一种无线控制模式AJR发动机动态试验台设计研发

孙德胜+赵世婧

摘 要 开发设计一种用于教学的AJR发动机动态试验台，对试验台结构及各部件布局进行设计；对电控发动机各系统进行故障方案设计，开发相应的电子开关与无线控制模块，实现对电控发动机进行无线控制故障设置与排除的可视化操作。该动态试验台同时具有对保险丝、继电器进行检测，运用示波器读取各信号端子波形的功能。

关键词 AJR发动机；动态试验台；无线控制

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0041-03

1 前言

AJR发动机为汽车专业教学中使用广泛的发动机。AJR发动机台用于教学需测量各端子信号，且部分信号必须发动机运行才能测量，需要对相关导线进行穿刺；若实验反复使用此方法，则发动机线束很容易损伤。需设计一种方便读取发动机各电控元件信号、可反复使用的发动机动态试验台。

2 试验台结构设计

试验台框架采用方管，依据设计尺寸切割，对需连接部位及角铁进行钻孔，使用角铁采用铆接的方式进行连接，如图1所示，保证了连接的可靠性、支架的稳定性。操作面板采用20°倾斜角度，方便操作及观测仪表板及仪器测量数据。

3 AJR发动机故障方案设置

图2为AJR发动机电控系统电路图，针对各系统[1]进行常见故障的设置。

1）点火系统故障：点火线圈N152故障及相关管线路故障、火花塞故障。

2）燃油喷射系统故障：各缸喷嘴及线路故障。

3）传感器故障：传感器故障及相关线路故障（霍尔传感器G40，1、2缸爆震传感器G61，3、4缸爆震传感器G66，氧传感器G39，冷却液温度传感器G72，空气质量计G70，进气温度传感器G62，节气门控制部件J338，转速传感器G28）。

4）继电器保险丝故障：燃油泵继电器、起动继电器故障，各保险丝故障。

5）电源系统故障：发动机供电总电源故障、点火开关及线路故障。

4 面板端子设置设计

面板端子设计如图3所示，将需要设置故障的线路断开，两端分别接入测试点，两测试点间串入电子开关，分析各条线路电流值，确定所需电子开关型号；对保险丝、继电器则在其各端子上设置读取信号点，而无需进行开关部分的设计。

5 无线控制设计

AJR电子开关自动控制平台软件与电子开关之间通过无线连接，简化了台架接线，同时方便使用过程中可不受试验空间影响，方便操作。

本方案采用微功率无线通信模块，使用410～441 MHz的开放ISM频段，具备LORA直序扩频技术；采用软件FEC纠错算法，纠错能力强，在突发干扰情况下能主动纠正被干扰的数据包，具备高可靠性和长距离传输能力。无线模块可工作在2.3～5.5 V，有低功耗工作模式，在低功耗模式下，消耗电流<50 μA，非常适合电池供电及电脑供电场合。考虑使用便捷，将无线数据信号转化成串口信号，降低对无线使用的要求，在电脑端配合AJR自动控制平台软件实现即插即用，十分适合教学、培训、考查场合使用。

无线控制结构如图4所示，电脑侧安装一个无线模块，试验台侧安装一个无线模块（如图5所示），电子开关控制器与无线通过串口通信，电子开关控制器之间通过485进行通信。每个电子开关有唯一编号，通过应用层协议，实现电脑侧自动控制平台对单独每个或者所有电子开关的控制。

6 AJR发动机动态试验台功能

1）运用电脑即可实现对线路故障的设置，不需在发动机上做任何操作；

2）根据需要在发动机运行和停止状态下，进行线路与传感器及执行器检测，且针对线路故障可以及时运用短接法进行排除；

3）使用示波器读取各电控元件端子波形，直观、方便；

4）在不拆卸保险丝继电器的情况下，读取其相关端子之间电压、电阻，判断其是否损坏；

5）燃油压力、机油压力、进气管真空度、发动机转速、冷却液温度直观显示于仪表台上，便于观察。

7 结语

本文设计开发的AJR发动机动态试验台，由在校专业学生进行设计、加工，完全可以应用于教学与职业技能考核中。同时，在传统发动机试验台上进行继电器信号读取及无线控制开关的改进，方便了操作。

参考文献

[1]张大成，戴波南.上海桑塔纳2000系列轿车维修手册[M].北京：北京理工大学出版社，2001.