《汽车电器与电子控制系统》实验指导书.doc

《汽车电器与电子控制系统》
实验指导书

机械与汽车工程学院
汽车服务工程教研室

南阳理工学院
2013-2014

实验一 全车电器实验

一、 实验目的
1、更好的理解、巩固和掌握汽车全车线路组成及工作原理等有关内容。
2、巩固和加强课堂所学知识，培养实践动手能力，提高分析问题和解决问题的能力以及创新能力。
二、 实验设备
奥迪A6全车线路实验台
三、 实验设备组成
实验台架由电器系统和辅助电器系统两大部分组成。电器系统包括：汽车电源系统、起动系统、充电系统、仪表系统、照明与信号系统组成；辅助电器系统包括：雨刷、喇叭、电动后视镜、电动车门玻璃升降器、中央门控。
四、实验步骤
1、演示性试验
1）电源系统
采用380V1.5KW的电机驱动发电机工作。起动实验台后，通过组合仪表的充电指示灯可以显示发电机工作状态；当充电指示灯点亮时显示发电机可能不发电或有其他故障，当充电指示灯熄灭时显示发电机工作正常。
2）起动系统
接通点火开关拨动至起动档，起动机电磁开关线圈电路接通；电磁开关与传动机构工作，起动机主电路接通，此时起动机开始动作，同时电机驱动发电机开始运转。组合仪表上的充电指示灯熄灭。放松点火开关后，起动机工作结束。
3）仪表系统
帕萨特B5组合仪表由冷却液温度表、燃油表、车速里程表、发动机转速表、手制动拉起和制动液位警告灯、机油压力警告灯、充电指示灯、远光指示灯、冷却液液位警告灯等组成。
组合仪表照明灯须将大灯开关（包括仪表照明灯调节）扳至小灯档方可点亮。当把变光开关打到远光档时组合仪表上远光指示灯点亮则表示远光灯已点亮。
4）照明系统
帕萨特B5的照明系统分为车外照明和车内照明两部分。车外照明包括前照灯、前雾灯、后雾灯、后尾灯组合、牌照灯等；车内照明包括室内阅读灯、行李箱灯、仪表照明灯、用电器及开关位置照明灯、空调板照明灯等。
打开点火开关，把灯光开关扳到第一档，前后示宽灯、仪表照明灯、牌照灯和开关位置照明灯同时点亮。把灯光开关扳到第二档前照灯点亮，通过上下扳动组合开关左侧的变光开关可以实现远近光转换。
在进行雾灯演示时，必须同时打开雾灯开关和灯光开关。
5）信号系统
信号系统可分为车外信号装置和车内信号装置；按其类别又可分为灯光信号和音响信号。车外信号装置是为了保障行车安全而设置的，其要求是必须对其他车辆的驾驶员和行人、交通警察给出明确的信号，且在夜间能提供不眩目又具有一定亮度的照明。车内信号装置要求能为驾驶员提供清晰的指示信号。车外信号包括前转向灯、后转向灯、前示宽灯、后示宽灯、制动灯、倒车灯、危险警告灯、电喇叭等；车内信号是指车内的各种信号指示灯。在台架面板上，方向盘的右侧布置了相对集中的开关控制区，通过其标签标示分别操作相应的开关可进行其照明和信号的演示。
打开点火开关，左右扳动方向盘下方组合开关左侧的转向开关手柄可做出左右转向灯闪亮或关闭演示；向上扳动开关照明灯闪亮。
按动刹车灯开关可进行刹车灯工作演示。
打开点火开关，按动倒车灯开关，倒车灯点亮。
打开危险警告灯开关，四个转向灯开始闪烁警示。
6）辅助电器系统
雨刷喇叭：扳动方向盘下方右侧的组合开关手柄，可以分别驱动雨刷电机进行各工作状态运转，还可驱动风档玻璃喷水电机工作。按动方向盘上的喇叭开关可使电喇叭鸣响。
中央门控锁及门灯：在四个车门均关闭时，摁左前玻璃升降总开关上的开锁、闭锁按钮。可进行开锁、闭锁操作。旋转左前、右前门锁块上钥匙孔，也可进行开锁、闭锁操作（此操作也可在关闭点火钥匙的情况下进行）。在开锁的情况下，任意车门打开时，门控灯、顶灯（打到门控档位）均点亮。同时，在仪表上显示门开警告灯。
电动后视镜：扳动方向盘右侧的开关区的电动后视镜调整开关，打到L档为左右同时调节，打到R档只调节右后视镜。
电动车门玻璃升降器：按下方向盘右侧的开关区的电动车门玻璃升降器总开关位置的四个按钮，可以控制前后四个车门玻璃升降电机的运转，两前门玻璃还可以自动下降，再次点击停止。同时在总开关右侧的三个玻璃升降器按钮也可控制除左前以外的三个门玻璃升降电机的运转（当按下方向盘右侧的开关区的电动车门玻璃升降器总开关中摇窗机安全开关时则不能控制两个后门玻璃升降电机）。
音响系统：本实验台安装有原车音响系统。收录机可以用来收听喜爱的广播节目和播放磁带。
空调系统：打开A/C开关，同时打开鼓风机转速开关，鼓风机和发动机冷却风扇开始低速转动；把空调压力开关中的低压开关两个端角短接，这时空调压缩机指示灯点亮，表示空调压缩机开始工作。把空调压力开关中的高压开关两个端角短接，发动机冷却风扇开始高速运转。调节鼓风机转速开关到不同档位可以改变鼓风机转速。
7）发动机电控系统
本实验台安装有汽车电控系统的主要传感器，执行器和发动机电脑，可以实现正常喷油和点火。传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、氧传感器等。执行器有点火器、喷油器、碳罐电磁阀等。
打开点火开关并起动设备。这时可以观察到火花塞开始跳火，喷油器工作指示灯开始闪亮，表明发动机电控系统开始正常工作。
2、故障设置与排查
1）在电控柜设计故障
2）观察故障现象
3）使用解码器读取故障码
4）根据故障码，利用万用表排查故障
五、实验结果分析
1、画出电控系统的组成框图。
2、画出各电控部件的电路简图。
3、分析至少两种故障的现象以及原因。
六、注意事项
1、开机前须检查电源线及插头是否完好，防护罩是否完好，漏电保护装置是否有效。
2、严禁将电源接反，以免损坏电脑。
3、避免摇晃实验台架，避免频繁拔接各元件的接插头。
4、避免不起动设备，长时间使用蓄电池供电，可造成蓄电池缺电。
5、设备演示毕完后须将电源断开。
6、电器实验台架发生难以解决的故障时需相关技术人员进行处理或通知生产厂家进行处理。
七、故障设置功能参考
故障设置名称
序号
故障名称
序号
故障名称
1
左前大灯
16
一缸点火
2
右前小灯
17
喇叭
3
左前转向
18
右后小灯
4
右前雾灯
19
氧传感器
5
雨刮高速
20
水温传感器
6
喷水电机
21
冷却液位传感器
7
电子风扇
22
制动灯
8
除霜指示
23
倒车灯
9
鼓风机
24
左后玻璃升降器开关
10
收放机
25
右后闭锁器
11
电子油泵
26
右大灯调节马达
12
后雾灯
27
一缸喷油
13
点烟器
28
活性碳罐电磁阀
14
右后视镜
29
机油压力报警灯
15
危险报警
30
室内阅读灯
本机不提倡短路设置故障，如果采用了短路设置方式，则对有可能发生的元器件损坏。

实验二 汽车发动机电控实验

一、实验目的
1、了解迈腾汽油直喷发动机的基本构造及工作原理，通过实物认识各传感器及执行器的位置。
2、通过电脑检测端子，配合万用表检测如冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气流量计等各传感器和执行器的电压及电阻值。3、观察分析电控系统有关部件工作信号。
4、设置迈腾汽油直喷发动机常见故障，通过故障显示，进行学生故障分析、检测诊断实训，培养学生故障分析检测诊断思维能力。
5、可通过原厂组合仪表、可以反应发动机的工况如：转速、水温及其它指示灯的工作情况。
二、实验设备
迈腾1.8TSI 汽油发动机实训台
三、实验设备组成
1、采用全新迈腾1.8TSI 发动机系统制作，包括发动机总成、发动机控制电脑、各种传感器与执行器、线束、油箱、散热系统、消音器、电池、操作控制台、测量面板、故障设置盒、OBDII 诊断接口、发动机移动支架。
2、操纵控制台包括：发动机仪表、实训台电源开关、燃油压力表、真空压力表，可实时显示发动机转速、喷油压力、进气歧管压力等参数变化。
3、测量面板：面板上配有原车电路图、外接式电脑端子，可利用万用表在测量面板的测量孔中测量信号，也可以用示波仪或发动机综合分析仪测量发动机传感器或执行器的波形，测量面板上包括电控系统电路图、与电脑管脚对应的4mm 信号测量孔，表面印刷图形文字。
4、故障设置盒：故障设置开关、故障设置说明，位于实训台的隐蔽部位；在原厂发动机总成的基础上，配备各相关辅助控制系统，各传感器执行器齐全有效，可起动运行发动机，对起动、怠速、加速、减速等发动机工况进行实操实训。
5、能够模拟实际运行工况设置多种常见故障，有专门的故障设置和排除区，短路、断路、虚接等故障，并可模拟信号。
6、实训台面板上安装有随车OBDII 电脑诊断座，可连接专用或通用型电脑诊断仪连接到诊断插座上，对发动机控制系统进行诊断，进行读取故障码、清除故障码、执行元器件动作测试、节气门匹配、读取数据流等操作。
7、实验台上安装有三元催化装置，实现对尾气进行净化；发动机移动支架采用型材焊接，表面喷塑处理，结构牢靠，设置必要的安全防护措施。
四、实验步骤
1.演示性试验
1）检查电路有无连接好。
2）起动前确认故障设置都闭合。
3）设备运转前请锁死刹车脚轮。
4）起动发动机前确认各油路气路连接正常。
5）打开电源开关，按点火开关拧到ON 位，仪表上的背景灯亮起，充电指示灯、机油警告灯、ABS 灯亮起、油泵工作几秒钟，这时燃油表指示到相应的位置，数字里程表有了数字显示转速表和车速表从负位归零。
6）将点火开关拧到STAR 位，起动发动机，如果不能起动，查看燃油压力表有无示数，示数在正常情况下应该是0.25Mp 以上，如果放置时间较长的话，油压应该在0.10Mp 左右。
7）发动机起动以后，使发动机处在怠速状态下运行，观察发动机的各项运行参数。
①怠速转速为850r/min-1000 r/min 平稳。
②发动机温度慢慢升高，但是不超过红区，在95 摄氏度左右。
③真空度0.075MP，摆差为0.005MP。
④燃油压力为0.4Mp。
⑤节气门电压为4.24V。
8）起动发动机，发动机在短时间里转速会达到1100r/m 这就是起动高怠速。
9）冷车起动后，发动机的转速还会高达1100r/m-1400 r/m,冷车快怠速便于汽车迅速达到正常温度，减少磨损。延长发动机的使用寿命。
10）如果开一些大负荷用电器，还会有高怠速，速度高达1050r/m.11.逐渐加油时，发动机转速会逐渐升高，但不要超过6000r/m这样既保护了发动机，有适当的满足了驾驶员的需求。
12）逐渐加油时，发动机转速会逐渐升高，但真空度在逐渐减小。
13）加速时，发动机转速表也会快速变化，发动机声音急促有力，不发闷。
14）急加速时，真空表读数逐渐降低后再升高。
15）加速时，节气门信号电压会下降到5V 以下。
16）加速时，真空表反应灵敏。
17）在加大油门时，发动机加大了负荷，喷油量也加大，喷油量的大小由喷油脉宽和喷油频率决定的，从喷油指示灯闪亮的频率上，就可以看出喷油量随负荷加大而不断加大。
18）随着节气门开度的加大，节气门传感器信号电压逐渐减小。
19）实验完毕后，关闭点火开关，并用机械罩罩好，以延长设备使用寿命。
2.故障设置与排查
1）在单片机控制面板中设置故障。
2）观察故障现象。
3）使用解码器读取故障码。
4）根据故障码，利用万用表排查故障。
五、实验结果分析
1、画出发动机电控系统的组成框图。
2、画出各电控部件的电路简图。
3、如何用万用表检测电源信号、搭铁端和导线的短路及断路、电喷发动机燃油压力？
4、如何使用发动机故障分析仪检测发动机故障？
六、注意事项
1、使用场所应平整结实，接地装置完好。
2、开机前须检查电源线及插头是否完好，漏电保护装置是否有效。
3、严禁将电源接反，以免损坏电脑。
4、在诊断检测过程中请勿对端子施加电压，以免损坏电脑。
5、避免摇晃实验台架，避免频繁拔接各元件的接插头。
6、设备演示毕完后须将电源断开。
7、电器实验台架发生难以解决的故障时需相关技术人员进行处理或通知生产厂家进行处理。
8、在教学板上装有检测端口，红色端子代表电源线，黑色端子代表搭铁线，绿色端子代表信号线，黄色端子代表执行信号线，在检测的过程中请勿对端子施加电压，以免对电脑或电器元件有损伤。
七、 实验台智能化故障设置说明
1、实验台通电后显示屏显示为LOCK.
2、解锁键：第一次设置故障时必须先解锁出厂密码为1234. 先按解锁键然后输入1234 及可解锁，解锁后显示屏显示F——0
3、确定键：设置故障时先输入故障代码，显示屏显示F——X，然后按确定键，显示屏显示P——X，X 为故障代码。 以1 号故障为例，先输入1 后显示屏显示F——1，然后按确定键此时显示屏显示为P——1 ，故障设置完成。设置多个故障时先输入一个故障代码后按确定键然后再输入下一个故障代码再按确定键。设置完多个故障时显示屏显示的是最后一个故障
4、查询键：设置故障后按查询键即可查询所设置的故障代码，设置多个故障后，显示屏显示的为最后所设置的故障代码，按查询键后可以依次显示所设置的故障代码。
5、清除键：设置故障后按清除键即可清除所设置的故障，设置多个故障后如果想清除单个故障时，按查询键查询到所要清除的故障代码此时显示屏显示P——X （X 为所要清除的故障所对应的故障代码）按清除键即可
6、复位键：设置多个故障后，如果想清除所有故障时直接按复位键即可。
7、锁定键：设置故障后为了防止学员看到所设置的故障代码按锁定键即可，锁定后显示屏显示LOCK,锁定后除解锁键和密码数字键以外的键都不起作用。如果想进去智能化故障设置系统必须按解锁键在输入密码即可。
注 ：第一次设置故障时必须先解锁，实验台断电后再次使用时同样先解锁才能正常使用。 
实验三 汽车底盘电控实验

一、实验目的
1、了解汽车ABS/EBD系统和转向助力的基本构造及工作原理，通过实物认识各传感器及执行器的位置。
2、通过电脑检测端子，配合万用表检测如车速传感器、转向角传感器、节气门位置传感器等各传感器和执行器的电压及电阻值。
3、观察分析电控系统有关部件工作信号。
4、设置帕萨特ABS/EBD和polo转向助力系统常见故障，通过故障显示，进行学生故障分析、检测诊断实训，培养学生故障分析检测诊断思维能力。
二、实验设备
帕萨特ABS/EBD示教台、电子控制液压动力转向实训台
三、实验设备组成
ABS制动系统实验台采用帕萨特车型ABS系统，由电磁调速电机作动力源，另装真空泵以刹车助力。将原ABS制动系统实物元件布置在台架板上，连接相关电路并绘制线路图。操作方便，教学直观。具备了实物展示，动态演示，故障设置，电路分析等功能。
电子控制液压动力转向实训台由可移动台架、控制面板（附有车身电脑、组合仪表、发动机电脑、诊断接口、检测端子、控制开关）、转向机、转向盘及管柱、转向拉杆与转向节、ABS控制单元、PC机与机柜、转向加载装置、CAN-BUS控制局域网组成。实验台采用220V交流电源转换为12V直流工作电源方式，解决了蓄电池充电的麻烦；具有助力转向与无有助力转向两种状态的演示功能，可以真实感受助力转向带来的方便，充分体验二者的不同之处；可以通过PC机进行数据流读取、设置故障和清除故障码等实验操作；通过转向的动态演示和数据流的变化了解CAN-BUS局域网的组成及控制方式。
四、实验步骤
1.演示性试验
ABS制动系统实验台
1）接通空气开关，将调速旋钮归零，打开调速电机开关；
2）打开点火开关，将点火开关打到ST档位，然后自动回位到ON档位，电机开始运行；
3）接通ABS开关，开始调节控制台上的“调速旋钮”（根据不同的需要调节旋钮）；

4）踩下刹车踏板，演示ABS工作情况，通过观察控制台上油压表油压的变化和脚部感觉制动踏板动作，了解和掌握ABS的工作原理、工作状态、工作性能等。
*5）每次在点火开关启动前必须将调速旋钮归零。本实验台采用电机驱动，踩刹车踏板后调速电机自动断电，故加装延时继电器。
设备惯性盘与制动盘之间采用离合器连接，可以通过改变离合器的结合程度来改变惯性（模拟实车中不同的路面状况），来改变ABS的工作情况。
电子控制液压动力转向实训台
1）打开控制面板上的220V电源开关，然后打开转向盘下方的点火开关，此时发动机处于运转状态，助力油泵开始工作。
2）调节控制面板上的车速旋钮，并左右转动方向盘观察在不同车速下的助力转向的动态变化。
3）关闭点火开关即助力油泵停止工作，此时左右转动方向盘可体验无助力转向的感觉。
4）当需要改变方向机阻力时，可适当调整装在转向节上的摩擦加载器装置来体验阻力变化对助力转向系统的影响。
5）在运行状态下可以通过PC机读取到助力油泵电流大小的变化，从而观察到助力油泵输出流量大小的变化。
2.故障设置与排查
1）在电控柜中设置故障。
2）观察故障现象。
3）使用解码器读取故障码。
4）根据故障码，利用万用表排查故障。
五、实验结果分析
1、画出电控系统的组成框图。
2、画出各电控部件的电路简图。
3、分析两个实训台各种故障的现象以及原因。
六、注意事项
ABS制动系统实验台
1、运转中应随时检查油、电气的泄露和机体异响，检查与高温件相邻的部件是否有受热变形，出现故障应立即停机检修。
2、操作时应注意与旋转件、高温件保持一定距离以免发生事故。
3、操作时应遵循电控系统要求，严禁运行中拔接插头，测量时务必使用高阻抗电表。
4、使用完毕后，务必断开本机电源。
5、移动台架时，应尽量小心，以避免车轮的损坏。
6、如果发生难以处理的问题，请尽快与本公司取得联系。以尽快寻求解决的办法。
7、设备必须采用可靠的接地装置。
8、进行ABS试验时，踩制动踏板后，电磁调速电机断电，这是为了保护电磁调速电机因负载过大而导致电流过大，造成电磁调速电机及控制器的损坏。所以在进行下次ABS制动试验时，必须重新启动点火开关，在启动点火开关时，必须先将电磁调速电机控制装置的转速旋钮归零，否则也会造成电磁调速电机的损坏 。
电子控制液压动力转向实训台
1、油位：检查时，发动机应停转，前轮处于正前打直位置。冷态时，油位处于下标记；热态时（发动机温度高于50度），油位处于上下标记之间。（本实验台应在停机后进行油位检查）
2、自诊断：检测可以使用V.A.G1551、V.A.G1552或VAS5051，地址码为44。
3、液压泵总成不能分解修理，只能更换总成。
4、更换EPHS控制单元或转向盘角度传感器后，应当对转向盘角度传感器进行基本设定。
5、德国大众汽车公司EPHS系统由TRW公司和KOYO公司提供，二家厂商的系统略有区别，零部件不能通用。
6、操作前应检查电源的安全装置是否完好，确认后方可进行下一步操作。
7、如果发生难以处理的问题，请尽快与本公司取得联系。以尽快寻求解决的办法。