施保連

摘 要：本課題分析了國內外關于汽車發(fā)動機及自動變速器實驗臺的設計使用現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析和深入地研究了馬自達6轎車汽車發(fā)動機及自動變速器各項指標、性能參數(shù)能達到（或接近）實車工作時的工況要求。通過研究文獻技術資料，科學合理規(guī)納了發(fā)動機及自動變速器故障生成條件和運行環(huán)境;研究確定了實驗臺工作時的指標要求、性能參數(shù)與實車工況要求，確定了故障模擬、元件檢測和工作狀況顯示參數(shù)要求。

關鍵詞：發(fā)動機及自動變速器;規(guī)劃分析;故障分析;設計研究;應用

一、國內外研究的現(xiàn)狀

發(fā)動機及自動變速器實驗臺應該是把整車的發(fā)動機變速器機械、電路、附件綜合到臺架上重新組合，方便教學研究和技能訓練，避免在實車上操作的復雜及困難。結合國內外的發(fā)動機及自動變速器實驗臺現(xiàn)狀，對比現(xiàn)實的教學需求，梳理后發(fā)現(xiàn)存在如下幾點不足之處：

1.僅限于表達結構原理。這類教具主要以塑料模型結構，反映總成部件的部分工作原理，僅能起到結構原理教學的目的。

2.僅能操作演示。比較示教板來具有立體實物感強，具有看透汽車總成主體結構和內部原理的特征，主要有發(fā)動機透視模型，自動變速器解剖模型等。

3.可以正常運轉，但技術工況參數(shù)達不到實車標準。

4.可以正常運轉，技術工況參數(shù)接近實車，但不具備檢測診斷、故障設置模擬等功能。

二、馬6發(fā)動機及自動變速器實驗臺設計規(guī)劃分析

1.發(fā)動機及自動變速器實驗臺技術參數(shù)要求。實驗臺選用的是2016年產(chǎn)馬自達6實車的發(fā)動機和自動變速器總成系統(tǒng)。該發(fā)動機采用的是2.0L排量自然吸氣發(fā)動機，最大功率108kw，最大扭矩183Nm，壓縮比為10.3：1，配有可變氣門正時系統(tǒng)和先進可變進氣歧管系統(tǒng)，該車的自動變速器是5檔位（速）手自一體變速器。

2.實驗臺運行技術要求。發(fā)動機能順利起動并平穩(wěn)運轉，汽車ECU電腦系統(tǒng)無故障;正常工作時的怠速應保持在780r/min，偏差不超過30r/min;發(fā)動機運轉10分鐘后，冷卻液溫度保持在90-100℃之間，油溫在60-80℃;工作時蓄電池的正常電壓在13.6V以上，低于13.6V說明發(fā)電機不發(fā)電。

3.實驗臺控制面板技術要求。電路設計反映實車的真實規(guī)律，不能注重美觀改變規(guī)則;應滿足各傳感器、執(zhí)行器、ECU等元器件電壓、電流、電阻等信號的檢測、滿足進氣壓力、油壓的檢測要求;應盡量減少電壓、電流等信號的衰減，線路兩端的電阻值應小于1歐姆;電路圖用鋁塑板材進行絲網(wǎng)印刷，線條顏色采用紅、黃、藍、黑搭配，以黑色為主。

4.實驗臺故障設置技術要求。應確保故障在模擬設置時的功能要求，涵蓋進排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、檔位電磁閥、繼電器、各主要傳感器、執(zhí)行器、電磁閥等，故障點50個。電路控制面板上傳感器、執(zhí)行器檢測點及元件的擺布，要規(guī)劃合理，本著查看方便，易于測量的原則。

5.實驗臺安全可靠性要求。電路設計中應包含必要的控制開關和防電流過載的保護裝置。劃分為傳感器信號參數(shù)儀表顯示區(qū)、接插器端子參數(shù)檢測區(qū)、執(zhí)行器性能檢測區(qū)。

三、馬6發(fā)動機及自動變速器實驗臺設計研究

實驗臺控制面板電路的設計應滿足結構原理、工作過程、故障模擬設置、故障檢測診斷等功能要求。根據(jù)實驗臺控制面板功能要求，在使用時不能失真實車工況因素，需在設計研究時應達到以下要求：

1.電路設計走向應以馬自達6發(fā)動機及自動變速器實車維修手冊和實車電路圖為主，即反映實車的真實情況，不能以美觀好看為主。

2.電路設計應確保故障在模擬設置時的功能要求，涵蓋進排氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、檔位電磁閥、繼電器、各主要傳感器、執(zhí)行器、電磁閥等，故障點50個。

3.電路設計應滿足各傳感器、執(zhí)行器、ECU等元器件電壓、電流、電阻等信號的檢測、滿足進氣壓力、油壓的檢測要求。

4.電路設計應盡量減少電壓、電流、電阻值的衰減，線路的連接應以焊接為主，以保證牢靠。

5.電路設計中應包含必要的控制開關和防電流過載的保護裝置。

6.電路面板電路圖的繪制考慮到美觀、牢靠，電路圖用鋁塑板材進行絲網(wǎng)印刷，線條顏色采用紅、黃、藍、黑搭配，以黑色為主。

7.電路控制面板上傳感器、執(zhí)行器檢測點及元件的擺布，要規(guī)劃合理，本著查看方便，易于測量的原則，主要劃分為傳感器信號參數(shù)儀表顯示區(qū)、接插器端子參數(shù)檢測區(qū)、執(zhí)行器性能檢測區(qū)。

三、馬6發(fā)動機及自動變速器實驗臺驗證及應用

1.發(fā)動機及自動變速器工作可靠，并與實車轉行工況相符。采用工況法進行檢驗，冷車起動連續(xù)10次都能順利著火，符合起動要求;發(fā)動機預熱并正常運轉8-10分鐘后，發(fā)動機怠速轉速穩(wěn)定在780r/min，冷卻水水溫在90℃左右，油溫保持在80℃左右，符合設計要求;來回抖動發(fā)動機的油門，采用急加速的方式測試檢查發(fā)動機加速性能，發(fā)動機轉速從800r/min到3500r/min之間過度圓滑，沒有明顯急促遲鈍的反應，符合設計要求。

2.實驗臺面板電壓表與發(fā)動機同步反應噴油器等傳感器的電壓值，發(fā)光二極管同步反應執(zhí)行器工作狀態(tài)。在發(fā)動機轉速800 r/min、1500 r/min、2000 r/min、2500 r/min時，用萬用表測得1缸噴油器脈寬分別是0.20ms、0.25 ms、0.30ms、0.35 ms，電壓值正常，與面板顯示值相同，符合設計標準要求。

3.實驗臺面板真空壓力表同步反應進氣系統(tǒng)進氣壓力值，燃油壓力表實時監(jiān)測燃油系統(tǒng)汽油壓力值。在進氣歧管上接一塊真空壓力表，起動發(fā)動機暖機后分別測量在800 r/min、1800 r/min、2500 r/min時的真空度，測量值分別是0.22Mpa、0.25Mpa和0.30Mpa，符合設計要求。

4.檢測配備16針OBD-Ⅱ標準診斷接口。先不打開電源開關，連接好汽車專業(yè)解碼器，置點火開關于ON檔位，進入汽車專用解碼器診斷應用程序界面，可正常讀取汽車電腦板信息、故障碼信息;在查看數(shù)據(jù)流界面，依次查看發(fā)動機轉速780r/min、冷卻液水溫度80度、車速0r/min、空氣流量計和氧傳感器的數(shù)據(jù)值信息0.2-0.9V，符合正常工作參數(shù)設計要求;進入元件測試界面，依次控制1-4缸噴油器、碳管電磁閥、逐缸斷火測試，顯示正常符合設計要求。

四、總結

研究了國內外技術發(fā)展現(xiàn)狀。隨著在國內各大高職院校、技工院校中普遍開設汽車維修及相關專業(yè)，汽車相關專業(yè)得到了巨大的推動和發(fā)展，同時大量新的汽車新技術、新工藝不斷推出和應用，尤其是以新能源汽車技術為代表的汽車變革，促使我們職業(yè)學校在汽車專業(yè)的教學改革、課程改革更加急迫，對接汽車市場對汽車高技能人才的實際需求，汽車專業(yè)教學的師資隊伍建設、課程體系建設、實訓條件建設和人才培養(yǎng)方案改革等等方面都應做出相應增加和更新，全面提方位提高職業(yè)學校汽車專業(yè)學生的各項素質、職業(yè)能力水平和汽車維修專項技能。

1.研究了國內外關于發(fā)動機與自動變速器系統(tǒng)實驗臺的技術現(xiàn)狀。

2.分析了馬6發(fā)動機及自動變速器控制系統(tǒng)結構、工作原理及控制策略、馬6發(fā)動機及自動變速器常見故障及檢測維修方法。

3.研究確定了實驗臺工作時的技術指標要求、性能參數(shù)和實車工況技術要求。研究確定實驗臺故障模擬、元件檢測和工作參數(shù)顯示指標要求。

4.設計了馬6發(fā)動機及自動變速器實驗臺，通過日常教學應用，驗證設計的合理性。

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（江蘇省鹽城技師學院 ?汽車工程學院）