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捷達(dá)汽車(chē)電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 摘要:依據(jù)都市先鋒(捷達(dá)王GrX)的車(chē)身電器設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，此實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以模擬電源及起動(dòng)系、照明系、信號(hào)系 統(tǒng)及輔助電器系統(tǒng)的實(shí)際工作情況。通過(guò)實(shí)際演示和排除故障使學(xué)生對(duì)每個(gè)電器元件和整個(gè)電器系統(tǒng)有更加深刻 的理解，從而達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。 關(guān)鍵詞:模擬;電器;故障;實(shí)驗(yàn)臺(tái);設(shè)計(jì) 電子技術(shù)在汽車(chē)上的廣泛應(yīng)用使汽車(chē)性能和結(jié)構(gòu)不斷 改進(jìn)和提高。在原來(lái)汽車(chē)電器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用電子技 術(shù)，一方面提高原機(jī)械零件的工作性能及可靠性;另一方面 滿足人們對(duì)汽車(chē)整體性能的要求，使汽車(chē)更加豪華、先進(jìn)、舒 適和安全。 現(xiàn)代轎車(chē)廣泛采用電子技術(shù)，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且汽車(chē) 運(yùn)行中電器故障所占的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它故障，約占40%一 60%，這對(duì)從事汽車(chē)工程相關(guān)專業(yè)的人員提出了更高的要 求。對(duì)于汽車(chē)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，如何使理論與實(shí)踐相 結(jié)合，提高工程實(shí)踐能力，是一項(xiàng)重要的課題。 1捷達(dá)(GTX)電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 1.1實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)要求 電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要滿足教學(xué)的需要，即具有良好的示 教效果以及便捷的操控性能。同時(shí)進(jìn)行相關(guān)輔助功能的開(kāi) 發(fā)，從而鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力。具體要求體現(xiàn)以下 J七個(gè)方面: l)選型。具有代表性、普及性，同時(shí)具有鮮明技術(shù)特色。 2)服務(wù)教學(xué)。示教效果簡(jiǎn)單、明了，操控方便快捷;并且 具有故障診斷功能，以利于提高學(xué)生的工程實(shí)踐運(yùn)用能力。 3)實(shí)驗(yàn)臺(tái)布局。在考慮布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)， 要便于教學(xué);并注意各個(gè)電器元件在工作時(shí)相互之間功率的 匹配。 4)實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能開(kāi)發(fā)。預(yù)留外接端子連接其他設(shè)備的插 接件，為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能擴(kuò)展和更新元件提供基礎(chǔ)和應(yīng)用平 乙入 「習(xí)O 1.2選擇車(chē)型 結(jié)合設(shè)計(jì)要求的普及性、代表性、特色性，中低檔經(jīng)濟(jì)型 轎車(chē)就在設(shè)計(jì)所考慮的范圍內(nèi)。捷達(dá)GTX經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展與 完善，不但技術(shù)含量較高，還有許多自身的技術(shù)特色，并且是 我國(guó)國(guó)內(nèi)目前保有量最多和受歡迎程度最高的普及型轎車(chē) 之一，在很大程度上能代表我國(guó)轎車(chē)行業(yè)的先進(jìn)水平。具有 一定的代表性和可以開(kāi)發(fā)利用的前景。綜合以上，設(shè)計(jì)車(chē)型 選定為捷達(dá)GTX型轎車(chē)。 1.3捷達(dá)GTX電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與校核 電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)良好的操控性能及示教效果， 要求臺(tái)架可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)折疊，并考慮到電器系統(tǒng)構(gòu)件的支撐 及定位緊湊、臺(tái)面質(zhì)量分布均勻度、臺(tái)面的整潔度、臺(tái)面穩(wěn)定 性、運(yùn)動(dòng)件與固定件是否發(fā)生干涉等因素。 1.3.1臺(tái)面設(shè)計(jì) 電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的板面設(shè)計(jì)和制作主要依據(jù)捷達(dá)(汀X轎車(chē) 的車(chē)身線束進(jìn)行布置，同時(shí)也參照了捷達(dá)車(chē)身的各電器元件 的布置情況。該設(shè)計(jì)可以合理地利用板面空間，還可以盡最 大可能地再現(xiàn)各電器元件在原車(chē)上的位置。但由于在同一 平面上，沒(méi)有空間位置關(guān)系，這樣在某些細(xì)節(jié)部分和原車(chē)的 實(shí)際位置就有一定的差別。板面尺寸的確定主要依據(jù)各個(gè) 電器元件的形位尺寸和位置尺寸。根據(jù)線束的布置及幾個(gè) 主要元件的形位尺寸，然后初步估算板面的大小，把布置在 板面輪廓上的元件的位置確定下來(lái)。 1.3.2臺(tái)架的設(shè)計(jì) 電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架的設(shè)計(jì)是根據(jù)板面的布置情況和大小 以及某些元件的傳動(dòng)需要進(jìn)行的，電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)為平面可翻轉(zhuǎn) 折疊式，有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度來(lái)支撐板面，能翻轉(zhuǎn) 便于教學(xué)。由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上裝有起動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及帶動(dòng)發(fā)電 機(jī)的電動(dòng)機(jī)，為了不增加板面的負(fù)荷，利于翻轉(zhuǎn)，在板面下方 的臺(tái)架上裝一U型架，將發(fā)電機(jī)輸出端導(dǎo)線沿著臺(tái)面翻轉(zhuǎn) 合葉處引上臺(tái)面，從而使發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)不參與翻轉(zhuǎn)。 1.3.3臺(tái)架的選材 臺(tái)架的材料選用45鋼，強(qiáng)度、價(jià)格均可行。臺(tái)架的各連 接處均采用焊接，其強(qiáng)度不低于原材料的強(qiáng)度，可以達(dá)到支 撐臺(tái)面及固定、穩(wěn)定的作用。為了移動(dòng)方便，采用橡膠輪，起 到減震的作用。 1.3.4對(duì)臺(tái)架的強(qiáng)度校核 臺(tái)架有2個(gè)穩(wěn)定位置，即水平位置和與水平方向成70c 夾角的位置。 1)水平狀態(tài)時(shí)，臺(tái)架所受的重力對(duì)臺(tái)架支撐點(diǎn)的作用力 由面板的材料強(qiáng)度承受，合力矩為零，此時(shí)臺(tái)架處于穩(wěn)定狀 態(tài)。 1.4附屬件的選擇與定位 1.4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 因捷達(dá)王的車(chē)用發(fā)電機(jī)的額定功率為1.26kw，額定轉(zhuǎn) 速為600Or/而n，所以要求選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)大于 發(fā)電機(jī)的額定功率�？紤]到電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境，選用Y系列 的三項(xiàng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。 為實(shí)現(xiàn)可靠的傳動(dòng)，依據(jù)設(shè)計(jì)目的，考慮到實(shí)驗(yàn)臺(tái)是用 于教學(xué)，工作時(shí)間短，且周期性工作。選擇V帶傳動(dòng)，皮帶的 工作表面在短期內(nèi)不會(huì)過(guò)量磨損，而使用壽命能夠足夠長(zhǎng)， 無(wú)需經(jīng)常更換。 1.4.2發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)位置的確定 發(fā)電機(jī)是汽車(chē)電器設(shè)備的重要元件之一，是汽車(chē)電源系 統(tǒng)的主要來(lái)源，在汽車(chē)正常運(yùn)行時(shí)，除向全部用電設(shè)備(除起 動(dòng)機(jī)外)供電之外，還可以為蓄電池充電。 因?yàn)榘l(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速約為6000r/而n，質(zhì)量在Zkg左 右，與其配合用的電動(dòng)機(jī)質(zhì)量為電器元件中最大的(含電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng))，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定影響。 考慮以上原因，把發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)的位置確定在板面下 方的底架上，由板面位置示意圖可以清晰看到發(fā)電機(jī)的位 置，如圖2所示。 〔汀X電器進(jìn)行了一系列的挑選，局部做出替換如下: 1)所選電器元件包括蓄電池、發(fā)電機(jī)、大燈、儀表盤(pán)、中 控門(mén)、電動(dòng)車(chē)窗等。 2)元件的替換。從實(shí)用美觀考慮，對(duì)部分元件進(jìn)行調(diào) 整例如，汽車(chē)上的喇叭開(kāi)關(guān)是方向盤(pán)的頂蓋，而實(shí)驗(yàn)臺(tái)用 按鍵開(kāi)關(guān)替代;考慮到教學(xué)的針對(duì)性及臺(tái)架的整體布局，選 用電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 1.5.2捷達(dá)電器常見(jiàn)故障列表 為實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)驗(yàn)臺(tái)教學(xué)診斷功能，將常見(jiàn)的電器系統(tǒng)故 障進(jìn)行歸納總結(jié)，選取具有代表性的故障為參考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 相關(guān)故障的設(shè)置與診斷。電器系統(tǒng)常見(jiàn)故障如表1所示。 1.5.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)電器系統(tǒng)故障的設(shè)置 為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，根據(jù)表1中常見(jiàn)的故障，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè) 置故障斷路，例如車(chē)燈不亮?xí)�有很多種原因:蓄電池可能電 量不足、保險(xiǎn)絲可能燒壞、車(chē)燈燈絲可能燒壞，學(xué)生在診斷過(guò) 程中結(jié)合實(shí)驗(yàn)臺(tái)電路進(jìn)行查找，就會(huì)發(fā)現(xiàn)具體原因及問(wèn)題所 在。了解電器系統(tǒng)工作原理的同時(shí)，提高工程分析能力。 充分考慮實(shí)驗(yàn)臺(tái)的局限性，設(shè)置的故障點(diǎn)全部為電路的 故障，使學(xué)生結(jié)合電路圖快速查找故障。 2捷達(dá)電器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的升級(jí) 作為有一定使用年限的教學(xué)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)臺(tái)的后續(xù)功能開(kāi) 發(fā)是很必要的。為了充分實(shí)現(xiàn)教學(xué)功能，要求在使用過(guò)程中 不斷完善實(shí)驗(yàn)臺(tái)的相關(guān)功能，進(jìn)行定期更新升新升級(jí)。 2.1設(shè)備本身進(jìn)行升級(jí) 電子設(shè)備更新越來(lái)越快，在其原有設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)淘汰 較快的進(jìn)行更換，以達(dá)到充分利用設(shè)備潛能的目的，不斷延 續(xù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用壽命，減少不必要的資金投人。 2.2通過(guò)預(yù)留端口或改造其控制線路進(jìn)行升級(jí) 這樣做可以對(duì)一些原本不能在實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行 演示，讓同一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，在實(shí) 驗(yàn)臺(tái)接有自診斷端口接頭，一旦接上轉(zhuǎn)用的診斷設(shè)備就能實(shí) 現(xiàn)模擬的診斷過(guò)程，充分展示數(shù)據(jù)流功能。如果有相應(yīng)的發(fā) 動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，將其進(jìn)行連接，便能真正的演示汽車(chē)的大部分使 用工況，這實(shí)際上是對(duì)已有臺(tái)架的功能進(jìn)行很大的擴(kuò)充。 2.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制功能升級(jí) 根據(jù)汽車(chē)電器系統(tǒng)中使用的傳感器的工作特性，利用單 片機(jī)編程模擬信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的演示功能。并且在信號(hào) 調(diào)試過(guò)程中了解車(chē)用電器系統(tǒng)信號(hào)的特征，完善實(shí)驗(yàn)臺(tái)電器 系統(tǒng)裝備，實(shí)現(xiàn)電器系統(tǒng)、電控系統(tǒng)功能合一。同時(shí)在故障 設(shè)置以及故障診斷過(guò)程使用遙控器進(jìn)行控制，操作便捷的同 時(shí)對(duì)學(xué)生的故障診斷能力提出更高的要求，能夠在更大程度 上加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。 3結(jié)束語(yǔ) 汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)控制裝備的廣泛應(yīng)用，勢(shì)必 對(duì)汽車(chē)相關(guān)專業(yè)從業(yè)人員的素質(zhì)要求越來(lái)越高。為更好地 適應(yīng)電子技術(shù)的更新，捷達(dá)GTX型轎車(chē)實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)于提升學(xué) 生的工程實(shí)踐能力將會(huì)起到巨大的作用。 參考文獻(xiàn) 1」呂傳章 . 汽車(chē)維修與檢測(cè)診斷【MJ . 北京:人民交通出版社，2001 . 仁2習(xí)沈樹(shù)盛 . 汽車(chē)電器維修經(jīng)驗(yàn)集〔M皿.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社，2僅抖. 〔3」汪立亮現(xiàn)代汽車(chē)電器設(shè)備原理與檢修〔M〕.北京:電子工業(yè)出版 社，2001 . 〔4〕嚴(yán)烈 . 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回答者：2016-04-17 00:00