花冠汽车发动机变速器实验台的设计

0引言

随着电子控制系统在发动机和自动变速器上的广泛应用,电控发动机和自动变速器的检测诊断与维修人员十分短缺.为了研制具有自主知识产权的,而且适合我国国情的发动机变速器综合实验台,对各种汽车发动机和自动变速器的基本性能和常见故障进行台架测试与分析.

根据我国职业教育的发展现状,确定以丰田花冠轿车的电子控制系统（包含发动机和自动变速器）作为实验台的设计对象,并取发动机型号为1NZ-FE、自动变速器型号为U340E.这种实验台比较典型,集发动机和自动变速器于一身,因此应用较为广泛.本实验台可以通过直观地观察1NZ-FE发动机和U340E自动变速器的工作状况,比照的进行学习.在花冠汽车发动机变速器实验台上设计多个隐蔽故障点,用于模拟实际车辆经常出现的问题.

丰田花冠（COROLLA）轿车其发动机采用了直列四缸双顶置凸轮轴电喷VVT-i技术,使原来固定的气门特性参数成为变量,精确控制了气门开闭的时刻,提高了燃烧效率.而自动变速器采用的是紧凑、轻质、高性能4速自动变速器,换挡平滑顺畅,并与发动机完美匹配,油门响应很好,实现了优异的直线加速性.通过对花冠智能气门正时系统（VVT-i）,电控燃油喷射系统发动机及自动变速器等先进技术的研究,从而在掌握结构原理的基础上进行检测,并对电控部分进行分析.

1花冠汽车发动机变速器实验台的组成

花冠汽车发动机变速器实验台由发动机变速器运行台架和检测控制台二部分组成.运行台架与检测控制台通过内部连接电缆连接,既可以构成一个整体,也可以分开使用.

1.1运行台架

运行台架上安装有1NZ-FE发动机、U340E自动变速器、供油系统、润滑系统、进排气系统、仪表总成、换挡操纵手柄、油门踏板、制动手柄和电控系统.通过原厂线索连接,固定在一个可移动的钢制台架上,其元件布置、线索走向基本上与原车保持一致.

运行台架上有一个控制面板箱,其上面安装有点火开关、继电器盒、仪表板、发动机和ECTECU、防盗ECU、真空表、燃油压力表和故障诊断座.整个运行台架可实现正常起动、运转、加速、换挡等.

1.2检测控制台

1）检测电路图

此电路图能够形象直观的展现出花冠汽车发动机变速器电控系统的工作原理,还根据实车中的常发故障现象,在电路图的各元器件相关节点上设置检测端子,通过专用检测仪器可检测各主要传感器、执行器及其他元气件的静态、动态信号.也可使用示波器在相关节点上测试波形信号.

2）动态显示区

在检测控制台面板上还分布有动态显示区,上面有6个数字电子指示仪表,16个LED灯.6个数字电子指示仪表分别指示节气门位置传感器、水温传感器、空气流量计、氧传感器反馈电压信号,蓄电池电源电压和电压检测表信号.16个LED灯中有8个分布在面板上,分别显示挡位指示灯、模式指示灯、制动灯；另外8个分布在面板右侧,分别显示4个喷嘴的喷油控制状况、换挡电磁阀指示灯、SL电磁阀指示灯和ST电磁阀指示灯.

3）故障设置开关

故障设置开关位于检测控制台的一侧,共有40个开关,其中二挡开关可设置断路故障,三挡开关可设置断路和模拟故障.

2花冠汽车发动机变速器实验台面板控制系统功能

2.1控制功能

1）所有传感器、执行器在插座不拔下的状态下,实验台控制面板上的插孔能对各元器件作电阻与电压的测试；

2）能设故、能检测；可设置几十个单个故障和数个疑难故障；

3）开关设置与排除发动机/变速器故障,可根据需要增设机械故障；

4）丰田统配检测端口,可进行自诊断或故障检测仪进行故障读取；

5）能在对照原理的基础上进行电控系统各信号参数的检测,基于原理基础上的检测更易于学生掌握维修；

6）参数数码显示或仪表显示；

7）电控系统各电路信号可重复无损检测；

8）电控系统各传感器、执行器的工作关系采用发光管进行提示；且可进行人为控制灯光提示功能,但不影响信号检测；

9）在实验台上自带数字电压表,通过正、负表笔对故障点进行检测,显示检测电压,方便学生检测.

2.2故障设置说明

通过故障设置开关可以人为的设置各故障,当断开某一开关时,在显示面板上相应的两检测端子将不导通,两端的电压值不相等.利用连接导线连接所测端子与电压检测表的正极,即可显示所测端子的电压值.

3花冠汽车发动机变速器实验台电控系统故障诊断与排除

3.1检查诊断（正常模式）

1）将点火开关转到ON位置,发动机不运转时,检查发动机警告灯（CHKENG）是否点亮,若发动机警告灯不亮,则检修组合仪表；

2）发动机启动后,发动机警告灯应立即熄灭,若灯仍亮,则表示诊断系统检测到的故障.

3.2故障码的读取

1）用故障测试仪读取；

2）用发动机警告灯（CHKENG）读取.

3.3故障码清除

1）用故障测试仪清除.将故障测试仪与DLC3相连,按故障测试仪上的提示进行操作,即可清除故障码；

2）不用故障测试仪清除.脱开蓄电池负极端子或拔出EFI保险丝,也可清除故障码.

花冠汽车发动机变速器实验台是针对各类职业学校和培训机构进行设计的,学习人员可以根据实验台故障的模拟,观察各种故障现象,并找出故障部位.