汽车电子实验指导书.docx
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汽车电子实验指导书
汽车电子技术实验指导书
湖南大学机械与运载工程学院汽车实验室
谢小平彭伟光袁苏洁编
2013年3月
实验简介
汽车电子技术实验根据汽车电子技术近年来的发展现状，采用实训装置，通过现场考核及必要的检测实验，使学生掌握必要的汽车电子知识，锻炼观察能力和提高实验动手能力。
现有所能开设的实验主要基于天煌教仪的汽车电子实训装置进行，主要包括：
汽车手动变速器、汽车自动变速器、汽车充电系统、汽车灯光照明系统、汽车传感器、汽车CAN总线系统、汽车发动机电控系统、汽车电动门窗与中控门锁系统、汽车雨刷系统、汽车电子点火与燃油喷射系统、汽车电动座椅系统、汽车动力转向系统、汽车发动机与变速箱、汽车空调系统、汽车巡航系统、汽车音响系统、汽车ABS制动系统。
汽车电子技术实验主要包含汽车动力与传动系统中电子技术的应用、传感器技术在汽车中的应用，汽车灯光与附件中的电子技术应用等几个方面。
由于现有汽车电子技术实验是选修课，总课时只有4学时，动手时间很短，所以抽取以下6个实验作为典型进行讲解，包括汽车动力转向、汽车电子点火与燃油喷射、汽车ABS制动系统性能、汽车巡航系统、汽车起动与充电系统、汽车自动变速器系统。
目录
实验一汽车动力转向4
一、实验目的与要求：
4
二、实验内容：
4
三、实验设备和工具4
四、实验方法与步骤4
五、注意事项5
六、实验报告5
实验二汽车电子点火与燃油喷射6
一、实验目的与要求6
二、实验内容6
三、实验设备和工具6
四、实验方法与步骤6
五、故障判别说明7
六、注意事项9
七、实验报告10
实验三汽车ABS制动系统性能11
一、实验目的与要求11
二、实验内容11
三、实验设备与工具11
四、实验方法与步骤11
五、注意事项12
六、实验报告13
实验四汽车巡航系统14
一、实验目的与要求14
二、实验内容14
三、实验设备与工具14
四、实验方法与步骤14
五、实验报告15
实验五汽车起动与充电系统16
一、实验目的与要求16
二、实验内容16
三、实验设备与工具16
四、实验方法与步骤16
五、实验报告18
实验六汽车自动变速器系统19
一、实验目的与要求19
二、实验内容19
三、实验设备与工具19
四、实验方法与步骤20
五、实验报告21
实验须知
一、实验课之前必须认真阅读教材及实验指导书，明确实验目的，内容、原理和方法；了解实验设备的基本构造、工作原理和使用方法。
二、按规定的时间分成若干组进行实验，不得迟到、早退。
三、遵守实验室的规章制度，爱护实验室的设备，非指定使用的设备，不得随意动用。
四、实验过程中，如设备发生了故障，应立即向指导老师报告，以便及时排除故障，确保实验的正常进行。
五、实验完毕后，要关闭电源，整理好使用过的机器、仪器和工具，并恢复到实验前的原状。
六、实验结束后，按实验指导书要求按时完成实验报告。
实验一汽车动力转向
一、实验目的与要求：
了解包括了方向盘、转向器、助力泵、前悬挂、转向轮等在内的汽车液压助力转向系统结构和组成，了解动力转向系统和前悬挂的外形、安装位置及连接关系，加深对汽车动力转向系统、汽车前悬挂布置方式的直观认识，掌握其工作原理。
二、实验内容：
1、THCEZZ-1型实验台基本构造和组成。
2、电源、电机、方向盘开关认知。
3、压力表和转角盘的显示和读数。
4、液压助力转向系统特点研究。
三、实验设备和工具
THCEZZ-1型实验台
四、实验方法与步骤
1、关闭控制屏右侧的电源开关和电机开关，插好三相四芯电源线插头，接通三相380V、50Hz的交流电源。
2、打开方向盘钥匙，闭合电源开关，将电机开关旋向“启动”，此时电动机顺时针旋转带动助力泵旋转进入待机状态。
3、动力转向操作。
通过旋转方向盘可模拟汽车的转向功能，顺时针旋转方向盘，汽车轮胎向右偏转为右转向；逆时针旋转方向盘，汽车轮胎向左偏转为左转向。
同时在方向盘旋转的过程中通过观察转角盘度数的变化来判断转向的角度大小；控制屏面板的左侧配备的两只压力表在方向盘旋转时指针均发生偏转，学生可通过观察压力表读数的不同来判断该装置动力转向时高压油管和低压油管供油压力大小。
4、实验结束后，依次关闭电机开关和电源开关；最后拔掉三相四芯电源线插头。
五、注意事项
1、方向盘钥匙未打开时请勿旋转方向盘，以免损坏装置。
2、严禁踩踏转角盘。
3、严禁用手去触摸设备旋转部分，以免划伤手指。
4、方向盘转到两侧最大角度时勿继续强行转动。
六、实验报告
1、绘出液压助力转向系统框图，并说明每个部件的功能。
2、液压助力转向系统与电动助力转向系统区别。
3、分别用不同品牌汽车举例说明液压助力与电动助力系统。
并思考今后的转向系统的发展方向。
实验二汽车电子点火与燃油喷射
一、实验目的与要求
了解汽车电子点火与燃油喷射系统的组成和各部件功能，在设置典型的汽车电子点火与燃油喷射系统故障情况下掌握各传感器功能和发动机启动时各部件功能与相互联系，通过实验教学达到巩固理论知识，锻炼观察能力和提高实验动手的能力。
二、实验内容
1、依据THCEDR-2系统对照实物认识与掌握汽车点火系统与喷油系统的工作原理和组成。
2、认识与掌握大众帕萨特1.8TAWL发动机工作原理特别是涡轮增压器的工作原理。
3、认知ECU根据传感器信号对不同工况下喷油系统的控制。
3、认识与掌握各种传感器的功能和读数含义。
4、对系统的故障进行检测与判断。
三、实验设备和工具
THCEDR-2汽车电子点火与燃油喷射系统
四、实验方法与步骤
1、了解控制屏功能，包括指示仪表含义，发动机电控系统框图，点火开关，保险丝标号、规格和对应作用，故障设置箱的用途。
2、关闭控制屏左上侧的电源总开关，插好单相三芯电源线插头，接通单相220V／50Hz的交流电源。
3、合上控制屏左上侧的电源总开关，控制屏上的八个数字指示仪表点亮。
4、将“点火开关”拧到“启动”的位置并保持4秒以上时间，霍尔传感器轮子和发动机转速传感器轮子开始转动，同时火花塞点火，喷油器喷油，设备开始工作。
5、按下“加速踏板”可控制霍尔传感器轮子和发动机转速传感器轮子的转速以及点火、喷油的频率。
6、将“点火开关”拧到“关”的位置，霍尔传感器轮子和发动机转速传感器轮子停止运转，同时停止喷油和点火。
7、关闭控制屏左上侧的电源总开关。
8、结合实验台故障判别说明，分析不同故障的因果关系和内在联系。
9、每5人一组以组为单位进行现场实测。
五、故障判别说明
以下为不同的解码器读出的故障码和故障内容对应表。
序号
故障点
故障现象
故障码和故障内容
1
K1
TP2与TP4之间电压值≥4V
16502P0118发动机冷却液温度传感器电路G62高
2
K2
TP3与TP4之间的电压值≤10V
17939P1531进气凸轮轴控制电路开路
3
K3
TP7与TP4之间电压值≤3V
16727P0343凸轮轴位置传感器（A）电路B1高
4
K4
一缸火花塞不点火
17763P1355气缸1，点火电路开路
5
K5
TP9与TP4之间电压值≤0.2V
16621P0237增压器增压传感器（A）电路低；16490P0106歧管绝对压力/大气压力传感器电路-G71/-F96范围/性能问题；16727P0343凸轮轴位置传感器（A）电路B1高。
6
K6
二缸火花塞不点火
17766P1358气缸2，点火电路开路
7
K7
TP11与TP4之间电压值≥4V
16622P0238增压器增压传感器（A）电路高；16490P0106歧管绝对压力/大气压力传感器电路-G71/-F96范围/性能问题
8
K8
TP12与TP18之间电压值≥4V
16497P0113进气温度传感器1电路G42高
9
K9
三缸火花塞不点火
17769P1361气缸3，点火电路开路
10
K10
四缸火花塞不点火
17772P1364气缸4，点火电路开路
11
K11
不能正常起动
16706P0322点火/分电器发动机速度输入电路-G28无信号
12
K12
TP20与TP18之间电压值≤4V
17956P1548增压压力控制电磁阀-N75开路
13
K13
TP22与TP18之间电压值≤7V
17695P1287增压器再循环阀-N249开路
14
K14
TP24与TP18之间电压值≤4V
17834P1426燃油蒸发排放系统碳罐净化调节阀电路开路
15
K15
TP29与TP18之间电压值恒≤0.2V
16486P0102空气流量传感器电路-G70输入低
16
K16
加速踏板失效
18038P1630节气门/踏板位置传感器/开关-C-电路低
17
K17
EPC灯常亮
17953P1545节气门控制系统故障；17966P1558节气门驱动G186电气故障；17987P1579节气门控制模块-J338：
自适应未启动
18
K18
按加速踏板，EPC灯点亮
17987P1579节气门控制模块-J338：
自适应未启动
19
K19
EPC灯常亮，加速踏板失效
17951P1543节气门驱动角度传感器–G187信号过低；17972P1564节气门控制部件-J338:
基本设定时电压不足或17987P1579节气门控制模块-J338:
自适应未启动
20
K20
一缸喷油嘴不喷油
17645P1237气缸1，喷油嘴电路N30开路
21
K21
二缸喷油嘴不喷油
17646P1238气缸2，喷油嘴电路N31开路
22
K22
三缸喷油嘴不喷油
17647P1239气缸3，喷油嘴电路N32开路
23
K23
四缸喷油嘴不喷油
17648P1240气缸4，喷油嘴电路N33开路
24
K24
不能正常启动
17633P1225气缸1-喷油嘴电路N30-低；17635P1227气缸3-喷油嘴电路-N32低；17636P1228气缸4-喷油嘴电路-N33低；17634P1226气缸2-喷油嘴电路-N31低；17833P1425燃油蒸发排放系统碳罐净化调节阀-N80对地短路；17525P1117H02S加热器电路，B1-S2低；17697P1289增压器再循环阀N249对地短路；17949P1541燃油泵继电器电路-J17开路；17955P1547增压器废气调节旁通电磁阀（A）输入低/对地短路
特别说明：
1．用解码器读取故障码时会出现如下故障码，此为正常情况并非说明设备存在故障：
序号
故障码和故障内容
备注
1
17931P1523来自气囊控制单元的碰撞信号不可信
本设备没有安装气囊控制单元
2
18057P1649动力传输系统数据总线：
来自ABS单元信息丢失
本设备没有安装ABS控制单元
3
17705P1297充压器到节气门压力降
本设备无法模拟真实的压力
2．K19故障点故障设置后需进行节气门自适应操作来恢复正常功能
具体操作方法：
将“点火开关”拧到“开”的位置15秒，在这个过程中不能按油门踏板，随后看见节气门张开一下，表示节气门自适应自动完成。
六、注意事项
为了杜绝可能造成的人身伤害及损坏本实验装置，在使用前请认真阅读注意事项。
1、本装置外部运动部件在运转时，周围人员必须保持一定的安全距离，运动部件安全罩盖，不得随意拆除，以免造成人身伤害。
2、当控制屏左上侧的单相漏电保护器开关处于“开”的状态时，严禁插拔控制屏上发动机ECU、任何传感器及执行器的接插件，以免造成本装置损坏。
3、连接诊断仪器及其它检测设备时，要关闭点火开关；严禁点火开关打开或运转时，进行插拔。
4、当点火开关处于“关”的状态时，才能进行故障点设置，以免造成本装置损坏。
5、当在无故障状态下，电机不能正常加速时需进行节气门自适应操作，操作方法：
将“点火开关”拧到“开”的位置15秒（不能按油门踏板），节气门自适应自动完成。
七、实验报告
1、绘出大众帕萨特1.8TAWL发动机电控系统（ME7.5）原理图。
2、绘出发动机电控系统框图，列出相应传感器的作用。
3、分析发动机不能启动的原因，请举出4例，并给出故障点及代码。
实验三汽车ABS制动系统性能
一、实验目的与要求
通过动手操作了解汽车ABS制动系统的组成、工作原理及其在汽车电控系统中的作用，了解和掌握ABS制动系统常见故障判断方法。
通过实验教学达到巩固理论知识，锻炼观察能力和提高实验动手的能力。
二、实验内容
1、掌握ABS制动系统的组成、工作原理及用途。
2、掌握ABS制动系统中各调节器与控制器的先后动作循序。
3、掌握各故障点的含义与对应部件的功能。
4、了解ABS制动中传感器的重要作用。
5、了解普通制动和ABS制动的区别，体验有ABS与无ABS系统的区别。
三、实验设备与工具
THCEZD-1型汽车ABS制动系统实训考核装置，万用电表、诊断线、一字起、十字起等．
四、实验方法与步骤
1、在控制屏正确启动完成后，首先通过调节时间控制器的旋钮把时间设置为8秒。
2、接着打开对象系统面板上的变频器开关，再拨动工作模式二位旋钮到开启模式。
3、然后顺时针调节电机转速调节多圈电位器，使面板上的车轮转速显示为300，表明此时前后轮的转速为300r/min。
4、接着一脚踩下踏板，开始ABS防抱死制动。
5、实验完成后，应先关闭控制屏面板上的点火开关，接着把电机转速调节电位器逆时针调到底，然后拨动工作模式二位旋钮到停止模式，再关闭变频器开关，最后关闭控制屏面板上的真空泵开关。
每5人一组以组为单位进行现场实测。
五、注意事项
1、地线先接好，以免漏电造成不必要的伤害。
2、实验过程中，两根航空插头不可再旋动，若没有连接好应先关掉控制屏左侧的带漏电保护器的空气开关，重新连接好后再开始实验。
3、在合上控制屏左侧的带漏电保护器的空气开关前，应先把控制屏及控制对象系统上的所有开关打到“关”的一侧。
4、实验过程中，一定不能取下对象系统上的有机玻璃罩来观察实训现象，且面板保险丝盒内的保险丝不能拔下。
5、实验前检查储液罐内的ABS制动液应在其最大位置与最小位置之间。
附：
故障设置使用说明
控制屏右侧为故障设置箱，可设置16个故障点。
当故障点设置处的开关拨到“开”侧时表示故障点设置，对应的故障点指示处的发光二极管点亮，当开关拨到“关”侧时表示无故障点设置，对应的故障点指示处的发光二极管灭。
下表为设置不同的故障点所对应的位置、故障现象、有无故障码及故障内容描述。
序号
故障点
故障现象
1
K1
M9/M10不亮、无故障码、T25/12端无制动信号
2
K2
M9/M10不亮、无故障码、制动灯开路
3
K3
解码器不能通讯、无故障码、诊断座通讯开路
4
K4
K47常亮、故障码为00287、T25/1与G44开路
5
K5
K47常亮、故障码为00285、T25/18与G45开路
6
K6
K47常亮、故障码为00290、T25/2与G46开路
7
K7
K47常亮、故障码为00283、T25/11与G47开路
8
K8
K7不亮、无故障码、K7与电源开路
9
K9
K7、K47常亮、无故障码、K47与ABS控制信号开路
10
K10
K7、K47不能检测、无故障码、K47与地开路
11
K11
ABS泵不工作、V64不亮、V64与电控单元开路
12
K12
K47不亮、K7微亮、无故障码、K47与12V电源开路
13
K13
K47、K7常亮、无故障码、T25/23与12V电源开路
14
K14
ABS液压泵不工作、无故障码、T25/25与12V电源开路
15
K15
K47、K7常亮、故障码为00668、T25/9与12V电源开路、无ABS制动功能
16
K16
制动液位低时K7不能报警、无故障码、F34与地开路
六、实验报告
1、各故障点的情况说明。
2、系统工作原理框图。
3、思考ABS系统的特点，理解为什么ABS系统会成为7座以下小汽车的标准配置和越来越多的商用车可选配置。
实验四汽车巡航系统
一、实验目的与要求
通过帕萨特轿车汽车巡航系统的典型故障，了解和掌握巡航系统的组成、工作原理及其在汽车电系中的作用，掌握其常见故障的判断方法，通过实验教学达到巩固理论知识，锻炼观察能力和提高实验动手的能力。
二、实验内容
1、掌握汽车巡航系统工作原理和功能。
2、掌握汽车巡航系统发挥作用时传感器和其他指令信息。
3、掌握汽车巡航系统各种故障指示。
三、实验设备与工具
THCEXH-1型汽车巡航系统实验装置、数显万用电表、诊断线
四、实验方法与步骤
提供巡航定速控制开关、加速踏板位置传感器、刹车模拟开关等。
刹车模拟开关：
模拟汽车刹车开关。
加速踏板位置传感器：
实现汽车加减速过程。
巡航定速控制开关：
当巡航开关打开时，车速大于40km/h，按下“SET”按钮可实现巡航定速功能；向左拨动“+”开关可实现巡航定速值增加，拨到“OFF”侧时巡航状态解除。
X:
外部接口。
TP1:
巡航定速控制开关信号测试点。
TP2:
刹车开关信号测试点。
TP3：
加速踏板位置传感器1信号测试点。
TP4：
加速踏板位置传感器2信号测试点。
附：
故障设置功能
序号
模块
故障点
故障现象
1
CE132
K1
发动机转速传感器脉冲轮停转，当调节加速踏板位置传感器时，节气门开度不会变化，TP1直流电压值≤0.5V。
2
K2
当调节加速踏板位置传感器时，节气门控制单元开度不能随着增大或减小,且仪表板EPC指示点亮。
3
K3
当符合巡航条件时，按下巡航定速开关的”SET”开关时，不能实现巡航定速功能。
4
K4
发动机转速传感器脉冲轮停转，TP4交流电压值≤1V。
五、实验报告
1、画出巡航系统工作原理图和外部条件。
2、提出对巡航系统的改进意见。
实验五汽车起动与充电系统
一、实验目的与要求
掌握汽车启动的系统结构和部件功能，对汽车起动和充电电流和电压有一定认识。
二、实验内容
1、掌握THCEQD-1型汽车起动系统实验装置的构成及工作原理。
2、掌握蓄电池的功能及工作原理。
3、掌握汽车起动点火和充电的电流电压关系。
三、实验设备与工具
THCEQD-1型汽车起动系统实验装置和THCECD-1型汽车充电实验装置。
四、实验方法与步骤
1）起动点火系统
1、将蓄电池正负极连接线分别连接到充电器支架的“+”、“-”接线柱上（注意要检查连接正确，不可接错），再用80cm实训连接导线将充电器支架上“+”接线柱与CE-80面板上“1（30）”接线柱相连接，“-”接线柱与CE-80面板上“7（E⊥）”接线柱相连接。
2、再用80cm实训连接导线将CE-82面板上“1（+）”接线柱与CE-80面板上“3（50-1）”接线柱相连接，“3（-）”接线柱与CE-80面板上“5（50-2）”接线柱相连接。
3、再用80cm实训连接导线将CE-83面板上“1（+）”接线柱与CE-80面板上“6（50-2）”接线柱相连接，“3（-）”接线柱与CE-80面板上“8（E⊥）”接线柱相连接。
4、将CE-04挂箱上的白色三芯电源线插到有单相交流220V电源插座上，后将CE-80挂箱后的蓝色三芯插头插到CE-04挂件上，再合上CE-04面板上的总电源开关。
5、将CE-80面板上的时间控制器的时间调到3S处，后打开面板上的点火开关到“起动”位置处，此时起动机将开始工作，可以检测电流表电流及电压表的电压，等到达3S时，起动机将停止下来，电流表及电压表指针都停止在表盘的中间位置。
6、实训完成后，先关闭点火开关到“关闭”位置，后关闭CE-04面板上的总电源开关，再把蓄电池上的正负极连接线拿下。
每5人一组以组为单位进行现场实测。
在通电前，一定待老师检查正确后方可通电。
2）充电系统
1、将蓄电池正负极连接线的一端分别连接到蓄电池支架的“+”、“-”接线柱上（注意要检查连接正确，不可连错），再用80cm实训连接导线将蓄电池支架上“+”接线柱与CE-90面板上“7（30）”接线柱相连接，“-”接线柱与CE-90面板上“14（31）”接线柱相连接。
2、用80cm实训连接导线将CE-82面板上“1（+）”接线柱与CE-90面板上“9（B+）”接线柱相连接，“3（-）”接线柱与CE-90面板上“8（30）”接线柱相连接；用80cm实训连接导线将CE-83面板上“1（+）”接线柱与CE-90面板上“12（B+）”接线柱相连接，“3（-）”接线柱与CE-90面板上“15（31）”接线柱相连接；用80cm实训连接导线将CE-92面板上“1（+）”接线柱与CE-90面板上“4（15）”接线柱相连接，“2（-）”接线柱与蓄电池支架的“-”接线柱相连接；用80cm实训连接导线将CE-92面板上“3（+）”接线柱与CE-90面板上“5（15）”接线柱相连接，CE-92面板上“4（-）”接线柱与CE-83面板上的“4（-）”接线柱相连接。
3、将发电机上“B+”接线柱出来的实训连接导线与CE-90面板上“10（B+）”接线柱相连接，“D+”接线柱出来的实训连接导线与CE-90面板上“11（D+）”接线柱相连接，“D-”接线柱出来的实训连接导线与CE-90面板上“13（D-）”接线柱相连接。
4、将CE-93实训挂件后的三芯蓝色插头插到CE-04实训挂件后的三芯蓝色插座上，后把三相异步电动机上黄、绿、红三根4号强电线接到CE-93挂件面板上对应黄、绿、红三个强电座处。
5、把CE-04挂件上单相白色电源插头插到有单相交流220V电源插座处，再把蓄电池正负极连接线的另一端分别正确连接到蓄电池正负极接线柱上，后合上总电源开关。
6、打开CE-93面板上的变频器开关，后把工作模式开关打到“启动”处（启动前要先把电机转速调节电位器逆时针调到底），最后顺时针旋转电机转速调节电位器使得变频器上的数显显示为“40”。
7、打开CE-90面板上的点火开关到“3”档位置处，此时发电机将开始发电，再松开手点火开关将自动回位到“2”档“开”位置处，并可读出发电机在工作时电压表及电流表上的读数。
8、实训完成后，应按照以上相反顺序使发电机停止工作，后拔下三芯电源插头并拿下蓄电池正负极连接线。
五、实验报告
1、画出汽车起动机工作示意图。
2、画出汽车充电工作示意图
3、将两种系统工作时的电流和电压进行比较，并对不同元器件和连接电缆的要求进行评估。
实验六汽车自动变速器系统
一、实验目的与要求
掌握汽车自动变速器结构认识，对自动变速器正常工作时的信号测量、自动变速器不同档位工作状况的运行、数据流的阅读与测量、自动变速器系统故障的综合诊断等有一定了解。
二、实验内容
1、掌握自动变速器结构，在车辆中的部位及工作原理。
2、设置典型的自动变速器电控系统故障并进行诊断。
3、掌握自动变速器外部条件和工作环境。
三、实验设备与工具
THCEBS-2型汽车自动变速器实验装置，数显万用电表
THCEBS-2装置包括以下几个部分
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