桑塔纳2000AJR电控发动机试验台开发设计

李穗平

（重庆电子工程职业学院，重庆 401331）

桑塔纳2000AJR电控发动机试验台开发设计

李穗平

（重庆电子工程职业学院，重庆 401331）

针对当前所购实验实训设备存在的诸多问题，提出根据需要由师生共同设计开发试验台的思路。阐述试验台的功能与特点，完成试验台架的结构、电路、预置故障等设计，并通过安装调试、故障模拟试验完成试验台的制作。关键词：电控发动机；试验台；支架

目前大多数高职院校是向专业设备生产厂家采购教学用实训设备以满足教学需求，但这些设备在使用中存在很多问题。首先，价格昂贵，不少设备以旧充新，设备质量普遍不高，性价比较低。其次,设备售后服务跟不上，并基本不提供配套使用服务及相关培训，同时没有设备软硬件的更新或升级服务相当滞后。此外，设备种类虽多，部分还通过计算机技术实现软件仿真、硬件操作的一体化功能，但不少是从国外引进的，国产化及汉化程度较低，极不方便使用与推广。绝大部分本土化国产设备则基本都是“标准件”批量生产，几乎无法结合具体专业特点和教学具体需求生产“非标”产品。

针对这些问题，考虑师生共同开发制作实验设备。一方面能促进广大师生的实践操作能力，营造较好的科研学术氛围；另一方面改进和完善实验台外形特点及功能，能更好满足实际教学需要。就成本而言，汽车电控发动机实验台的设计开发及试制成本大概需人民币3.5万元左右，远远低于同类设备的市场价（大概人民币10万元）。大众汽车是目前教学中普遍使用的车型，定制大众AJR电控发动机试验台在一定程度上可缓解教学设备需求的矛盾。

1 设计思路

通过各传感器、执行器以及电控单元线路设计，实验台架制作、面板布置及实验台总装调试，完成发动机电控系统试验台的开发。整个试验台要能增强学生对电控系统组成、结构、工作原理等基本概念的认识，同时台架应如实地展示原发动机的真相，实车真物原封不动地保留与发动机及电控系统有关的零部件。学生可以直接通过电脑检测端子，配合万用表检测如节气门位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、爆震传感器、氧传感器等各传感器和执行器的电压及电阻值。同时方便设置发动机常见故障。通过故障显示，对学生进行故障分析和检测诊断实训，培养学生的故障分析和检测诊断思维能力。

2 试验台的设计

2.1 试验台结构设计

本试验台主要由桑塔纳2000AJR型电喷发动机总成、发动机控制单元、仪表总成、冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门控制总成、空气质量计、氧传感器、中央控制电器盒、点火开关、整套散热机构、汽油箱和汽油泵总成等组成，试验台架面板绘有电喷发动机完整的彩色电路原理图和电脑一一对应的外接式检测端子。

2.1.1 桑塔纳AJR电喷发动机及其附件

（1）电喷发动机。实验台采用的是桑塔纳AJR型发动机，其主要技术参数如表1所示。

（2）附件。空气滤清器、油箱、油泵、燃油滤清器、膨胀水箱、散热风扇、水箱、消声器、蓄电池、油门、减速起动机等。

2.1.2 仪表控制台

仪表控制台主要有真空压力表、燃油压力表、ECU控制单元、中央控制盒、点火开关、故障检测插座、故障设置盒等组成。其面板布置如图1所示。AJR电控发动机的部分电路图如图2所示。

表1 AJR电喷发动机技术参数

图1 面板布置图

图2 桑塔纳2000AJR发动机控制系统部分电路原理图

2.1.3 发动机支架设计

发动机支架的主要作用是用来支撑发动机。由于发动机在实验过程中的转速较高、振动较大，所以发动机支架要有一定的刚度，故选用钢结构焊接而成。要注意保证焊缝接头牢靠安装，设计支架时要注意蓄电池和油箱的安放位置，两者之间要保持一定距离。由于排气管温度很高，所以油箱位置也要与排气管保持一定距离,试验台架如图3所示。

2.2 试验台的主要功能

2.2.1 显示工作状态

显示发动机正常工作时的工作状态，如转速、水温、油量度等。这些工作状态都是由仪表盘显示的（如图 4）。

转速：发动机转速是由凸轮轴位置传感器采集的曲轴转速信号经ECU处理后显示在仪表板上。

图3 试验台架三维图

图4 仪表板

水温：发动机水温是冷却液温度传感器采集的冷却液温度信号经ECU处理后显示在仪表板上。

油量：燃油箱油量是油量传感器采集的油量信号经ECU处理后显示在仪表板上。

除此之外仪表板还能显示蓄电池低电量警告等。需要说明的是，因为此仪表板为桑塔纳2000仪表板，所以部分功能无法实现（如车速、转弯灯信号等）。

2.2.2 设置故障

本试验台可使学生更直观形象地认识和了解各传感器及执行器的位置及工作原理，可以设置发动机常见故障，通过故障显示，学生进行故障分析、检测诊断实训，可通过原厂组合仪表观察诸如发动机转速及其他指示灯的工作情况，且通过故障指示灯来显示故障。

通过压力表显示燃油，真空表显示进气真空压力的实际数据；还可以看到进气真空度随负载而变化的情况。

2.2.3 检测

（1）配备电脑数据检测端口，可通过连接专用或通用型解码器，进行各传感器、执行器及电控单元的信号检测与分析。对发动机电控系统进行ECU编码查询、故障码读取、故障码清除、动态数据流读取、波形分析等。通过电路图上的故障诊断接口，用解码仪解读故障码，以便更好地了解发动机工作状态。

（2）通过电脑检测端子，配合万用表检测如节气门位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、爆震传感器、氧传感器等各传感器和执行器的电压及电阻值，完成相关部件检测。

2.3 使用方法

（1）接好电源（12V蓄电池电源），检测与发动机相关的部位无误后，起动发动机。

（2）设置故障后用解码仪解码。将解码仪连接好后，将其专用接口与发动机故障诊断接口进行对接；然后按解码仪的使用程序读取故障码。

（3）解读故障码后，按规定程序消除故障。

3 试验台调试

在试验台装配完以后，加好冷却液和机油及汽油，检查应无漏水、漏油、漏气、漏电现象。无异响，发动机怠速正常，急加速时无爆燃声，消声器无放炮，工作无异响。润滑油压力和冷却液温度正常。用汽缸压力表测试气缸压力正常，各缸平均压力差不超过8%，用正时灯检查发动机怠速时，正时点火提前角应为 10～15°。 在转速 500～600r/min时，进气支管的真空度应为57.2～70.5。电子控制系统的设置正确无误。自检警告灯显示系统正常，故障检测仪通过系统自诊断功能读取的故障码应为无故障码。

4 结 语

目前国内台架大部分价格昂贵，且不易维修。根据上述设计方案研制出的桑塔纳AJR电控发动机综合实训台，已应用于重庆电子工程职业学院的教学和实训中。开发属于自己的台架简便实用，价格低廉，可提升学生的实际动手能力，深化课本知识。

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Abstract：Because there are many problems in the experiment equipment,the method that develops and designs the test bench by the teachers and students according to needs,is put forward.The functions and features of the test bench are described in the paper.And the design idea is emphatically analyzed,including the design of structure,circuit,preset fault of the test bench.Finally,the test bench is completed after installation and adjustment and trouble simulation tests.

Key words：electronic controlled engine;test bench;holder

The Development and Design of Santana 2000AJR Electronic Controlled Engine Test Bench

LI Suiping
（Chongqing College of Electronic Engineering,Chongqing 401331）

U464

A

1673-1980（2012）02-0132-03

2011-12-01

重庆电子工程职业学院科研课题重点项目(2009-ZD-29)

李穗平(1975-)，女，侗族，贵州凯里人，重庆电子工程职业学院讲师，工学硕士，研究方向为汽车检测与诊断技术。