捷达汽车信号模拟故障诊断实验台的设计

毕业设计1第 1 章 现代汽车电子技术的应用状况和发展趋势1.1 现代汽车电子技术的应用状况 1电子控制喷油装置 在现代汽车上，机械式或机电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰，电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态，使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中，当发动机工作时，根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编好的运算程序进行运算、然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行，从而使发动机的综合性能得到提高。 2电子点火装置（ESA） 它由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，这样可以节约燃料，减少空气污染。此外，新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为，发动机电子控制装置的节能效果在 15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面。 除此之外，在发动机部分利用电子技术的内容还有：废气再循环（EGR） 、怠速控制（ISC） 、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都或多或少地被应用。1.2 汽车电子技术应用的发展趋势 当前，汽车电子技术进入了优化人-汽车-环境的整体关系的阶段，它向着超微型磁体、超高效电机以及集成电路的微型化方向发展，并为汽车上的集中控制提供了基础（例如制动、转向和悬架的集中控制以及发动机和变速器的集中控制） 。汽车电子毕业设计2技术成就汽车工业的未来，未来汽车电子技术应在以下几方面进行突破。 1传感器技术 由于汽车电子控制系统的多样化，使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此，研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器，不仅要能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大和处理。同时，它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点，从而免受机械特性的影响。 2微处理机技术 微处理机的出现给汽车仪表带来了革命性的变化，世界汽车工业的微处理机用量激增，由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表，不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来，分别显示和打印需要的结果，而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况，还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理机将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。 3软件新技术应用 随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也将会增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种软件，并开发出通用的高水平语言，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件，软件总数的增加及其功能的提高，将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。 4智能汽车及智能交通系统（ITS）的研究及应用 汽车智能化相关的技术问题已受到汽车制造商们的高度重视。其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统（ITS）的开发将与电子、卫星定位等多个交*学科相结合，它能根据驾驶员提供的目标资料，向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。它装有电子地图，可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况，自动筛选 出最佳行车路线。未来的某天，路上行驶的都会是由计算机控制的智能汽车。 5多通道传输技术 多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其它单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口，以便与多通道传输系统相联系。毕业设计36数据传输载体方面的电子新技术应用 汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统，车用计算机的容量要求更大，计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多，采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质，以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。 7汽车车载电子网络 随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中，各从处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能。同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理机收集整理各从处理机的数据，并生成车况显示。通信控制器保证数据的正常流动。 此外，电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破。 随着汽车性能和结构的不断改进和提高，特别是近年来电子技术在汽车上的广泛应用，自动控制项目越来越多。汽车电子控制技术就是在传统汽车控制系统的基础上，采用电子技术逐步改进和完善，增加了一些新的功能。其功用一方面是提高原机械零件的工作性能及可靠性；另一方面是随着人们对汽车整体性能要求的提高，而实现更加豪华、先进、舒适和安全的要求。随着人们对汽车所造成的环境污染、交通安全问题越来越多的重视，现代汽车正朝着更加节能、低污染、安全系数高的方向发展，同时也使汽车发动机控制的开发转向电子化、自动化和智能化。由于汽车电子设备数量的不断增加和更新换代，现代汽车用电脑来完成各种电子控制计算、显示等多功能。因此，发动机控制电子化、数字化、智能化、个性化是汽车的发展趋势。毕业设计4第 2 章 设计汽车电子故障诊断实验台的目的和意义2.1 设计汽车电子故障诊断实验台的目的2.1.1 国内外相关电子产业的发展状况自 1886 年第一辆汽车诞生以来，汽车已经走过了 100 年的历程。19 世纪 50 年代以前，汽车的发展主要来自机械技术的进展，特别是内燃机的发明所推动，这阶段汽车电子装置的装备几乎为零，以后的发展主要来自于汽车电子的发展。汽车电子的发展可分为 4 个阶段：晶体管阶段；大规模集成电路阶段；智能汽车阶段和智能交通阶段。目前国外汽车电子技术已经发展到第 4 阶段，为电子技术、自动控制技术、传感器技术、网络技术和机电液一体化耦合交叉技术的小系统已从科研阶段进入到商品生产阶段。我国汽车用电子的研究起步较晚，主要集中在清华大学、吉林工大、北京理工大学等高校和一汽、东风等大型汽车企业集团。由于众所周知的原因，水平远远落后于美国、德国、日本等汽车强国。技术处于第 2 阶段末和第 3 阶段初的水平。我国应用面也比较窄：目前只有电控燃油喷射系统（EFI）得到大量应用，汽车防抱死系统将是下一个主要应用技术。我国重视汽车电子是从“八五”规划开始的，近年得到了较大的发展。作为汽车产业和电子产业的结合，汽车电子业的发展也驶上了快车道。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。研究人员都已认识到采用电子技术是解决汽车面临的诸多问题的最佳方案。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 因此，汽车电子技术水平，就成为未来汽车厂商们竞争中能否掌握主动权的钥匙。毕业设计52.1.2 设计汽车电子故障诊断实验台的目的随着现代汽车工业飞速发展，尤其是我国正式加入 WTO 后，面对世界经济一体化大潮的冲击。我国汽车维修业将参与国际竞争，这将大大提高我国汽修行业技术水平与经营管理水平。毫无疑问，汽车维修业是 21 世纪最具发展潜力和发展空间的朝阳产业之一。我国汽车电子业尚处在起步发展阶段，规模化大生产还未形成，而且由于国内轿车厂大多是合资企业，其所生产的轿车多是外方设计的，外方掌握着技术决策权，使用的电子产品都是外方的配套厂商提供的产品，国内自主开发的汽车电子产品很难进入其配套体系，这严重影响了国内汽车电子产业的发展。而汽车电子是一个多领域，多学科相互耦合交叉的庞大的系统，我们要大而全的上肯定滞后国外，始终跟在人家后面，另一方面资金上不允许，即使我们研究出了新型的传感器、新材料和控制器，这也是在为不属于自主知识产权的系统配套，总的技术和市场还是卡在别人手里，所以我们要选择一个产品作为突破口，作到有所为，有所不为，以此培育一个我们自己的良好的汽车电子环境（自己的配套体系） ，然后利用市场推动其它汽车电子产品的大发展。目前我国的维修企业面对的汽车是集计算机技术、传感器技术、新材料技术于一体的高科技产品，而我们的维修人员整体文化技术水平低下，观念比较落后，思想还停留在机械控制时代，让他们尽快掌握电子控制技术具有相当难度。因此，制作一个大众化的电子控制故障诊断实验台可以帮助我们的维修人员很好地了解汽车电子控制系统，提高他们的维修技术水平。对于汽车专业技术人员培养来说，如何使理论与实践相结合，提高学员的工程实践能力，是一重要的课题。这样就对汽车教学工作提出了更高的要求。本校的汽车系培养的学生以应用型为主，所以，必须重视对学生这方面的培养。先进的汽车实验台可以培养学生的实践动手能力，分析处理问题的能力，工程实践能力和创新能力及商品意识，很好的满足专业技术人才培养的要求。因此，本实验台的制作也可以满足教学实验、提高学生动手能力的需要，使学生能够较快地接受汽车电子新技术，提高学生对汽车故障诊断、技术维修的能力。2.2 设计汽车电子故障诊断实验台的意义毕业设计62.2.1 实验台设计应满足的教学要求为了实现方便教学以及汽车电脑检测等目的，本实验台的设计应满足以下要求：1.电子控制方面，利用单片机模拟各种传感器信号取代传感器所反馈的信号来控制实验台中执行机构的工作。2.可以模拟发动机电控燃油喷射、电子点火，以满足教学实验的要求。3.实验台要设置一块转接板，通过转接板可以与同一车系不同车型的电脑连接，从而检测汽车电脑工作是否正常。4.实验台应有一个故障诊断端子，通过与发动机故障分析仪连接，可以测出各传感器信号数据流，而且可以读取 ECU 故障码，从而排除故障。2.2.2 实验台设计的意义 随着中国的加入 WTO，众多国际汽车工业巨头纷纷进入中国，欲分割这个潜在的巨大的汽车消费市场，中国人要想进入汽车产品的开发、设计、生产领域，就一定要有核心技术甚至是高端技术。要达到这个目的，就必须紧跟国际汽车电子发展的最新动态和趋势，超前研究，同步发展。此外，随着汽车工业的发展，人民生活水平的不断提高，汽车正在步入普通百姓的家庭，汽车保有量逐渐加大，为了和国际汽车行业接轨，国内企业可根据政府对汽车动力性、经济性、安全性和排气净化性能这四方面的要求，来开发相关汽车电子控制系统。汽油发动机可燃混合气的空燃比和点火时刻是影响发动机动力性、经济性和排气净化性能的两个主要因素，因此精确地控制发动机的空燃比和点火时刻是发动机控制系统的主要内容。因此，该实验台系统的自主开发将有巨大的市场前景。该故障诊断实验台的设计，可以让我们更好地了解汽车电子控制系统方面的技术，掌握汽车电子控制的原理，从而能够有理论技术基础来自主开发适合我国自身情况的电子控制系统。使得我们能够研制出适合中国天气、路况等的汽车，在动力性、经济性和环保要求方面达到最好，接近世界先进水平。这样就使得我们在电子产品方面不必依赖于国外进口，减少国内资金流失。而且可以促进国内相关电子产业在技术方面的发展和提高，逐渐地融入到世界汽车电子这个大市场中，真正实现与国际市场的技术接轨。甚至可以出口我们自己的电子产品，在世界范围推出我们自己的品牌，赚取更多的利润。目前我国国内汽车电子维修人员整体技术水平低下，从而导致在汽车售后服务方面不尽人意。维修人员技术水平的提高可以使汽车得到更好的维护和保养，毕业设计7这对于提高汽车的使用寿命和经济效益，因此，通过该故障诊断实验台的设计开发，可以更好地学习电子控制技术，提高维修水平，更好地为车主服务，改善国内的售后服务质量。这样就可以使得电子控制技术汽车在国内有更大的市场，被更多的消费者所接受，从而更快地实现汽车由机械控制技术到电子控制技术的过度转变。达到节省能源、提高汽车动力性、经济性的目的，达到国际标准。我们学校是一所以培养应用性人才为主的工科性院校，对于汽车专业技术人才培养来说，如何使理论于实践相结合，提高学生的工程实践能力，是一重要的课题。设计和制作本汽车故障诊断实验台可以使学校的教学质量得到很大的提高，拓展学生的知识面，使得学生在学习电控方面知识时能够更容易接受，更快掌握这方面技术知识。通过实验教学中的模拟故障以及故障诊断和排除故障工作，也可以培养学生分析处理实际问题的能力，从而进一步查找故障，排除故障，激发学生的操作实践能力，工程实践能力，很好地满足专业技术人才培养的要求。因此本实验台的设计研发在推动我国汽车工业及国民经济的发展方面具有极其重要的现实意义和深远的历史意义。毕业设计8第 3 章 实验台的设计原理3.1 实验台设计的理论基础3.1.1 捷达王电喷系统的组成捷达王轿车发动机采用四缸 20 气门配气机构，闭环电子控制汽油喷射系统。其最大特点是实施了集中控制，即汽油喷射和点火由同一控制单元控制，喷射系统为多点顺序喷射，点火系统采用高能无分电器点火系统。电控汽油喷射系统根据其作用不同可分为四个系统，即空气供给系统、燃油供给系统、点火系统和控制系统。 1.空气供给系统空气供给系统的作用是测量、控制汽油燃烧所需的空气量。主要由空气滤清器、空气流量计、节气门控制单元、稳压箱及进气管下体等组成。2.燃油供给系统燃油供给系统的作用是将燃油从油箱中吸出，加压滤清后经喷嘴供给发动机。它由汽油箱、汽油滤清器、电动汽油泵、压力调节器、喷嘴等组成。电动汽油泵从油箱中将汽油泵出。经汽油滤清器过滤及压力调节器调节后使油压始终高于进气管压力约 0.3Mpa,并经汽油分配管送给各缸喷嘴，喷嘴根据发动机控制单元的指令将汽油适时地喷入进气管中。3.点火系统捷达王轿车采用无分电器点火系统。它主要由点火能量终端输出极、点火线圈、高压导线、火花塞以及各种传感器组成，由发动机控制单元实施集中控制。点火时两缸同时串联点火，点火顺序为 1-3-4-2。一个气缸在排气行程末期，另一个气缸在压缩行程末期。在排气行程的气缸内压力较低，火花塞击穿电压较低，点火能量消耗较少，对处于压缩行程中的另一个气缸的点火影响不大。这种无分电器点火系统的优点是：无旋转件，无机械磨损，高压导线数少，对无线电干扰小。该点火系中主要部件是点火线圈及终端能量输出极（末级功率） 。点火线圈及终毕业设计9端能量输出极装在一个壳体里，固定在气缸体上，火线圈的壳体上有各缸排序标识A、B、C、D，分别对应的缸号为 1、2、3、4。1、4 缸共用一个点火线圈，2、3 缸共用一个点火线圈。终端能量输出极根据控制单元指令控制点火线圈初级绕组的通电断电。从而在点火线圈次级产生点火高压。4控制系统控制系统的主要作用是收集发动机的工况信号并确定最佳喷油量、最佳点火时刻。它由传感器、电控单元和执行元件组成。发动机转速传感器是一个磁感应传感器。它采集曲轴转角位置和发动机转速信号。在曲轴上有一个靶轮，靶轮上有 60 个齿，传感器对它进行扫描。当靶轮经过传感器时，产生一个交变电压信号，其频率随发动机转速变化而变化，控制单元根据交变电压的频率识别发动机的转速。在靶轮上有一处缺两个齿，感应传感器扫描到该处，1缸活塞处于上止点前 72，它是作为控制单元识别曲轴转角位置的基准标记。进气温度传感器是一个负温度系数（NTC）电阻，即温度升高阻值下降。它安装在进气管体上，进气温度传感器将进气温度转变成电信号，送给控制单元，用于各种控制功能的休正。如果该信号中断，控制单元将启用一个替代值，但不能准确感知进气温度，会导致热启动困难，排放升高等故障。冷却水温传感器也是一个 NTC 电阻，它与水温表传感器 G2装在一个壳体内，直接与发动机冷却水接触。该信号是一个较重要的修正信号。如果该信号中断，控制单元将启用一个替代值，但不能准确感知冷却水温度，将会导致发动机冷热启动困难，油耗增加，怠速自适应差，排放升高等故障。发动机控制单元是一种具有 36 个插脚的电子综合控制装置。控制单元负责对发动机控制系统进行管理。它不仅控制燃油喷射系统，同时还具有点火控制、怠速控制、油箱通风控制、自诊断和备用控制等多种功能。具体功能如下：(1)给传感器提供基准电压，将所需输出的信息转变成控制单元所能接受的信号。(2)接受传感器或其他装置输入的各种信息。(3)进行存储、计算、分析处理信息；存储该车的特征参数；计算出输出值；存储运算中的数据；存储故障信息。(4)运算分析。根据信息参数求出执行命令数值，并将输出信息与标准值比较。(5)输出执行命令。把弱信号变为强的执行命令。(6)自我修正功能（自适应功能） 。微机利用数字控制，能在较短的时间内处理很多信号，且具有上述功能，能够进毕业设计10行高精度的发动机控制。3.1.2 捷达王电子控制单元的组成及工作原理汽车电脑的主要部分是单片机，单片机是一块集成了微处理器(CPU)、存储器以及输入和输出接口的电路板。微处理器是单片机的核心部件，微处理器将输入模拟信号转化为数字信号，并根据存储的参考数据进行对比处理，计算出输出值，输出信号经过功率放大后控制执行器，例如喷油器和继电器等。随着单片机计算能力和内存容量越来越大，汽车电脑的功能也越来越多。电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量和喷油时刻。电子控制系统由传感器、电控单元（ECU）和执行器组成。下图为 ECU 的基本构成如图 3.1：图 3.1 ECU 的基本组成ECU 主要由输入回路、A/D 转换器、微型计算机和输出回路等四部分组成。传感器监测发动机的实际工况，感知各种信号并传输给 ECU。ECU 首先根据来自进气歧管压力传感器（D 型）或空气流量传感器（L 型）的信号计算进气量，根据进气量和转速计算出基本喷油持续时间。然后再根据发动机的水温、海拔高度、节气门开度等各种工作参数信号对其进行修正以及氧传感器的反馈修正，得到发动机在这工况下运行的最佳喷油持续时间，精确地控制发动机的空燃比。此外，根据发动机的要求，ECU 还具有控制发动机的最佳点火时间，怠速转换、废气再循环率、故障自诊断等功能。毕业设计111信号过滤和放大输入电路接收传感器和其他装置的输入信号，并对信号进行过滤和放大。输入信号放大的目的是使信号增加到汽车电脑可以识别的程度，某些传感器，例如氧传感器，产生一个小于 1V 的低电压信号，只能产生极小的电流，这样的信号送入电脑内的微处理器之前必须放大，这个放大作用由电脑中输入芯片中的放大电路来完成。2模数(A/D)转换由于很多传感器产生的是模拟信号，而微处理器处理的是数字信号，所以必须把模拟信号转换为数字信号，这项工作由电脑输入芯片中的模数转换器完成。模数转换器以固定的时间间隔不断对传感器的模拟输入信号进行扫描，并对模拟信号赋予固定的数值，然后将这个固定值转换成二进制码。在一些汽车电脑中，输入处理芯片和微处理器制成一体。3微处理器将已经预处理过的信号进行运算，并将处理后的数据送至输出电路。输出电路将数字信号放大，有些还要还原为模拟信号，以驱动执行元件工作。随着汽车电子化和自动化程度的提高，汽车电脑将越来越多，这样必将导致车身线束日益复杂。为了实现多个汽车电脑之间的信息快速传递、简化电路以及降低成本，汽车电脑之间要采用通信网络技术连成一个网络系统。例如变速器需要与发动机协调配合，根据车速、发动机转速以及动力负荷等因素自动进行换挡，因此变速器电脑需要得到节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器以及发动机转速传感器等信号，这就要实现变速器电脑与发动机电脑之间的信息传递，这个工作通常是由 CAN 总线来完成的。3.2 实验台的工作原理3.2.1 实验台的主要结构实验台中主要有两大板块：操作板与演示板。操作板上装有转接板、故障诊断端子、液晶数码管、控制开关。演示板上装有喷油装置和点火装置两个执行机构和流量计。实验台中没有各种传感器，所需信号由单片机模拟输出控制执行器的工作。实验台所需电源由装在台架下面的蓄电池提供，台架下面还有一个油箱，供喷油器所用。3.2.2 实验台的工作过程在实验台使用前，应先把从 89C51 芯片输出的传感器模拟信号输出端子与转接板的输入端接好，再把所要检测的汽车电脑的输入口与转接板上相应的输出口相接。启毕业设计12动电源，根据需要操作不同的功能开关就可以实现不同的功能。达到实验教学或检测汽车电脑工作情况的要求。1.模拟发动机电控燃油喷射、电子点火，以满足教学实验的要求。当实验台作为教学演示使用时，应该把一个标准的、控制精确的汽车电脑接入实验台。它的输入端和输出端分别与转接板和执行器相连。然后接通电源，通过操作面板上的功能开关控制执行器的各工况下的工作。接通电源前，把操作面板上的各控制开关置于空挡位置。当接通电源时，实验台电控系统自动复位，程序进行初始化，这时，操作面板上转速显示数码管显示转速为800r/min，即怠速工况下的转速，同时，演示功能板上，喷油器喷油，火花塞点火。当把操作面板上转速控制开关置于增挡位置时，数码管显示转速每隔 2 秒钟会自动增加 50 转，而喷油器和火花塞的工作速度会随着转速的增加逐渐加快，当数码管上显示转速为 3500r/min本实验台设计的最高转速时，转速便不再增加，相应地，执行器也对应于最高转速工作；相反，当置转速控制开关于减挡位置时，数码管显示转速每隔 2 秒钟会自动减少 50 转，喷油器和火花塞的工作速度会随着转速的减少逐渐减缓，当数码管上显示转速为 600r/min本实验台设计的最低转速时，转速便不再减少，相应地，执行器也对应于最低转速工作。在转速增加或减少的过程中，如果把转速控制开关置于空挡位置时，那么实验台将会在当前转速工况下工作。如果按下操作面板上转速复位键时，实验台执行器就回到怠速工况，随后再根据开关的状态继续工作。同样，在操作面板上还有进气温度控制开关和水温控制开关，也有相应的数码显示管，当它们工作时，执行机构将会对应于不同的进气温度和水温进行不同工况下的工作。执行器在工作当中，可以用专用仪器接在故障诊断端子上读取各信号数据流，对汽车电脑的工作进行分析，从而对汽车电子控制系统进行深入的研究。2.通过实验台上的转接板可以与同一车系不同车型的电脑连接，从而检测汽车电脑工作是否正常。在检测汽车电脑时，可以把汽车电脑拆下来接在实验台上，也可以直接把汽车电脑的输入端与实验台的转接板相接，进行检测。同样地，使用上面所讲的方法让汽车电脑控制执行器在不同的工况下工作。当汽车电脑工作时，用专用仪器读取数据流，然后与先前所测得的标准数据流相比较，以此来判断汽车电脑工作情况的好坏。简单地，通过演示面板上的喷油流量计和点火时刻表读出的数据也可以与标准数据流相比较来判断汽车电脑的工作情况。确定电脑损坏的通常方法是在相关传感器信号都能正常输入电脑的情况下，电脑毕业设计13却不能正确输出控制信号来驱动执行器。这句话虽然简单，但这需要很多具体细致的基础检查工作。例如喷油器或者是火花塞无法工作，确定在检查相关电路正常而且模拟转速信号可以正常输入发动机电脑，但是电脑没有输出驱动信号给喷油器或者是火花塞，这样就可以断定发动机电脑内部故障。3.2.3 实验台的检修汽车电脑内部电路可以分为两部分，即包括输入、输出以及转换电路的常规电路和微处理器。常规电路大多采用通用的电子元件，如果损坏一般是可以修复的。在实际使用过程中，汽车电脑的故障大多发生在常规电路中。如果要维修汽车电脑，首先要确定是电脑故障，以免盲目修理，造成不必要的时间浪费和引起其他电路故障。1.在确定是汽车电脑发生故障的前提下，按照电路寻找损坏元件根据电路图或实际线路的走向找到与喷油器连接的相应电脑端子，然后用数字万用表的通断挡从确定的电脑端子开始，沿着电脑的印刷电路查找，直至找到某个三极管。这是因为电脑通常采用大功率三极管放大执行信号以驱动执行器，所以此类故障的原因大多是一个起着开关作用的三极管短路所致。2测量三极管确定三极管的 3 个极。与印刷线路对应的管脚为三极管的集电极，旁边较细的印刷线是基极。确认方法是，将发动机电脑多孔插头插上，启动电源，使用万用表的电压挡连接到要确认的印刷线，显示 5V 则为基极。用万用表测试三极管，如果发现集电极(c)与基极(b)的正反向电阻无穷大，则说明三极管已经断路；如果发现集电极(c)与发射极(e)之间的电阻为零，则说明三极管已经被击穿。另外，还需要测量三极管附近相连的其他三极管和二极管。3确定替换用的三极管确定三极管的型号大致有以下几个方法：型号。查看三极管上的型号，通过三极管对应表确定与之相配的国产三极管。电阻。三级管的基极一般都串有电阻，基极的电阻值要与原三极管的电阻值相近，不同颜色的电阻阻值不同。因为三极管的基极是靠电流的大小控制的，电脑电压值固定，因此就需要利用电阻来控制电流。如果电流过大会烧毁三极管，电流过小则不能将其触发。测量。利用万用表的二极管测量挡测量三极管的属性。根据三极管的特性，应该只有 1个管脚相对于另外 2 个管脚单向导通，具备这个属性则可确定是三极管，只有一对管脚单向导通的是场效应管，相对另外两个管脚导通的管脚是三极管的基极。4将替换的三极管焊接到电路板上焊接时要注意焊锡要尽可能少，避免过热，焊接完成后要用万用表测量各管脚应不相互连通。毕业设计145测试维修效果将电脑板在裸露的情况下连接到车体线束中，起动电源检查相应功能是否正常，同时用手触摸三极管，有些热是正常的，如果烫手就有问题了。第 4 章 实验台的设计过程4.1 总体设计方案4.1.1 实验台的设计依据随着汽车智能化的发展，电控技术在汽车上的应用，为了使学生更好的掌握汽车控制技术的工作原理及提高学生对运行故障的快速分析、诊断能力。及时掌握汽车电子控制技术的发展趋势。实验台的设计依据主要有以下几方面：1.选择参照车型，结合其发动机运行工况选择一个具有代表性的发动机。2.采集发动机上的数据流，通过整理建立一个比较标准的发动机工况数据库。3.根据测得的数据流分析各传感器信号与发动机转速的关系。4.根据曲线图用单片机汇编语言模拟各种传感器信号，使模拟信号能够正确控制喷油器、火花塞等执行器的正常工作。5.台架和控制面板的设计，应当使学生在实验时能够清楚的知道电喷实验台所能实现的功能。实验台控制系统组件的合理布置，既要符合各执行器的实际安装尺寸要求又要实现其运行控制。并且在此基础之上合理设计与之相匹配的台架，起到支撑，固定的作用。4.1.2 实验台的选型在选择设计参照车型时应充分考虑它的代表性，在中国目前的家庭用车中,德国大众公司的捷达车系占有很大的比例,而捷达车系的发动机由于采用了五阀电喷这一世界领先技术,它的采用双顶置凸轮轴，充气效率大大提高, 同为 1.6L 的排量，单缸毕业设计155 气阀比单缸 2 气阀发动机的功率从 53kW 提高到 74kW,0-100 公里/小时。因为设计就是要体现理论进步的成果，在今后的几年甚至更长时间内不至于过早的被淘汰。为了使同学对汽车有一个感性认识，所以选择捷达车系的捷达王为蓝本，设计捷达故障诊断实验台。4.2 实验台的设计4.2.1 实验台的定型 本实验台的制作选用捷达 GTX 车型的发动机采集所需的数据流。为了保证实验台具有鲜明的教学特色以及更好地为汽车工程相关专业实践教学环节服务。提高学生的工程实践动手能力，拟选用捷达 GTX 为参考车型。捷达轿车是大众汽车有限公司采用德国大众公司的先进技术生产的中级汽车，该车型设计先进、选材精良、工艺一流，与同级车型比较，其动力性、经济性、安全性及舒适性均为上乘，在中国的汽车行业中，有着很大的市场。一汽大众汽车有限公司运用当今德国顶尖发动机制造技术，批量生产 20 阀电控多点喷射汽油发动机，并配以创新的双顶置凸轮轴，安装匹配于 CT 型、GT 型捷达轿车上。多点燃油喷射技术的应用，使燃油得到最充分的燃烧，发动机的动力性、经济性及排放性能都得到极大提高。4.2.2 台架的设计一、台架的总体结构在本实验台的设计过程当中，考虑到教学演示操作功能的操作方便性和整体美观性以及台架整体的利用，我们设计了一个斜面操作、立面观看演示的台架。台架上安装了转向轮，移动很方便，还设计了防尘档板，形状显得更加美观大方。根据人体工程学原理，我们设计了一块大约 30 的斜面操作板，还有一块功能演示板。操作台两垂边分别是 150mm，500mm；操作台下边离地高度是 900mm，操作台上边至上边缘的高 600mm，上立体是长宽高 800mm250mm600mm，整个台架高 1650mm，宽750mm，长 800mm。台架的大体框架如下图 4.1：毕业设计16图 4.1 台架的大框架图二、台架的总体布置在实验台的下方有主机和显示器、蓄电池和油箱以及一些附加件。在操作面板上装有 89C51 芯片盒、转接板、诊断端子、控制开关、电源开关、数码显示管，在功能演示面板上有喷油装置、点火装置以及油量流量计和点火时刻表。大体布置图如下图4.2：图 4.2 台架的大体布置图三、台架的校核实验台中，估计各器件与台架总重为 100 千克，所以选择了 2mm 厚的钢板，为了便于焊接选择 45 号钢，台架上最重的是主机和显示器，油箱，台架自重，所以四个转向轮周围是危险点，下面进行校核。将四个点简化成四点支撑两根梁，我们假设每根架承受约 25kg 的力，为了寻找危险截面，所以支撑架所受弯曲应力如图 4.3 为：毕业设计17图 4.3 支撑架受力图设 F1=F2=5kgF=25-F1+F2=15kgL1=L2=0.1L”=0.2L=0.4将该底板近似为简支梁,由受力平衡和 D 点的弯矩平衡得：RB+RC=25Kg10N/KgRA=0MA（F）=F0.2+F20.7-Rc0.6-F10.1=0RA=0Rc=100NRb=150N因为,弯曲应力的最大之发生在弯矩最大点,求弯矩的最大值 maxM毕业设计188.053.1)( xRbcxM当 x=0 时=85n.mmaxM横截面上的最大正应力公式为：Wz 为弯曲截面系数 （式 4-1）ZWMmaxax由于该支撑轮处的制作材料选用的是 45 号钢板制成。根据型钢表可以查得：36310.2510.25Wz 则 MPamnWMz 36.10.2586maxax 由参考资料查得， 该钢板的许用拉应力为 t