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黑龍江工程學院畢業(yè)設計
第1章 現(xiàn)代汽車電子技術的應用狀況和發(fā)展趨勢
1.1現(xiàn)代汽車電子技術的應用狀況?
1．電子控制噴油裝置?
在現(xiàn)代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。電子噴油裝置可以自動地保證發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài)，使其在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)油和凈化空氣。經過實驗并修正得到發(fā)動機最佳工況時的供油控制規(guī)律、事先把這些客觀規(guī)律編成程序存在微機的存儲器中，當發(fā)動機工作時，根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、排氣管中含氧量、進氣溫度、發(fā)動機轉速及工作溫度等參數(shù)，按預先編好的運算程序進行運算、然后和內存中的最佳工況的參數(shù)進行比較和判斷再調整供油量。這樣就能夠使發(fā)動機一直處于最優(yōu)工作條件下運行，從而使發(fā)動機的綜合性能得到提高。?
2．電子點火裝置（ESA）?
它由微機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等幾部分構成。該裝置可根據(jù)傳感器送來的發(fā)動機各種參數(shù)進行運算、判斷，然后進行點火時刻的調節(jié)，這樣可以節(jié)約燃料，減少空氣污染。此外，新型發(fā)動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。一般認為，發(fā)動機電子控制裝置的節(jié)能效果在15%以上，而效果更明顯的則是在環(huán)境保護方面。?
除此之外，在發(fā)動機部分利用電子技術的內容還有：廢氣再循環(huán)（EGR）、怠速控制（ISC）、電動油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時、二次空氣噴射、發(fā)動機增壓、油汽蒸發(fā)及系統(tǒng)自我診斷功能等，它們在不同的車型上都或多或少地被應用。
1.2汽車電子技術應用的發(fā)展趨勢?
當前，汽車電子技術進入了優(yōu)化人-汽車-環(huán)境的整體關系的階段，它向著超微型磁體、超高效電機以及集成電路的微型化方向發(fā)展，并為汽車上的集中控制提供了基礎（例如制動、轉向和懸架的集中控制以及發(fā)動機和變速器的集中控制）。汽車電子技術成就汽車工業(yè)的未來，未來汽車電子技術應在以下幾方面進行突破。?
1．傳感器技術?
由于汽車電子控制系統(tǒng)的多樣化，使其所需要的傳感器種類和數(shù)量不斷增加。為此，研制新型、高精度、高可靠性和低成本的傳感器是十分必要的。未來的智能化集成傳感器，不僅要能提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作放大和處理。同時，它還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響，即使在特別嚴酷的使用條件下仍能保持較高的精度。它還具有結構緊湊、安裝方便的優(yōu)點，從而免受機械特性的影響。?
2．微處理機技術?
微處理機的出現(xiàn)給汽車儀表帶來了革命性的變化，世界汽車工業(yè)的微處理機用量激增，由從前單一的儀器逐步發(fā)展為多用途、智能化儀表，不但可以很精確地把汽車上所有的待測量都檢測出來，分別顯示和打印需要的結果，而且還有運算、判斷、預測和引導等功能。如可監(jiān)視汽車各大部件的工作情況，還可以對蓄電池電壓、輪胎氣壓、車速等檢測量的高低限量進行報警。微處理機將更廣泛地應用于安全、環(huán)保、發(fā)動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。?
3．軟件新技術應用?
隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也將會增加，并可能要求進一步計算機聯(lián)網(wǎng)。因此，要求使用多種軟件，并開發(fā)出通用的高水平語言，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網(wǎng)絡將大大地依賴于軟件，軟件總數(shù)的增加及其功能的提高，將能夠使計算機能完成越來越復雜的任務。?
4．智能汽車及智能交通系統(tǒng)（ITS）的研究及應用?
汽車智能化相關的技術問題已受到汽車制造商們的高度重視。其主要技術中“自動駕駛儀”的構想必將依賴于電子技術實現(xiàn)。智能交通系統(tǒng)（ITS）的開發(fā)將與電子、衛(wèi)星定位等多個交*學科相結合，它能根據(jù)駕駛員提供的目標資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛(wèi)星導航。從全球定位衛(wèi)星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選?出最佳行車路線。未來的某天，路上行駛的都會是由計算機控制的智能汽車。?
5．多通道傳輸技術?
多通道傳輸技術由試驗室將逐步進入實用階段。采用這種技術后，使各個數(shù)據(jù)線成為一個網(wǎng)絡，以便分離汽車中心計算機的信息。微處理機可通過網(wǎng)絡接收其它單元的信號。傳感器和執(zhí)行機構之間要有一個新式接口，以便與多通道傳輸系統(tǒng)相聯(lián)系。?
6．數(shù)據(jù)傳輸載體方面的電子新技術應用?
汽車電子技術未來將實現(xiàn)整車控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)要求有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統(tǒng)，車用計算機的容量要求更大，計算速度則要求更高。由于汽車用計算機控制系統(tǒng)的數(shù)量日益增多，采用高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網(wǎng)絡提供傳輸介質，以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。?
7．汽車車載電子網(wǎng)絡?
隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數(shù)據(jù)通信變得越來越重要。以分布式控制系統(tǒng)為基礎構造汽車車載電子網(wǎng)絡系統(tǒng)是很有必要的。大量數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及價廉是對汽車電子網(wǎng)絡系統(tǒng)的要求。在該系統(tǒng)中，各從處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能。同時在其它處理機需要時提供數(shù)據(jù)服務。主處理機收集整理各從處理機的數(shù)據(jù)，并生成車況顯示。通信控制器保證數(shù)據(jù)的正常流動。?
此外，電子技術中的集成化制造技術等在未來幾年內也將會有大的突破。?
隨著汽車性能和結構的不斷改進和提高，特別是近年來電子技術在汽車上的廣泛應用，自動控制項目越來越多。汽車電子控制技術就是在傳統(tǒng)汽車控制系統(tǒng)的基礎上，采用電子技術逐步改進和完善，增加了一些新的功能。其功用一方面是提高原機械零件的工作性能及可靠性；另一方面是隨著人們對汽車整體性能要求的提高，而實現(xiàn)更加豪華、先進、舒適和安全的要求。隨著人們對汽車所造成的環(huán)境污染、交通安全問題越來越多的重視，現(xiàn)代汽車正朝著更加節(jié)能、低污染、安全系數(shù)高的方向發(fā)展，同時也使汽車發(fā)動機控制的開發(fā)轉向電子化、自動化和智能化。由于汽車電子設備數(shù)量的不斷增加和更新?lián)Q代，現(xiàn)代汽車用電腦來完成各種電子控制計算、顯示等多功能。因此，發(fā)動機控制電子化、數(shù)字化、智能化、個性化是汽車的發(fā)展趨勢。
第2章 設計汽車電子故障診斷實驗臺的目的和意義
2.1 設計汽車電子故障診斷實驗臺的目的
2.1.1 國內外相關電子產業(yè)的發(fā)展狀況
自1886年第一輛汽車誕生以來，汽車已經走過了100年的歷程。19世紀50年代以前，汽車的發(fā)展主要來自機械技術的進展，特別是內燃機的發(fā)明所推動，這階段汽車電子裝置的裝備幾乎為零，以后的發(fā)展主要來自于汽車電子的發(fā)展。汽車電子的發(fā)展可分為4個階段：晶體管階段；大規(guī)模集成電路階段；智能汽車階段和智能交通階段。
??? 目前國外汽車電子技術已經發(fā)展到第4階段，為電子技術、自動控制技術、傳感器技術、網(wǎng)絡技術和機電液一體化耦合交叉技術的小系統(tǒng)已從科研階段進入到商品生產階段。
我國汽車用電子的研究起步較晚，主要集中在清華大學、吉林工大、北京理工大學等高校和一汽、東風等大型汽車企業(yè)集團。由于眾所周知的原因，水平遠遠落后于美國、德國、日本等汽車強國。技術處于第2階段末和第3階段初的水平。我國應用面也比較窄：目前只有電控燃油噴射系統(tǒng)（EFI）得到大量應用，汽車防抱死系統(tǒng)將是下一個主要應用技術。我國重視汽車電子是從“八五”規(guī)劃開始的，近年得到了較大的發(fā)展。
作為汽車產業(yè)和電子產業(yè)的結合，汽車電子業(yè)的發(fā)展也駛上了快車道。汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志，是用來開發(fā)新車型，改進汽車性能最重要的技術措施。研究人員都已認識到采用電子技術是解決汽車面臨的諸多問題的最佳方案。汽車制造商認為增加汽車電子設備的數(shù)量、促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。 因此，汽車電子技術水平，就成為未來汽車廠商們競爭中能否掌握主動權的鑰匙。
2.1.2 設計汽車電子故障診斷實驗臺的目的
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)飛速發(fā)展，尤其是我國正式加入WTO后，面對世界經濟一體化大潮的沖擊。我國汽車維修業(yè)將參與國際競爭，這將大大提高我國汽修行業(yè)技術水平與經營管理水平。毫無疑問，汽車維修業(yè)是21世紀最具發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間的朝陽產業(yè)之一。
我國汽車電子業(yè)尚處在起步發(fā)展階段，規(guī)?；笊a還未形成，而且由于國內轎車廠大多是合資企業(yè)，其所生產的轎車多是外方設計的，外方掌握著技術決策權，使用的電子產品都是外方的配套廠商提供的產品，國內自主開發(fā)的汽車電子產品很難進入其配套體系，這嚴重影響了國內汽車電子產業(yè)的發(fā)展。而汽車電子是一個多領域，多學科相互耦合交叉的龐大的系統(tǒng)，我們要大而全的上肯定滯后國外，始終跟在人家后面，另一方面資金上不允許，即使我們研究出了新型的傳感器、新材料和控制器，這也是在為不屬于自主知識產權的系統(tǒng)配套，總的技術和市場還是卡在別人手里，所以我們要選擇一個產品作為突破口，作到有所為，有所不為，以此培育一個我們自己的良好的汽車電子環(huán)境（自己的配套體系），然后利用市場推動其它汽車電子產品的大發(fā)展。
目前我國的維修企業(yè)面對的汽車是集計算機技術、傳感器技術、新材料技術于一體的高科技產品，而我們的維修人員整體文化技術水平低下，觀念比較落后，思想還停留在機械控制時代，讓他們盡快掌握電子控制技術具有相當難度。因此，制作一個大眾化的電子控制故障診斷實驗臺可以幫助我們的維修人員很好地了解汽車電子控制系統(tǒng)，提高他們的維修技術水平。
對于汽車專業(yè)技術人員培養(yǎng)來說，如何使理論與實踐相結合，提高學員的工程實踐能力，是一重要的課題。這樣就對汽車教學工作提出了更高的要求。本校的汽車系培養(yǎng)的學生以應用型為主，所以，必須重視對學生這方面的培養(yǎng)。先進的汽車實驗臺可以培養(yǎng)學生的實踐動手能力，分析處理問題的能力，工程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識，很好的滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求。因此，本實驗臺的制作也可以滿足教學實驗、提高學生動手能力的需要，使學生能夠較快地接受汽車電子新技術，提高學生對汽車故障診斷、技術維修的能力。
2.2設計汽車電子故障診斷實驗臺的意義
2.2.1 實驗臺設計應滿足的教學要求
為了實現(xiàn)方便教學以及汽車電腦檢測等目的，本實驗臺的設計應滿足以下要求：
1.電子控制方面，利用單片機模擬各種傳感器信號取代傳感器所反饋的信號來控制實驗臺中執(zhí)行機構的工作。
2.可以模擬發(fā)動機電控燃油噴射、電子點火，以滿足教學實驗的要求。
3.實驗臺要設置一塊轉接板，通過轉接板可以與同一車系不同車型的電腦連接，從而檢測汽車電腦工作是否正常。
4.實驗臺應有一個故障診斷端子，通過與發(fā)動機故障分析儀連接，可以測出各傳感器信號數(shù)據(jù)流，而且可以讀取ECU故障碼，從而排除故障。
2.2.2 實驗臺設計的意義
隨著中國的加入WTO，眾多國際汽車工業(yè)巨頭紛紛進入中國，欲分割這個潛在的巨大的汽車消費市場，中國人要想進入汽車產品的開發(fā)、設計、生產領域，就一定要有核心技術甚至是高端技術。要達到這個目的，就必須緊跟國際汽車電子發(fā)展的最新動態(tài)和趨勢，超前研究，同步發(fā)展。
? ??此外，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，汽車正在步入普通百姓的家庭，汽車保有量逐漸加大，為了和國際汽車行業(yè)接軌，國內企業(yè)可根據(jù)政府對汽車動力性、經濟性、安全性和排氣凈化性能這四方面的要求，來開發(fā)相關汽車電子控制系統(tǒng)。汽油發(fā)動機可燃混合氣的空燃比和點火時刻是影響發(fā)動機動力性、經濟性和排氣凈化性能的兩個主要因素，因此精確地控制發(fā)動機的空燃比和點火時刻是發(fā)動機控制系統(tǒng)的主要內容。因此，該實驗臺系統(tǒng)的自主開發(fā)將有巨大的市場前景。
該故障診斷實驗臺的設計，可以讓我們更好地了解汽車電子控制系統(tǒng)方面的技術，掌握汽車電子控制的原理，從而能夠有理論技術基礎來自主開發(fā)適合我國自身情況的電子控制系統(tǒng)。使得我們能夠研制出適合中國天氣、路況等的汽車，在動力性、經濟性和環(huán)保要求方面達到最好，接近世界先進水平。這樣就使得我們在電子產品方面不必依賴于國外進口，減少國內資金流失。而且可以促進國內相關電子產業(yè)在技術方面的發(fā)展和提高，逐漸地融入到世界汽車電子這個大市場中，真正實現(xiàn)與國際市場的技術接軌。甚至可以出口我們自己的電子產品，在世界范圍推出我們自己的品牌，賺取更多的利潤。目前我國國內汽車電子維修人員整體技術水平低下，從而導致在汽車售后服務方面不盡人意。維修人員技術水平的提高可以使汽車得到更好的維護和保養(yǎng)，這對于提高汽車的使用壽命和經濟效益，因此，通過該故障診斷實驗臺的設計開發(fā)，可以更好地學習電子控制技術，提高維修水平，更好地為車主服務，改善國內的售后服務質量。這樣就可以使得電子控制技術汽車在國內有更大的市場，被更多的消費者所接受，從而更快地實現(xiàn)汽車由機械控制技術到電子控制技術的過度轉變。達到節(jié)省能源、提高汽車動力性、經濟性的目的，達到國際標準。
我們學校是一所以培養(yǎng)應用性人才為主的工科性院校，對于汽車專業(yè)技術人才培養(yǎng)來說，如何使理論于實踐相結合，提高學生的工程實踐能力，是一重要的課題。設計和制作本汽車故障診斷實驗臺可以使學校的教學質量得到很大的提高，拓展學生的知識面，使得學生在學習電控方面知識時能夠更容易接受，更快掌握這方面技術知識。通過實驗教學中的模擬故障以及故障診斷和排除故障工作，也可以培養(yǎng)學生分析處理實際問題的能力，從而進一步查找故障，排除故障，激發(fā)學生的操作實踐能力，工程實踐能力，很好地滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求。因此本實驗臺的設計研發(fā)在推動我國汽車工業(yè)及國民經濟的發(fā)展方面具有極其重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。
第3章 實驗臺的設計原理
3.1實驗臺設計的理論基礎
3.1.1捷達王電噴系統(tǒng)的組成
捷達王轎車發(fā)動機采用四缸20氣門配氣機構，閉環(huán)電子控制汽油噴射系統(tǒng)。其最大特點是實施了集中控制，即汽油噴射和點火由同一控制單元控制，噴射系統(tǒng)為多點順序噴射，點火系統(tǒng)采用高能無分電器點火系統(tǒng)。
電控汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)其作用不同可分為四個系統(tǒng)，即空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
1.空氣供給系統(tǒng)
空氣供給系統(tǒng)的作用是測量、控制汽油燃燒所需的空氣量。主要由空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門控制單元、穩(wěn)壓箱及進氣管下體等組成。
2.燃油供給系統(tǒng)
燃油供給系統(tǒng)的作用是將燃油從油箱中吸出，加壓濾清后經噴嘴供給發(fā)動機。它由汽油箱、汽油濾清器、電動汽油泵、壓力調節(jié)器、噴嘴等組成。
電動汽油泵從油箱中將汽油泵出。經汽油濾清器過濾及壓力調節(jié)器調節(jié)后使油壓始終高于進氣管壓力約0.3Mpa,并經汽油分配管送給各缸噴嘴，噴嘴根據(jù)發(fā)動機控制單元的指令將汽油適時地噴入進氣管中。
3.點火系統(tǒng)
捷達王轎車采用無分電器點火系統(tǒng)。它主要由點火能量終端輸出極、點火線圈、高壓導線、火花塞以及各種傳感器組成，由發(fā)動機控制單元實施集中控制。點火時兩缸同時串聯(lián)點火，點火順序為1-3-4-2。一個氣缸在排氣行程末期，另一個氣缸在壓縮行程末期。在排氣行程的氣缸內壓力較低，火花塞擊穿電壓較低，點火能量消耗較少，對處于壓縮行程中的另一個氣缸的點火影響不大。這種無分電器點火系統(tǒng)的優(yōu)點是：無旋轉件，無機械磨損，高壓導線數(shù)少，對無線電干擾小。
該點火系中主要部件是點火線圈及終端能量輸出極（末級功率）。點火線圈及終端能量輸出極裝在一個殼體里，固定在氣缸體上，火線圈的殼體上有各缸排序標識A、B、C、D，分別對應的缸號為1、2、3、4。1、4缸共用一個點火線圈，2、3缸共用一個點火線圈。終端能量輸出極根據(jù)控制單元指令控制點火線圈初級繞組的通電斷電。從而在點火線圈次級產生點火高壓。
4．控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的主要作用是收集發(fā)動機的工況信號并確定最佳噴油量、最佳點火時刻。它由傳感器、電控單元和執(zhí)行元件組成。
發(fā)動機轉速傳感器是一個磁感應傳感器。它采集曲軸轉角位置和發(fā)動機轉速信號。在曲軸上有一個靶輪，靶輪上有60個齒，傳感器對它進行掃描。當靶輪經過傳感器時，產生一個交變電壓信號，其頻率隨發(fā)動機轉速變化而變化，控制單元根據(jù)交變電壓的頻率識別發(fā)動機的轉速。在靶輪上有一處缺兩個齒，感應傳感器掃描到該處，1缸活塞處于上止點前72o，它是作為控制單元識別曲軸轉角位置的基準標記。
進氣溫度傳感器是一個負溫度系數(shù)（NTC）電阻，即溫度升高阻值下降。它安裝在進氣管體上，進氣溫度傳感器將進氣溫度轉變成電信號，送給控制單元，用于各種控制功能的休正。如果該信號中斷，控制單元將啟用一個替代值，但不能準確感知進氣溫度，會導致熱啟動困難，排放升高等故障。
冷卻水溫傳感器也是一個NTC電阻，它與水溫表傳感器G2裝在一個殼體內，直接與發(fā)動機冷卻水接觸。該信號是一個較重要的修正信號。如果該信號中斷，控制單元將啟用一個替代值，但不能準確感知冷卻水溫度，將會導致發(fā)動機冷熱啟動困難，油耗增加，怠速自適應差，排放升高等故障。
發(fā)動機控制單元是一種具有36個插腳的電子綜合控制裝置。控制單元負責對發(fā)動機控制系統(tǒng)進行管理。它不僅控制燃油噴射系統(tǒng)，同時還具有點火控制、怠速控制、油箱通風控制、自診斷和備用控制等多種功能。具體功能如下：
(1)給傳感器提供基準電壓，將所需輸出的信息轉變成控制單元所能接受的信號。
(2)接受傳感器或其他裝置輸入的各種信息。
(3)進行存儲、計算、分析處理信息；存儲該車的特征參數(shù)；計算出輸出值；存儲運算中的數(shù)據(jù)；存儲故障信息。
(4)運算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值，并將輸出信息與標準值比較。
(5)輸出執(zhí)行命令。把弱信號變?yōu)閺姷膱?zhí)行命令。
(6)自我修正功能（自適應功能）。
微機利用數(shù)字控制，能在較短的時間內處理很多信號，且具有上述功能，能夠進行高精度的發(fā)動機控制。
3.1.2 捷達王電子控制單元的組成及工作原理
汽車電腦的主要部分是單片機，單片機是一塊集成了微處理器(CPU)、存儲器以及輸入和輸出接口的電路板。微處理器是單片機的核心部件，微處理器將輸入模擬信號轉化為數(shù)字信號，并根據(jù)存儲的參考數(shù)據(jù)進行對比處理，計算出輸出值，輸出信號經過功率放大后控制執(zhí)行器，例如噴油器和繼電器等。隨著單片機計算能力和內存容量越來越大，汽車電腦的功能也越來越多。
電子控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機運轉狀況和車輛運行狀況確定汽油的最佳噴射量和噴油時刻。電子控制系統(tǒng)由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行器組成。
下圖為ECU的基本構成如圖3.1：
圖3.1 ECU的基本組成
ECU主要由輸入回路、A/D轉換器、微型計算機和輸出回路等四部分組成。
傳感器監(jiān)測發(fā)動機的實際工況，感知各種信號并傳輸給ECU。ECU首先根據(jù)來自進氣歧管壓力傳感器（D型）或空氣流量傳感器（L型）的信號計算進氣量，根據(jù)進氣量和轉速計算出基本噴油持續(xù)時間。然后再根據(jù)發(fā)動機的水溫、海拔高度、節(jié)氣門開度等各種工作參數(shù)信號對其進行修正以及氧傳感器的反饋修正，得到發(fā)動機在這工況下運行的最佳噴油持續(xù)時間，精確地控制發(fā)動機的空燃比。
此外，根據(jù)發(fā)動機的要求，ECU還具有控制發(fā)動機的最佳點火時間，怠速轉換、廢氣再循環(huán)率、故障自診斷等功能。
1．信號過濾和放大 輸入電路接收傳感器和其他裝置的輸入信號，并對信號進行過濾和放大。輸入信號放大的目的是使信號增加到汽車電腦可以識別的程度，某些傳感器，例如氧傳感器，產生一個小于1V的低電壓信號，只能產生極小的電流，這樣的信號送入電腦內的微處理器之前必須放大，這個放大作用由電腦中輸入芯片中的放大電路來完成。
2．模數(shù)(A/D)轉換 由于很多傳感器產生的是模擬信號，而微處理器處理的是數(shù)字信號，所以必須把模擬信號轉換為數(shù)字信號，這項工作由電腦輸入芯片中的模數(shù)轉換器完成。模數(shù)轉換器以固定的時間間隔不斷對傳感器的模擬輸入信號進行掃描，并對模擬信號賦予固定的數(shù)值，然后將這個固定值轉換成二進制碼。在一些汽車電腦中，輸入處理芯片和微處理器制成一體。
3．微處理器將已經預處理過的信號進行運算，并將處理后的數(shù)據(jù)送至輸出電路。輸出電路將數(shù)字信號放大，有些還要還原為模擬信號，以驅動執(zhí)行元件工作。
隨著汽車電子化和自動化程度的提高，汽車電腦將越來越多，這樣必將導致車身線束日益復雜。為了實現(xiàn)多個汽車電腦之間的信息快速傳遞、簡化電路以及降低成本，汽車電腦之間要采用通信網(wǎng)絡技術連成一個網(wǎng)絡系統(tǒng)。例如變速器需要與發(fā)動機協(xié)調配合，根據(jù)車速、發(fā)動機轉速以及動力負荷等因素自動進行換擋，因此變速器電腦需要得到節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、水溫傳感器以及發(fā)動機轉速傳感器等信號，這就要實現(xiàn)變速器電腦與發(fā)動機電腦之間的信息傳遞，這個工作通常是由CAN總線來完成的。
3.2實驗臺的工作原理
3.2.1實驗臺的主要結構
實驗臺中主要有兩大板塊：操作板與演示板。操作板上裝有轉接板、故障診斷端子、液晶數(shù)碼管、控制開關。演示板上裝有噴油裝置和點火裝置兩個執(zhí)行機構和流量計。實驗臺中沒有各種傳感器，所需信號由單片機模擬輸出控制執(zhí)行器的工作。實驗臺所需電源由裝在臺架下面的蓄電池提供，臺架下面還有一個油箱，供噴油器所用。
3.2.2 實驗臺的工作過程
在實驗臺使用前，應先把從89C51芯片輸出的傳感器模擬信號輸出端子與轉接板的輸入端接好，再把所要檢測的汽車電腦的輸入口與轉接板上相應的輸出口相接。啟動電源，根據(jù)需要操作不同的功能開關就可以實現(xiàn)不同的功能。達到實驗教學或檢測汽車電腦工作情況的要求。
1.模擬發(fā)動機電控燃油噴射、電子點火，以滿足教學實驗的要求。
當實驗臺作為教學演示使用時，應該把一個標準的、控制精確的汽車電腦接入實驗臺。它的輸入端和輸出端分別與轉接板和執(zhí)行器相連。然后接通電源，通過操作面板上的功能開關控制執(zhí)行器的各工況下的工作。
接通電源前，把操作面板上的各控制開關置于空擋位置。當接通電源時，實驗臺電控系統(tǒng)自動復位，程序進行初始化，這時，操作面板上轉速顯示數(shù)碼管顯示轉速為800r/min，即怠速工況下的轉速，同時，演示功能板上，噴油器噴油，火花塞點火。當把操作面板上轉速控制開關置于增擋位置時，數(shù)碼管顯示轉速每隔2秒鐘會自動增加50轉，而噴油器和火花塞的工作速度會隨著轉速的增加逐漸加快，當數(shù)碼管上顯示轉速為3500r/min——本實驗臺設計的最高轉速時，轉速便不再增加，相應地，執(zhí)行器也對應于最高轉速工作；相反，當置轉速控制開關于減擋位置時，數(shù)碼管顯示轉速每隔2秒鐘會自動減少50轉，噴油器和火花塞的工作速度會隨著轉速的減少逐漸減緩，當數(shù)碼管上顯示轉速為600r/min——本實驗臺設計的最低轉速時，轉速便不再減少，相應地，執(zhí)行器也對應于最低轉速工作。在轉速增加或減少的過程中，如果把轉速控制開關置于空擋位置時，那么實驗臺將會在當前轉速工況下工作。如果按下操作面板上轉速復位鍵時，實驗臺執(zhí)行器就回到怠速工況，隨后再根據(jù)開關的狀態(tài)繼續(xù)工作。同樣，在操作面板上還有進氣溫度控制開關和水溫控制開關，也有相應的數(shù)碼顯示管，當它們工作時，執(zhí)行機構將會對應于不同的進氣溫度和水溫進行不同工況下的工作。
執(zhí)行器在工作當中，可以用專用儀器接在故障診斷端子上讀取各信號數(shù)據(jù)流，對汽車電腦的工作進行分析，從而對汽車電子控制系統(tǒng)進行深入的研究。
2.通過實驗臺上的轉接板可以與同一車系不同車型的電腦連接，從而檢測汽車電腦工作是否正常。
在檢測汽車電腦時，可以把汽車電腦拆下來接在實驗臺上，也可以直接把汽車電腦的輸入端與實驗臺的轉接板相接，進行檢測。同樣地，使用上面所講的方法讓汽車電腦控制執(zhí)行器在不同的工況下工作。當汽車電腦工作時，用專用儀器讀取數(shù)據(jù)流，然后與先前所測得的標準數(shù)據(jù)流相比較，以此來判斷汽車電腦工作情況的好壞。簡單地，通過演示面板上的噴油流量計和點火時刻表讀出的數(shù)據(jù)也可以與標準數(shù)據(jù)流相比較來判斷汽車電腦的工作情況。
確定電腦損壞的通常方法是在相關傳感器信號都能正常輸入電腦的情況下，電腦卻不能正確輸出控制信號來驅動執(zhí)行器。這句話雖然簡單，但這需要很多具體細致的基礎檢查工作。例如噴油器或者是火花塞無法工作，確定在檢查相關電路正常而且模擬轉速信號可以正常輸入發(fā)動機電腦，但是電腦沒有輸出驅動信號給噴油器或者是火花塞，這樣就可以斷定發(fā)動機電腦內部故障。
3.2.3 實驗臺的檢修
汽車電腦內部電路可以分為兩部分，即包括輸入、輸出以及轉換電路的常規(guī)電路和微處理器。常規(guī)電路大多采用通用的電子元件，如果損壞一般是可以修復的。在實際使用過程中，汽車電腦的故障大多發(fā)生在常規(guī)電路中。如果要維修汽車電腦，首先要確定是電腦故障，以免盲目修理，造成不必要的時間浪費和引起其他電路故障。
1.在確定是汽車電腦發(fā)生故障的前提下，按照電路尋找損壞元件 根據(jù)電路圖或實際線路的走向找到與噴油器連接的相應電腦端子，然后用數(shù)字萬用表的通斷擋從確定的電腦端子開始，沿著電腦的印刷電路查找，直至找到某個三極管。這是因為電腦通常采用大功率三極管放大執(zhí)行信號以驅動執(zhí)行器，所以此類故障的原因大多是一個起著開關作用的三極管短路所致。
2．測量三極管 確定三極管的3個極。與印刷線路對應的管腳為三極管的集電極，旁邊較細的印刷線是基極。確認方法是，將發(fā)動機電腦多孔插頭插上，啟動電源，使用萬用表的電壓擋連接到要確認的印刷線，顯示5V則為基極。用萬用表測試三極管，如果發(fā)現(xiàn)集電極(c)與基極(b)的正反向電阻無窮大，則說明三極管已經斷路；如果發(fā)現(xiàn)集電極(c)與發(fā)射極(e)之間的電阻為零，則說明三極管已經被擊穿。另外，還需要測量三極管附近相連的其他三極管和二極管。
3．確定替換用的三極管 確定三極管的型號大致有以下幾個方法：①型號。查看三極管上的型號，通過三極管對應表確定與之相配的國產三極管。②電阻。三級管的基極一般都串有電阻，基極的電阻值要與原三極管的電阻值相近，不同顏色的電阻阻值不同。因為三極管的基極是靠電流的大小控制的，電腦電壓值固定，因此就需要利用電阻來控制電流。如果電流過大會燒毀三極管，電流過小則不能將其觸發(fā)。③測量。利用萬用表的二極管測量擋測量三極管的屬性。根據(jù)三極管的特性，應該只有1個管腳相對于另外2個管腳單向導通，具備這個屬性則可確定是三極管，只有一對管腳單向導通的是場效應管，相對另外兩個管腳導通的管腳是三極管的基極。
4．將替換的三極管焊接到電路板上 焊接時要注意焊錫要盡可能少，避免過熱，焊接完成后要用萬用表測量各管腳應不相互連通。
5．測試維修效果 將電腦板在裸露的情況下連接到車體線束中，起動電源檢查相應功能是否正常，同時用手觸摸三極管，有些熱是正常的，如果燙手就有問題了。
第4章 實驗臺的設計過程
4.1 總體設計方案
4.1.1 實驗臺的設計依據(jù)
隨著汽車智能化的發(fā)展，電控技術在汽車上的應用，為了使學生更好的掌握汽車控制技術的工作原理及提高學生對運行故障的快速分析、診斷能力。及時掌握汽車電子控制技術的發(fā)展趨勢。
實驗臺的設計依據(jù)主要有以下幾方面：
1.選擇參照車型，結合其發(fā)動機運行工況選擇一個具有代表性的發(fā)動機。
2.采集發(fā)動機上的數(shù)據(jù)流，通過整理建立一個比較標準的發(fā)動機工況數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)測得的數(shù)據(jù)流分析各傳感器信號與發(fā)動機轉速的關系。
4.根據(jù)曲線圖用單片機匯編語言模擬各種傳感器信號，使模擬信號能夠正確控制噴油器、火花塞等執(zhí)行器的正常工作。
5.臺架和控制面板的設計，應當使學生在實驗時能夠清楚的知道電噴實驗臺所能實現(xiàn)的功能。實驗臺控制系統(tǒng)組件的合理布置，既要符合各執(zhí)行器的實際安裝尺寸要求又要實現(xiàn)其運行控制。并且在此基礎之上合理設計與之相匹配的臺架，起到支撐，固定的作用。
4.1.2 實驗臺的選型
在選擇設計參照車型時應充分考慮它的代表性，在中國目前的家庭用車中,德國大眾公司的捷達車系占有很大的比例,而捷達車系的發(fā)動機由于采用了五閥電噴這一世界領先技術,它的采用雙頂置凸輪軸，充氣效率大大提高, 同為1.6L的排量，單缸5氣閥比單缸2氣閥發(fā)動機的功率從53kW提高到74kW,0-100公里/小時。因為設計就是要體現(xiàn)理論進步的成果，在今后的幾年甚至更長時間內不至于過早的被淘汰。為了使同學對汽車有一個感性認識，所以選擇捷達車系的捷達王為藍本，設計捷達故障診斷實驗臺。
4.2 實驗臺的設計
4.2.1實驗臺的定型
本實驗臺的制作選用捷達GTX車型的發(fā)動機采集所需的數(shù)據(jù)流。
為了保證實驗臺具有鮮明的教學特色以及更好地為汽車工程相關專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)服務。提高學生的工程實踐動手能力，擬選用捷達GTX為參考車型。捷達轎車是大眾汽車有限公司采用德國大眾公司的先進技術生產的中級汽車，該車型設計先進、選材精良、工藝一流，與同級車型比較，其動力性、經濟性、安全性及舒適性均為上乘，在中國的汽車行業(yè)中，有著很大的市場。一汽—大眾汽車有限公司運用當今德國頂尖發(fā)動機制造技術，批量生產20閥電控多點噴射汽油發(fā)動機，并配以創(chuàng)新的雙頂置凸輪軸，安裝匹配于CT型、GT型捷達轎車上。多點燃油噴射技術的應用，使燃油得到最充分的燃燒，發(fā)動機的動力性、經濟性及排放性能都得到極大提高。
4.2.2 臺架的設計
一、臺架的總體結構
在本實驗臺的設計過程當中，考慮到教學演示操作功能的操作方便性和整體美觀性以及臺架整體的利用，我們設計了一個斜面操作、立面觀看演示的臺架。臺架上安裝了轉向輪，移動很方便，還設計了防塵檔板，形狀顯得更加美觀大方。根據(jù)人體工程學原理，我們設計了一塊大約30o的斜面操作板，還有一塊功能演示板。操作臺兩垂邊分別是150mm，500mm；操作臺下邊離地高度是900mm，操作臺上邊至上邊緣的高600mm，上立體是長寬高800mm×250mm×600mm，整個臺架高1650mm，寬750mm，長800mm。臺架的大體框架如下圖4.1：
圖4.1 臺架的大框架圖
二、臺架的總體布置
在實驗臺的下方有主機和顯示器、蓄電池和油箱以及一些附加件。在操作面板上裝有89C51芯片盒、轉接板、診斷端子、控制開關、電源開關、數(shù)碼顯示管，在功能演示面板上有噴油裝置、點火裝置以及油量流量計和點火時刻表。大體布置圖如下圖4.2：
圖4.2臺架的大體布置圖
三、臺架的校核
實驗臺中，估計各器件與臺架總重為100千克，所以選擇了2mm厚的鋼板，為了便于焊接選擇45號鋼，臺架上最重的是主機和顯示器，油箱，臺架自重，所以四個轉向輪周圍是危險點，下面進行校核。
將四個點簡化成四點支撐兩根梁，我們假設每根架承受約25kg的力，為了尋找危險截面，所以支撐架所受彎曲應力如圖4.3為：
圖4.3 支撐架受力圖
設F1=F2=5kg
F=25-F1+F2=15kg
L1=L2=0.1
L”=0.2
L’=0.4
將該底板近似為簡支梁,由受力平衡和D點的彎矩平衡得：
RB+RC=25Kg×10N/Kg
RA=0
MA（F）=F×0.2+F2×0.7-Rc×0.6-F1×0.1=0
RA=0
Rc=100N
Rb=150N
因為,彎曲應力的最大之發(fā)生在彎矩最大點,求彎矩的最大值
當x=0時
=85n.m
橫截面上的最大正應力公式為：
Wz為彎曲截面系數(shù) （式4-1）
由于該支撐輪處的制作材料選用的是45號鋼板制成。根據(jù)型鋼表可以查得：
則
由參考資料查得， 該鋼板的許用拉應力為
許用壓應力為
由受力圖可知該支撐架只承受壓應力，因此，此時無需對拉應力進行校核只需對壓應力進行校核即可。
由于
所以該支撐架符合要求，所選材料合格。
4.3 模擬信號的設計
4.3.1 數(shù)據(jù)流的采集
為了能夠比較精確地模擬發(fā)動機各傳感器的信號，需要從所選發(fā)動機上大量采集所需的數(shù)據(jù)流，通過數(shù)據(jù)流分析各傳感器信號的特點，從而能控制信號的精度。
本實驗數(shù)據(jù)流的采集使用了“奧迪大眾VAS—5051B”電腦診斷工具，該電腦診斷系統(tǒng)是一個用計算機對汽車進行檢測、診斷、編碼等為一體的設備。它通過計算機、電纜、適配器和汽車連接，就可以工作。適用于大眾/奧迪/斯克達/SETA等車型，完全可以取代VAG1551/1552，有些功能已經超過VAG1551/1552，近似于原廠VAS5051，以后還可以通過網(wǎng)絡不斷升級。
該系統(tǒng)除了具備VAG1551/1552所有功能外還有如下特點：
1．通過計算機屏幕顯示，避免了類似像VAG1551/1552的繁瑣操作，很多控制已經集中成按鈕放在一個頁面上，用鼠標點擊即可完成操作。
2．為配合使用《維修手冊》，本軟件幾乎所有控制按鈕旁都增加了操作的號，實現(xiàn)了與VAG1551/1552的通用。
3．在本系統(tǒng)的適配器上增加了指示K/L線的紅色發(fā)光二極管和指示控制模塊通信狀態(tài)的綠色發(fā)光二極管，根據(jù)發(fā)光管的閃爍，用戶能很快判斷計算機與適配器，適配器與車上控制模塊之間工作是否正常。
5．增加了車輛與計算機之間的送話系統(tǒng)，解決了因測試電纜加長后講話不便的問題。
4．獨特的K/L線電子保護系統(tǒng)，任何錯誤接線都不會損壞適配器。
在采集數(shù)據(jù)流時，先把儀器與發(fā)動機診斷端子接好，啟動發(fā)動機，找到所要測信號的通道，在水溫達到正常即80℃時開始采集，電腦會自動記錄，每隔1.3秒記錄一次，用手拉動節(jié)氣門拉索，使發(fā)動機轉速從怠速起緩慢增加到3500r/min左右，這樣反復多次測試，就會得到比較準確的發(fā)動機信號數(shù)據(jù)。
本實驗所測得的數(shù)據(jù)參見附錄1。
4.3.2 數(shù)據(jù)流分析
從附錄1中數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)動機怠速時的轉速范圍為800r/min—920r/min。此時，各傳感器信號比較穩(wěn)定；隨著轉速的增加，各傳感器信號開始變化。
轉速越高，在同一段時間內，曲軸相應轉過的角度越大，如果混合氣的燃燒速率不變，最佳點火提前角則應線性增加。但轉速升高時，由于混合氣的壓力與溫度的提高以及擾流的增加，使燃燒速度隨之加快，故最佳點火提前角應隨發(fā)動機的轉速升高而增大，但不是線性關系。
當發(fā)動機啟動時，由于轉速波動較大，無論是空氣流量計還是進氣歧管壓力傳感器，都不能精確測量進氣量。因此，啟動時，ECU一般不根據(jù)吸入的空氣質量來計算噴油時間，而是根據(jù)發(fā)動機冷卻水的實際溫度由ROM內存儲的水溫—噴油時間圖查出基本噴油脈寬，然后再根據(jù)進氣溫度信號和蓄電池電壓信號，進行進氣溫度修正和蓄電池電壓修正，以此得到啟動時的噴油脈寬。
根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，可以作出點火提前角、空氣質量流量、噴油時間、節(jié)氣門開度、氧傳感器電壓分別和發(fā)動機轉速的關系圖曲線。
（1）點火提前角與發(fā)動機轉速的關系曲線如圖4.4
圖4.4 點火提前角與發(fā)動機轉速的關系曲線
（2） 空氣質量流量與發(fā)動機轉速的關系曲線如圖4.5
圖4.5 空氣質量流量與發(fā)動機轉速的關系曲線
（3）節(jié)氣門開度與發(fā)動機轉速的關系曲線如圖4.6
圖4.6 節(jié)氣門開度與發(fā)動機轉速的關系曲線
（4）噴油時間與發(fā)動機轉速的關系曲線如圖4.7
圖4.7 噴油時間與發(fā)動機轉速的關系曲線
（5）氧傳感器電壓與發(fā)動機轉速的關系曲線如圖4.8
圖4.8 氧傳感器電壓與發(fā)動機轉速的關系曲線
4.3.3 轉速信號模擬
發(fā)動機轉速信號模擬輸出為60-2脈沖波形，在發(fā)動機不同轉速時，輸出波形的頻率不同。其波形圖4.9如下：
圖4.9 轉速信號波形圖
其中，在一個周期內每輸出58個對稱脈沖以后，有兩個脈沖寬度的低電平。此波形用定時器控制輸出。溢出時間的計算方法如下：
曲軸每轉兩圈為一個周期，這樣對應于N r/min的周期T為：
周期T（ms）： （式4-2）
溢出時間t（ms）： （式4-3）
定時器初值TC： （式4-4）
各轉速所對應的周期、溢出時間和定時器初值見附錄2。
在轉速信號模擬中，采用了AT89C51芯片，12MHZ晶振，在設計過程中加有按鍵復位電路。圖4.10為89C51芯片引腳圖。
圖4.10 AT89C51引腳圖
系統(tǒng)主要程序的設計：
1.主程序
主程序在剛上電時對系統(tǒng)進行初始化，然后讀一次鍵開關狀態(tài)，由鍵位值決定程序的執(zhí)行方式。當p1.0口為高電平時，執(zhí)行自增程序；當p3.0口為高電平時，執(zhí)行自減程序。在此程序中，最低轉速為600r/min，最高轉速為3500r/min，當p1.0和p3.0都為低電平時，p1.2口輸出當前轉速的波形信號，從而控制執(zhí)行器的工作。
2.初始化程序
在系統(tǒng)初始化時，將所用的定時器初值從ROM表中裝入寄存器R3和R4中。
3.自增功能程序
自增程序中使用了定時器1，控制轉速的增加，每隔2秒鐘，轉速增加50r/min，當增到上限3500r/min時，便不再增加。
4.自減功能程序
類似于自增程序，每隔2秒鐘，轉速減少50r/min，當減到600r/min時，便不再減小。
5.子程序
子程序中使用了定時器0，以p1.2口為輸出口，控制輸出60-2脈沖信號。程序流程圖見附錄3。
根據(jù)流程圖可以編寫出程序，具體程序見附錄4。
第5章 實驗臺的調試及制作
5.1 實驗臺的調試
5.1.1 程序的調試
在程序的調試當中，使用了偉福系列E51/S仿真器和RIGOL DS 5062C型示波器。
偉福仿真器具有以下先進特點：
1.主機＋POD組合，通過更換POD，可以對各種CPU進行仿真。
2.具有WINDOWS和DOS兩種操作平臺，其中WINDOWS版本功能強大。有豐富的窗口顯示方式，多方位，動態(tài)地顯示仿真的各種過程，使用極為便利。
3.雙工作模式
(1)軟件模擬仿真（不要仿真器也能模擬仿真）
(2)硬件仿真
4.雙CPU結構，100%不占用戶資源。全空間硬件斷點，不受任何條件限制，
支持地址、數(shù)據(jù)、外部信號、事件斷點、支持實時斷點記數(shù)、軟件運行時間統(tǒng)計。
5.雙集成環(huán)境
編輯、編譯、下載、調試全部集中在一個環(huán)境下。
6.強大的邏輯分析儀綜合調試功能。
7.強大的追蹤器功能。
DS 5062C型示波器具有以下特點：
1.具有兩個信號輸入通道。
2.有自動捕捉信號功能。
3.可以截取其中任意一段信號。
4.可以調置橫向和縱向的圖相位置。
5.可以讀取信號周期，發(fā)生頻率。
在程序調試前，先把仿真器與電腦主機箱連接好，接通電源，把示波器與89C51芯片的p1.2引腳連接。啟動計算機，設置仿真器，選擇E51/S型仿真頭。調入所編程序，進行編譯，然后執(zhí)行程序。在這里，由于沒有外部扳鍵，在程序中用軟件控制p1.0或p3.0的位狀態(tài)。當p1.0與p3.0位都為低電平時，自動捕捉所得到的信號波形輸出的頻率保持在一定幅度內不變；當置p1.0位為高電平時，波形的輸出頻率每隔2秒鐘會增加一點，當增到某一頻率時將不再增加；相反，當置p3.0位為高電平時，波形的輸出頻率將會逐漸減小，當降到某一最小頻率時將保持不變。其中，由于扳鍵的抖動、連接電路的穩(wěn)固性和儀器本身的精度，在波形輸出時會出現(xiàn)小范圍的波動，屬正常情況。
5.1.2外部電路的調試
將調試無誤的程序寫入89C51芯片的ROM中，接好上電復位電路和按鍵復位電路，并將扳鍵開關與p1.0和p3.0口按照電路圖接好，將信號輸出口p1.2口與汽車電腦入口端子相連，并將汽車電腦的控制端子與點火裝置、噴油器接好。開啟電源，芯片在上電時自動復位，如果開關在空擋位置，則噴油、點火裝置在怠速工況下工作；如果開關置在p1.0處，則噴油、點火逐漸加快，當?shù)侥骋粫r刻將不再增快；如果開關置在p3.0處，則噴油、點火速度逐漸減緩，當?shù)侥骋粫r刻就會保持不變。在工作的任意時刻，可以通過復位開關進行硬件復位。
5.2 實驗臺的制作
5.2.1 臺架的焊接
根據(jù)實驗臺所用的器材部件確定出試驗臺臺架各邊尺寸，在制做過程中要將框架的各邊按照所設定的進行選材，根據(jù)校核，我們選擇45#碳素鋼材作為實驗臺架的基礎材料，采用焊接技術進行連接。我們將選好的材料按實際設計的尺寸進行選截，由于理論的設計尺寸，和現(xiàn)實中制作的誤差，在截取后還要進行尺寸測量，對不符合要求的要采取適當?shù)姆绞竭M行校準，以滿足制作的需要。在整個焊接過程中要遵循由簡入煩、由外到內、由下至上的原則進行。
將鋼料截好之后，按由下到上的順序將各邊焊接在一起，即先將下地面的各邊焊接在一起之后，再焊接四根立柱，最后焊接上部橫梁。在實驗臺框架各主邊焊接完了后，我們要在框架主邊上焊接或用螺栓連接一些小的部件，用來固定面板。在框架的左后方焊接一個用角鐵做的四邊形托用來支撐油箱，在左前方焊接一個托架來支撐蓄電池。
5.2.2 控制面板的制作
1．材料的選擇
實驗臺有兩塊面板，一塊操作面板和一塊演示面板。由于面板上器件的重量很輕，我們?yōu)榱税惭b方便所以選用20mm膠合板作為控制版材料。
2．尺寸的確定
為了使實驗臺整體布局合理、美觀，所以使控制板的長度以框架的長度保持一致，同時又考慮到安裝在控制板上的各組件的大小及尺寸和方便操作員的實際操作，操作面板的高度要適當。
3．控制板上安裝組件位置的確定：
考慮到控制板上的布局美觀和線束的簡潔和縮短線束的距離，因此我們按照接線方式和連接形式來確定各組件的安裝位置。在操作板上左側是轉接板，中間靠下是三擋位控制開關，上面是89C51芯片盒，右下角是啟動開關，右上角為數(shù)碼管；演示板左邊是點火裝置，右邊是噴油裝置。
5.2.3 內部電路的焊接
內部電路中包含有一個按鍵復位電路和一個扳鍵開關，采用12MHZ晶振。其中，按鍵復位電路中有1000歐和8200歐電阻各一個，一個10微法電容；兩個30皮法起振電容。電路使用+5V電源。按照下面電路圖5.1焊接好電路。
圖5.1 內部電路圖
5.2.4 組件的安裝
1.在上面我們已經將各組件的位置確定了，并且使各組件間保持了一定的間隙，先將各組件在控制板上的位置用鉛筆畫出他們具體的位置，之后，在畫出的組件的位置上用做出是組件固定在控制板上的螺紋孔。然后把各個器件依次用螺栓固定在面板上。
2.把面板組放在臺架上，用螺栓固定。
3.連接線路和管路。
5.2.5 實驗臺的整體合理性
實驗臺的整體合理性：在實驗臺各部安裝完了后，由于控制板上各組件的連接造成了實驗臺內線路的混亂，為了避免實驗時線路損壞和實驗臺布線的合理性，將實驗臺內的線路按其分布捆成線束，以線束的方式固定，這樣就避免了實驗臺內線路的混亂，使實驗臺總體布局合理。同時為了使實驗臺整體看起來美觀，將實驗臺框架刷上油漆，就使實驗臺整體看起來整齊美觀了。因為，控制板我們選用的是膠合板因此就不可避免的存在邊緣的不整齊和毛邊，為了使控制板美觀，將控制面板半邊用裝飾條包上，這樣就使控制板看起來美觀了。
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[15]李涵武，汽車電器與電子技術，哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003
[16]鄧文英，金屬工藝學，高等教育出版社，2002
[17]吳際璋，汽車構造，人民交通出版社，2002
[18]王世剛、張秀親、苗淑杰，機械設計實踐，哈爾濱工程大學出版社，2003
[19]劉品、劉麗華，互換性與測量技術基礎，哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002
[20]譚浩強，c程序設計，清華大學出版社，2002
[21]毛謙德、李振清，袖珍機械設計師手冊，機械工業(yè)出版社，1994
致 謝
三個多月的畢業(yè)設計結束了，在這三個多月里，經過數(shù)次的嘗試和修改，在指導老師鮑宇的精心指導下，我的畢業(yè)設計順利完成了，在這次畢業(yè)設計中通過我制作的電噴系統(tǒng)模擬信號故障診斷演示臺，不僅使我對汽車電子控制系統(tǒng)有了進一步了解，使我對單片機原理及控制技術有了進一步的學習，而且使我的理論專業(yè)知識得到了加強和鞏固，動手操作實踐能力也得到了提高，相信這在以后的工作中將對我會有很大的幫助，同時，也讓我體會了理論與實踐相結合的重要性。這次畢業(yè)設計的圓滿結束，特別要感謝我的指導教師鮑宇老師，還有幫助過我的所有老師，在我畢業(yè)設計的這段時間里，他們都給了我很大的幫助，才使我的畢業(yè)設計能順利地完成。通過這次畢業(yè)設計，感覺到我真的學到了很多的東西，使我在大學中學到的知識全部的貫穿起來，對所學知識的應用能力得到了進一步的提高。
再次感謝我的指導教師鮑宇老師和各位老師的指點和幫助！
附錄1 發(fā)動機數(shù)據(jù)流
（表4.1）
怠速
節(jié)氣門角度
點火提前角
噴油時間
空氣質量流量
冷卻液溫度
進氣溫度
800-920 轉
0-5 度
6-12 度
2.00-5.00毫秒
1.8-5 克/秒
80-105 度
-45-108.5 度
/min
BTDC
STAMP
ms
g/s
℃
℃
840
0
12
3.48
3.82
84
16.5
840
0
12
3.57
3.89
84
18
840
0.4
12
4.17
3.82
87
12
840
0.4
12
2.72
3.33
84
21
880
0
12
3.48
3.75
84
21
880
0.4
12
3.57
3.61
85.5
21
880
2.6
12
4.17
4.44
85.5
21
880
2.2
12
4.59
5.28
88.5
21
920
2.6
12
3.83
3.89
82.5
15
920
2.6
12
3.57
3.82
87
15
960
3
12
4.67
5.62
87
15
960
3
12
4.34
5.48
88.5
21
1000
2.6
12
4.42
5.07
85.5
18
1000
2.6
12
4.08
5.07
88.5
21
1040
3
12
4.0