PLC控制4A发动机故障试验台的研究.pdf

P L C 控 JJ 4 A 发动机故障试验台的研究 陈 迪 超 ， 余 华 新 广 东省 江 门市 高级 技 工 学校 ，广 东 江 门5 2 9 0 3 0 摘要 针 对 当前 汽 车 行 业 的迅 速 发展 ，汽 车 教学 如 何 能 跟 上 步伐 这 个 问 题 ，笔 者 经 过 长 时 间 的思 考 ，就 如 何 改 进 教 学方 法 ，适 应 汽 车新 技 术 的 学 习 ．使 学 生 更 加容 易掌 握 电 喷 发 动机 的 电子 控 制 系 统 检 测 和 维修 ，利 用现 时 的设 备 ，制作 了可 编 程 控制 器 P L C控 制4 A发 动 机 故 障 试验 台 ，以适 应 教 学 的 需 要 ，还 可 利 用 该 试 验 台 实 行对 外 等 级 培 训 工作 。 关键 词 试 验 台 ；可 编 程 控 制器 P L C ；特 点 ；应 用 中 图分 类 号 U4 6 4 ． 1 1 O ． 1 文献 标 识 码 A 文 章 编 号 1 0 0 3 8 6 3 9 2 01 0 0 1 - 0 0 4 2 - 0 3 Re s e ar c h o n t he Te s t Be nc h f o r D i ag n os i s t o Fa ul t o f PL C Con t r ol l e d 4 A En g i ne CHEN Di c ha o． YU H u a x i n J i a n g me n A d v a n c e d T e c h n i c a l S c h o o l ，J i a n g me n 5 2 9 0 3 0，Ch i n a Abs t r a c t A PLC c o nt r o l l e d t es t be n c h wh i c h c a n be u s e d t o di a g no z e 4A e n g i n e f au l t s ha s b e e n s e t up， S O t ha t i t ma y b e u s e d f o r t ea c hi n g s t ud e n t s t o di a g n oz e e n g i ne e l e c t r o ni c c o n t r ol s y s t e m a n d ma i n t a i n． I t c a n a l s o b e u s e d f o r t r a i n i ng m a i n t e n a nc e wo r k e r s ． Ke y wo r d s t e s t b e d；P L C P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o ll e r ；c h a r a c t e r i s t i c ；a p p l y 电 喷 发 动 机 由 于 经 济 性 和 动 力 性 的 优 势 ，逐 渐 地 取 代 了 传 统 化 油 器 式 发 动 机 。 因 此 。很 多 技 校 及 高 级 院 校 都 引 进 了 电 喷 发 动 机 进 行 教 学 和 实 训 ， 以 满 足 汽 修 专 业 发 展 的 需 求 。有 的 学 校 已 经 采 用 新 技 术 、新 演 示 的 实 操 设 备 来 给 学 生 讲 解 电 喷 发 动 机 维 修 ，提 高 学 生 学 习 兴 趣 和 操 作 技 能 。 以 前 汽 车 发 动 机 试 验 台不 足 的 地 方 ① 工 作 不 可靠 ，不 隐蔽 ；② 维修率 高 ，使用 率 不高 ，效 果不 佳 ；③ 功 能不全 面 ；④用 电动 机带 动 。 1 PL C控 制 4A发 动 机 故 障 试 验 台 设 计 1 ． 1试 验 台设 计 构 思 从 P L C控 制4 A 3 2 动 机 故 障 试 验 台 基 本 功 能 ． 能 反 映 汽 车 维 修 专 业 学 生 学 习 电 喷 发 动 机 的 拆 装 、 检 查 及 故 障 排 除 的 情 况 该 设 备 通 过 较 长 时 间 的 工 作 运 行 和 调 试 后 ， 依 然 工 作 可 靠 、 性 能 稳 定 。 笔 者 设 计 的 P L C控 制 4 A发 动 机 故 障 试 验 台 如 图 1 所 示 。 1 - 2试 验 台各 部 分 的 作 用 1 E CU部 分 通 过 发 动 机 各 个 传 感 器 的 信 号 控 制 发 动 机 各 个 执 行 器 工 作 ，检 测 各 个 传 感 器 是 否 正 常 。 2 仪 表 部 分显 示 发 动 机 在 不 同 工 况 下 的 运 图l PL C控 制4 A发 动机 故 障试 验 台 行 状 况 。 3 检 测 部 分检 测 发 动 机 各 个 传 感 器 和 执 行 器 是 否 正 常 。 4 P L C 可 编 程 控 制 器 单 元 对 发 动 机 进 行 故 障 设 置 和 故 障 排 除 。 1． 3设 计 过 程 1． 3． 1 发 动 机 的 选 用 注 意 选 用 的 发 动 机 必 须 为 微 机 E CU控 制 各 个 部 分 如 传 感 器 、 执 行 器 ，还 要 是 现 时 众 多 电 喷 发 动 机 中 使 用 得 比 较 普 遍 的 ， 同 时 还 要 方 便 学 修 改 稿 收 稿 日期 2 0 0 9 0 9 0 8 作 者 简 介 陈迪 超 1 9 6 8 一 ，男 ，大 专 ，1 9 9 3 年 至 今 在 江 门 高级 技 工 学 校 从事 汽车 专 业 的 教 学 T作 。 汽车电器 2 o 1 o 年第 1 期 ● 不要 为 已 消 逝 之 年 华 叹 息 ， 须 正 视 欲 匆 匆 溜 走 的 时 光 ● 蓬 生 对 电 喷 发 动 机 的 学 习 ， 如 4 A发 动 机 就 满 足 以 上 所 需 。 该 发 动 机 采 用 多 点 喷 射 系 统 ， 微 机 控 制 点 火 ；另 外 ， 由 于 供 油 压 力 较 高 ． 选 用 油 管 和 汽 油 接 头 时 ， 承 受 的 压 力 必 须 在 2 ． 8 MP a以 上 ， 在 汽 油 长 期 流 经 的 情 况 下 不 老 化 和 氧 化 ，并 配 有 不 锈 钢 油 箱 。 1 ． 3 ． 2故 障 控 制 设 计 在 设 计 P L C控 制 4 A发 动 机 故 障 试 验 台 的 过 程 中 ，共 设 计 了 1 2 个 故 障 点 随 需 要 不 同 可 随 意 增 加 或 减 少 ， 如 图2 所 示 。 图2设计 1 2 个 故 障点 1 ． 3． 3 P L C电 控 单 元 设 计 1 必 须 选 用 抗 干 扰 能 力 较 强 的 可 编 程 控 制 器 ． 因 为 在 发 动 机 运 行 的 过 程 中 ，火 花 塞 在 点 火 时 需 要 的 高 压 电 会 产 生 很 强 的 磁 场 ，从 而 对 各 个 电 子 元 件 造 成 干 扰 。 还 必 须 选 用 能 满 足 发 动 机 故 障 数 量 的 输 入 、输 出 端 子 的 可 编 程 控 制 器 。 在 设 计 中 选 用 了 和 利 时 公 司 的 可 编 程 控 制 器 来 实 现 上 述 要 求 ，该 可 编 程 控 制 器 以 其 控 制 能 力 强 、 改 变 生 产 程 序 灵 活 方 便 、可 靠 性 高 等 特 点 ，不 仅 取 代 传 统 的 继 电 器 控 制 系 统 ，还 可 构 成 复 杂 的 工 业 过 程 控 制 网 络 。 P L C控 制 原 理 如 图 3 所 示 VC C J B1 J 1 3 2 J 1 3 3 J B4 l Bs I B6 J B CoM I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I n P L C 主 机 CoM O1 02 03 04 os 06 On Ve Te l K ⋯ V 。 c _ _ 一 2 4 V电源 B 一 输 入按 钮 I P L C 信 号 输 入端 0一P L C信 号输 出端I 一 继 电器线 圈 C OM- 输入 输 出 信号公共 端 图3 P LC控 制 原 理 图 2根 据 故 障 设 置 的 数 量 ， 编 写 梯 形 图 ． 如 图 4所 示 设 置 故 障 当 按 下 输 入 按 钮 B， 时 一 P L C的 常 开 开 关 X， 闭 合 一 Y 线 圈 得 电 一 Y 常 开 开 关 闭 合 一 此 时 Y 形 成 自锁 状 态 一 继电 器 K 线 圈 得 电 一 K 常 闭 开 关断 开 断 开 发 动 机 电 喷 线 路 一 发 动 机 出 现 故 障 。 图4故 障设置梯形 图 清 除 故 障 按 下 输 入 开 关 B 一 P L C的 常 闭 开 关 X 断 开 一 Y 础 圈 失 电一 Y 常 开 开 关 断 开 一 k 一 ， 线 圈 失 电 一 K 一 常 闭 开 关 闭 合 连 接 发 动 机 电 喷 线 路 一 发 动 机 正 常 运 行 。 P L C主 机 与梯 形 图 的关 系 ① 当 主 机上 I 得 电 时 ，梯 形 图上x 就 会 自动 闭合 ；② 当梯 形 图 上Y 继 电器 线 圈 得 电 时 ， 主 机 上 O 得 电 。 1 ． 3 ． 4仪 表 的 设 计 为 了 能 充 分 显 示 4 A发 动 机 在 不 同 工 况 下 的 运 行 状 况 ，设 计 故 障 试 验 台选 用 了 以 下 仪 表 。 1 直 流 电 流 表显 示 发 动 机 充 电 及 用 电状 况 。 2 直 流 电 压 表显 示 电 池 电 压 。 3 真 空 压 力 表 显 示 发 动机 空 气 供 给系 统 状况 。 4 汽 油 压 力 表显 示 汽 油 总 体 状 况 。 1 ． 3 ． 5 P L C 控 制 4 A发 动 机 故 障试 验 台架 1 为 了 能 达 到 发 动 机 故 障 试 验 台 设 计 构 思 ． 在 设 计 试 验 台 架 时 ，将 试 验 台 的 各 g - 部 分 尽 量 分 开 ，方 便 使 用 按 钮 形 式 设 置 故 障 ，并 把 P L C和 继 电 器 收 藏 起 来 ， 以 达 到 隐 蔽 的 效 果 。试 验 台 架 P L C和 继 电 器 安 放 位 置 如 图5 所 示 。 2 在 试 验 台 上 绘 有 与 4 A发 动 机 线 束 彩 色 的 喷 绘 一 致 的 电 路 图 ，喷 绘 由 有 机 玻 璃 保 护 ，学 生 可 直 观 对 照 电 路 图 和 发 动 机 实 物 ，认 识 和 分 析 控 制 系 统 的 工 作 原 理 ． 并 在 电 路 图 上 各 个 位 置 安 装 检 测 端 子 ．方 便 检 查 及 维 修 故 障 。 ● 投 资 1 5 0 0 0元 可 建 年 产 千 吨 电解 液 厂 详 见 插 3广 告 ● 图5试 验 台 架PLC和 继 电 器 安 放位 置 汽车电器 2 o 1 o年第 1 期 3试 验 台 配 备 有 电 源 总 开 关 、水 箱 防 护 罩 等 安 全 保 护 装 置 。 4试 验 台 架 采 用 钢 性 结 构 焊 接 ， 表 面 喷 塑 处 理 ，带 脚 轮 ，移 动 灵 活 。 2 PLC控 制 4A发 动 机 故 障 试 验 台 的 使 用 方 法 在 发 动 机 运 行 的 情 况 下 ， 人 工 按 下 故 障 按 钮 ， 从 而 对 P L C发 出 信 号 ，P L C根 据 输 入 信 号 和 内 部 早 已编 写 好 的 指 令 ，控 制 相 应 的 继 电 器 动 作 ， 动 作 的 继 电 器 的 常 闭 触 点 断 开 ．切 断 发 动 机 的 某 一 部 分 的 传 感 器 或 执 行 器 的线 路 ，此 时 发 动 机 就 会 出 现 异 常 情 况 如 怠 速 不 稳 、 不 能 着 车 等 故 障 ，然 后 根 据 汽 车 上 的 仪 表 和 利 用 发 动 机 故 障 自诊 断 的功 能 读 取 故 障 码 。分 析 出 发 动 机 的 故 障 位 置 ，并 人 工 排 除 故 障 。 3 PL C控 制 4A发 动 机 试 验 台 的 应 用 特 点 1 P L C控 制 4 A发 动 机 故 障 试 验 台 是 用 于 给 学 生 对 发 动 机 进 行 装 配 和 故 障 排 除 的 学 习 。 并 可 用 于 考 核 。 2 试 验 台 用 可 编 程 控 制 器 对 发 动 机 设 置 故 障 ， 使 操 作 更 方 便 ，故 障 设 置 得 更 隐 蔽 、更 可 靠 ，并 可 以任 意 改 变 发 动 机 故 障 位 置 。 3 能 观 察 发 动 机 的 运 行 状 况 包 括 发 动 机 转 速 、机 油 、燃 油 、真 空 压 力 、发 动 机 冷 却 液 温 度 等 参 数 。能 直 接 测 量 各 传 感 器 信 号 电压 。 4 能 检 查 和 测 试 发 动 机 电 子 控 制 系 统 的 故 障 码 、数 据 流 等 动 态 参 数 。 5 使 用 真 实 可 运 行 的 电 喷 汽 油 发 动 机 ， 可 充 分 展 示 其 组 成 结 构 和 工 作 过 程 。 6试 验 台 面 板 上 安 装 有 检 测 端 子 ， 可 直 接 在 面 板 上 检 测 各 传 感 器 、执 行 器 、发 动 机 控 制 单 元 管 脚 的 电信 号 ， 如 电 阻 、 电压 、 电 流 和 频 率 等 信 号 。 7 试 验 台 安 装 有 诊 断 座 ，可 连 接 专 用 或 通 用 型 汽 车 解 码 器 。对 发 动 机 电 控 系 统 进 行 EC U编 码 查 询 、读 取 故 障 码 、清 除 故 障码 、读 取 数 据 流 、执 行 元 件 测 试 、参 数设 定 、波 形 分 析 等 发 动 机 自诊 断 功 能 。 8 可 自 由设 定 任 意 一 处 电 路 的 线 路 断 路 、 对 搭 铁 短 路 、接 触 不 良 等 故 障 现 象 。 9 试 验 台 配 备 有 手 动 油 门 装 置 ， 可 方 便 对 发 动 机 加 速 减 速 ，也 可 任 意 固 定 节 气 门 开 度 。 4试 验 台 在 教 学 中 的 应 用 效 果 1 发 动 机 各 运 转 参 数 显 示 直 观 ．试 验 台 线 路 板 上 安 装 的 电 压 、油 压 、气 压 表 实 时 监 测 发 动 机 运 转 参 数 ，在 故 障 排 除 实 操 时 起 直 接 辅 助 作 用 ，能 帮 助 学 生 分 析 故 障 原 因 。 2 试 验 台 功 能 齐 全 ， 可 操 作 性 强 ， 内 容 多 元 化 ， 发 动 机 结 构 完 整 ，传 感 器 、执 行 器 、EC U等 元 私 { } 2 0 1 0 年 第1 期 件 功 能 完 善 ，可 进 行 油 、 电 、气 等 压 力 检 测 、系 统 维 护 、着 车 调 试 、单 系 统 分 解 学 习 、 元 件 检 测 等 操 作 ． 学 生 容 易 接 受 和 掌 握 。 3试 验 台 考 试 功 能 强 大 ，应 用 P L C技 术 设 置 故 障 ， 可 以 进 行 仿 真 故 障 实 训 ，使 学 生 初 步 掌 握 故 障 排 除 的分 析 思 路 、操 作 步 骤 、注 意 事 项 等 操 作 技 能 。 4 试 验 台 能 自 己 对 蓄 电 池 进 行 充 电 ， 保 证 试 验 台 能 长 时 间 工 作 ，维 修 少 ， 比 较 稳 定 。 5 能 读 取 多 个 故 障 ， 增 加 故 障 的 难 度 ， 有 利 于 等 级 考 核 的 内 容 区 5 3 “ 。 5结 束 语 随 着 时 代 的 发 展 。社 会 对 技 能 人 才 的 需 求 量 急 速 增 长 ．为 了 更 有 效 和 更 规 范 地 开 展 技 能 人 才 的 教 学 工 作 和 培 养 ，结 合 本 专 业 实 际 情 况 和 社 会 发 展 的 需 求 ， 设 计 出 一 个 能 让 学 生 同 时 学 习 到 电 喷 发 动 机 的 电 气 部 分 和 油 路 部 分 维 修 的 试 验 台 ，它 即 能 适 应 汽 车 新 技 术 的 教 学 要 求 ． 又 能 提 高 学 生 的 学 习 兴 趣 、 积 极 性 和 实 训 能 力 。 参 考 文 献 [ 1 ]毛 红孙 ．汽 车 电 子 控 制装 置 [ M] ．北 京 中 国劳 动社 会 保 障 出版 社 ．2 0 0 4 ． [ 2 ] 崔 心存 ．现 代 汽 车 新技 术 [ M] ．北 京 人 民交 通 出版 社 ， 2o o1． [ 3 ] 王 光林 ．电 控 燃 油 喷 射 汽油 机 [ M] ．北 京 机 械 工 业 出版 社 ．2 0 0 8 ． [ 4]曹 红 兵 ．汽 车 发 动 机 电 控 系统 结 构 原 理 与 故 障 诊 断 [ M] ． 北 京 机 械 工 业 出版 社 ．2 0 0 7 ． [ 5]J a c k E r j a v e c ．汽 车发 动 机 及 其 诊 断 维修 [ M] ． 北 京 电子 T 业 出 版 社 ．2 0 0 6 ． [ 6]谭 本 忠 ．丰 田车 系 汽 车 电脑 维 修 图集 [ M] ．北 京 机 械 工 业 出版 社 ．2 0 o 8 ． 编 辑文珍 ● 投 资 小 、 成 本 低 、 利 润 高 的 致 富 项 目 详 见 插 3广 告 ●