(xiǎn)絲之前應(yīng)先切斷點(diǎn)火開(kāi)關(guān)。若相同的故障診斷碼仍被顯示，表示故障部位未被徹底修理好或故障診斷碼未被有效清除。除特殊情況外，所有被檢 測(cè)到的故障診斷碼，從它被檢測(cè)到開(kāi)始均由 ECU 保存在存儲(chǔ)器內(nèi)，直到被清除為止。 常見(jiàn)的 ECU 認(rèn)定故障的條件 （ 1） 冷卻液溫度設(shè)定在 30℃ ～ 120 ℃ ，其輸出電壓在 V～ V 范圍內(nèi)變化，當(dāng) ECU 接收到的電壓超出正常范圍時(shí)，認(rèn)定為冷卻液溫度傳感器故障，同時(shí)啟用失效保護(hù)功能。 （ 3） ECU 在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn) 以上未接收到空氣流量傳感器或進(jìn)氣歧管壓力傳感器信號(hào)時(shí)，認(rèn)定傳感器電路故障，并按節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)以三種固定的噴油量噴油。 （ 5） 大氣壓力傳感器 信號(hào)不正常時(shí)，認(rèn)定傳感器電路故障， ECU 以 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓控制噴油。 （ 7） 曲軸位置傳感器電路斷路或短路時(shí)， ECU 接收不到曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號(hào)， ECU認(rèn)定故障，但無(wú)法采用失效保護(hù)，發(fā)動(dòng)機(jī)將無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 故障模擬發(fā)生器的模擬方法 （ 1） 模擬傳感器、電路和執(zhí)行器斷、短路故障可在相應(yīng)傳感器及線路上串聯(lián)或并聯(lián)開(kāi)關(guān)直接模擬。 （ 2） 模擬傳感器、電路和執(zhí)行器參數(shù)（信號(hào)）異常，常規(guī)的做法是串聯(lián)一個(gè)可變電阻，同時(shí)要考慮所需的功率應(yīng)滿(mǎn)足使用要求。如曲軸（凸輪軸）位置傳感器、車(chē)速傳感器、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器和氧傳感器等。 外設(shè)匹配功能 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)有故障診斷端子接口，可以與示波器、萬(wàn)用表、發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀等設(shè)備連接，直接測(cè)量傳輸信號(hào)，進(jìn)行實(shí)車(chē)難以實(shí)現(xiàn)的故障診斷分析的實(shí)踐教學(xué) 過(guò)程。 本章小結(jié) 本章是發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本功能介紹。明確了發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求及意義。此臺(tái)架可安裝固定發(fā)動(dòng)機(jī)并能進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝實(shí)訓(xùn)。同 時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)電控原理設(shè)計(jì)出測(cè)試柜，此測(cè)試柜可和發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)連接，可通過(guò)測(cè)試儀器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工況進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)臺(tái)副臺(tái)架主要安裝固定發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需要的其他部件及更進(jìn)一步固定發(fā)動(dòng)機(jī)以克服發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)。利用測(cè)試柜上的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，可完成設(shè)置故障的功能，設(shè)置故障完成后，學(xué)生可利用專(zhuān)用的儀器或萬(wàn)用表從面板上檢測(cè)，檢查 出設(shè)置故障點(diǎn)的位置和內(nèi)容，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。 作為教學(xué)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的后續(xù)功能開(kāi)發(fā)很有必要，如不斷對(duì)設(shè)備本身進(jìn)行升級(jí)；通過(guò)預(yù)留外界端口或是對(duì)其控制線路進(jìn)行可行范圍內(nèi)的改造。 汽車(chē)電控發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) ,是伴著汽車(chē)工業(yè)及汽車(chē) 新技術(shù)的發(fā)展而起步的 ,雖然所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)還存在許多不足 ,實(shí)驗(yàn)臺(tái)在應(yīng)用方面還存在許多缺陷 ,但我相信隨著技術(shù)創(chuàng)新和外來(lái)技術(shù)的消化吸收 ,汽車(chē)電控類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備將得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善 ,這對(duì)于我國(guó)汽車(chē)類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)、培訓(xùn)將起到積極的促進(jìn)作用。由于齊老師的精心 指導(dǎo)，使我順利地完成了發(fā)動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)以及說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，在此對(duì)齊老師的大力幫助表示最衷心的感謝！ 大學(xué)生活即將結(jié)束，在邁向社會(huì)之前我要感謝黑龍江學(xué)院對(duì)我的培養(yǎng)，更要感謝汽車(chē)與交通工程學(xué)院全體任教老師對(duì)我這四年來(lái)的教導(dǎo)和訓(xùn)練，使我掌握足夠的專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)完成本次的