（终稿）1ZRFE发动机教学实验台设计（全套完整有CAD）

检查正时链条的延伸度。

设置凸轮轴定位螺栓，拆卸凸轮轴。

检查凸轮轴正时齿轮。

拆卸凸轮轴正时齿轮。

拆卸气缸盖及缸垫。

注意从外往内松开并拆开气缸盖固定螺栓。

拆卸油底壳及油封。

检查凸轮轴正时链轮。

检查链条张紧器和减震器。

检查气缸盖固定螺栓。

气缸盖的分解检查和重组按顺序拆卸气门挺杆气门气门杆油封。

按顺序检查如下项目气缸盖的平整度气缸盖是否有裂纹间隙气门及气门弹簧气门导管衬套气门座凸轮轴。

按顺序重组气缸安装气门杆油封安装气门安装气门挺柱。

气缸体的分解检查和重组检查连杆轴向间隙连杆油隙及曲轴轴向间隙后拆卸活塞和曲轴。

按顺序检查如下项目检查气缸盖的平直度检查间隙检查活塞和活塞环检查轴承盖固定螺栓检查轴承。

安装曲轴。

重新组装活塞并安装活塞。

重新组装发动机安装油底壳。

安装气缸盖垫片并安装气缸盖。

安装油封。

安装凸轮轴正时齿轮。

安装凸轮轴。

安装正时链条并安装正时链条盖。

安装曲轴皮带轮。

安装水泵。

安装水泵皮带轮。

检查并调整气门间隙。

.故障模拟设置与故障自诊断功能实验台设有包含各种常见电子控制系统故障的预设单元，如传感器执行元件的故障代码操作等。

针对发动机控制系统的故障，可利用发动机故障指示灯进行读取，也可利用专用设备进行读取。

下面以故障指示灯显示为例加以说明。

读取条件蓄电池电压不应低于式中蜗杆的轴向模数蜗杆分度圆直径蜗轮齿数蜗轮的许用接触应力载荷系数作用在蜗轮上的转矩∙估计蜗杆蜗轮的相对滑动速度.。

由机械设计基础表中查得。

因为使用链轮会产生些冲击，另外发动机的重心绕连接轴中心做圆周运动，属于动载荷，取.代入上式得，由机械设计基础表得，.，.，。

确定中心距取，得.，圆整取。

，变位系数.。

计算导程角.，得.即”..。

查表当量摩擦系数和当量摩擦角得.，.，能实现自锁涡轮蜗杆的基本尺寸表蜗杆蜗轮的基本尺寸名称代号公式数值中心距蜗杆头数蜗轮齿数∙传动比齿形角模数.蜗轮变位系数.蜗杆直径系数.蜗杆轴向齿距.蜗杆导程.蜗杆导程角”蜗杆法向齿形角”蜗杆齿顶高.蜗轮齿顶高.蜗杆齿根高蜗轮齿根高工作齿高.顶隙蜗杆分度圆直径蜗轮分度圆直径.蜗杆齿顶圆直径.蜗轮齿顶圆直径.蜗杆齿根圆直径.蜗轮齿根圆直径.蜗杆齿宽.蜗轮齿宽蜗轮外径.蜗轮咽喉母圆半蜗轮齿宽角．计算传送功率传动啮合效率η得η.搅油损失效率η取.滚动轴承效率η取.总效率ηη∙η∙η.。

.蜗轮齿根弯曲强度校核式中蜗轮承受的最大扭矩齿形系数，根据蜗轮当量齿数.，查表得.蜗轮的许用弯曲强度，查简明机械设计手册表得代入公式得.即蜗杆轴向力，所以，查表，.，...即蜗轮轴向力.，所以查表，.ε，均小于，故满足要求。

仿真性，具有实车训练的效果。

关键环节是故障源的设置及与动力控制系统的互动连接。

实验台工作系统由操作装置控制系统动力与传动系统信号显示等部分组成。

汽车电控单元与各传感器执行元件之间插入安装个故障仿真设置单元，使故障设置单元上的端子与电子控制单元引角相对应，借助示波器万用表等专用仪器可动态测试系统数据信号。

在故障设置单元上还配置了与端子数目相当的故障开关，可以通过故障开关直接设置故障，使控制系统信号真实化，故障现象以故障码的形式由控制系统相应显示装置输出，该装置的合理性直接关系到实验台的工作效果。

整体结构设计实验台的整体结构由主实验台架副实验台架和测试柜组成。

主实验台架用于固定发动机，并能翻转发动机进行拆装实训。

副实验台架用于连接发动机正常运转所需要的附属元件，使发动机能进行正常工作。

测试柜主要用于调节发动机工况检测发动机工作性能和设置故障排除故障等功能。

台架下方安装转向轮，为节省空间，没有采用原车的油箱，而是用副油箱替代安装在实验台机架上安装时因油箱高度较低，汽油泵与油箱底部间隔不够，采用汽油泵倾斜布置，解决了油面高度问题，同时也保证了燃油位置传感器可靠工作。

实车排气管尺寸较大，不便于安装在实验台架上为缩小安装尺寸并尽可能降低排气噪声，在不增加排气阻力的前提下，对原车排气管进行了改造，采用变形布置。

考虑到排气管的充分散热，将冷却系统风扇布置在排气管附近，解决了排气温度过高的问题。

.本章小结由于本次设计是电控发动机综合测试教学实验台，所以需要掌握电控发动机的相关知识，所以本章大半中介绍电控发动机的情况，为后续设计铺垫，也为如何设计发动机故障检测和排除打下基础。

第章发动机实验台架设计.概述设计发动机实验台架的主要目的是用于发动机拆装的教学，因此，该实验台应该具有安装和固定发动机并能翻转发动机的功能。

汽车电控发动机实验台设计应具有直观的示教效果良好的可操控性，并能在实践教学环节中充分发挥作用，为使实验台更具有车系代表性，实验台在整车基础上保留了发动机整体结构和部分电器仪表及信号系统等，以尽可能扩大实验台的应用范围扩展功能。

此试验台架与普遍台架的最重要区别在于在工况试验后，可自由对发动机进行拆解和部分性能测试。

.发动机固定台架研发的目的和概况发动机试验台架研发的目的发动机既是汽车的动力源，又是汽车所有部件中最为复杂和最有科技含量的部件。

因此发动机的日常维护和维修变的越来越重要。

发动机翻转架试验台是发动机拆装修理的最基本的工具。

它具有操作轻便﹑使用时装卸方便等特点。

其万向脚轮移动性好，不仅可以减轻操作者的劳动强度，操作简便，而且提高了生产率。

专门油盘使整个维修过程及工作地点干净整洁。

可以说发动机翻转架试验台既是汽车专业学生拆装发动机的必备工具，也是普通汽车修理行业的理想工具。

由于我校汽车专业实验室紧缺种针对丰田佳美发动机的翻转试验台，学生拆装发动机很不方便，不能将发动机的内部结构和工作方式看的清二楚。

直接影响了教学质量和学生探索的兴趣。

为了方便学院学生拆装发动机，减轻学生的劳动强度，使学生通过实习能对发动机有个更全面的了解，我设计了种针对该发动机的翻转试验台。

在燃油分配管的末端装有燃油压力调节器，用来调节油压使其保持稳定。

发动机的进气量由汽车驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。

由安装在进气管上的空气流量计计量，并将进气量变化转变成电信号传输给电控单元.节气门开度越打，进气量越多，反之亦然。

喷油器的喷油量和喷油时刻由电控单元控制。

控制单元首先根据分电器中的曲轴转角传感器确定发动机转速，再根据转速和进气量计算出相应的喷油量，并通过控制喷油持续时间来控制喷油量。

电控单元还根据曲轴转角传感器发出的第缸上止点信号，控制各缸喷油器在进气行程开始之前进行喷油。

电控单元根据进气量和发动机转速计算出的喷油量是基本喷油量，是汽油机能够运转的基本条件。

以此为基础，再根据发动机的运行状况加以修成，得到的修正喷油量才能满足发动机各种运行工况对混合气成分的要求。

当发动机在怠速工作时，节气门接近关闭，节气门位置传感器中的怠速触点闭合，这时电控单元指令喷油器增加喷油量，供给发动机较浓的混合气，以维持怠速运转的稳定性，并将怠速的有害排放控制在最低水平。

发动机在中小负荷下运转时，电控单元根据发动机温度传感器和进气温度传感器传输来的发动机温度和进气温度信号，对今本喷油量进行修正，修正后的喷油量满足向发动机提供经济混合气成分的要求。

在发动机在全负荷下工作时，节气门全开，节气门位置传感器中的全负荷触点闭合。

电控单元按照供给发动机功率混合气成分的要求增加喷油量，实现全负荷加浓，以使发动机发出最大功率。

在发动机冷起动时，由冷起动喷油器向进气管额外喷入定数量的汽油，以加浓混合气，保证起动加浓。

在暖车期间混合气需要加浓的程度取决于发动机的温度。

电控单元根据安装在机体水套中的发动机温度传感器输入的电信号，判定发动机温度的高低，并形成相应大小的控制电流，控制喷油器的喷油量，使系统多喷油保证暖机加浓。

图.叶特朗尼克电子控制汽油喷射系统示意图型电控燃油喷射系统组成所选发动机所属型号空气供给系统空气供给系统的主要作用是根据发动机的不同工况，向发动机提供相应的空气量，并对空气量进行直接计量，从而使提供的空气与喷油器所提供的燃油形成符合定空燃比要求的可燃混合气。

空气流经空气滤清器后，经过空气流量计测量，然后通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管，空气在进气歧管中与喷油器供给的燃油混合并被吸入气缸。

空气供给系统主要由空气滤清器空气流量计节气门体进气总管和进气歧管等组成如图.所示。

空气滤清器的作用是在空气流进发动机各缸之前，除去空气中所含的尘土沙粒等颗粒物，以减轻对气缸活塞和活塞环的磨损，并减少对空气流量计的不良影响。

图.电控发动机空气供给系统的组成空气流量计主要是用来计量流入发动机的空气量，并把测量的信号送给电控单元。

它和转速信号是确定发动机基本喷油量的两个基本参数。

空气流量计根据测量方式的不同，有不同的形式，如热线式卡门涡流式叶片式。

其中，型电控燃油喷射系统所采用的空气流量计为热线式，它可以直接测量流入进气总管的空气质量流量，测量的精度较高，响应性好。

节气门体总成主要是对进入发动机的空气量进行控制。

它主要由节气门怠速旁通气道怠速控制阀以及感知节气门位置的节气门位置传感器等组成。

因为目前通过电控燃油喷射闭环控制加三元催化转化器尾气候处理，是降低汽油发动机排放污染的最有效措施。

因此，该系统的自主开发将有巨大的市场前景。

对于汽车专业技术人才培养来说，如何使理论于实践相结合，提高学生的工程实践能力，是重要的课题。

设计和制作汽车实验实训台可以培养学生实践动手能力，分析处理问题的能力，工程实践能力和创新能力及商品意识，很好的满足专业技术人才培养的要求。

维修人员技术水平的提高可以使汽车得到更好的维护和保养，这对于提高汽车的使用寿命和经济效益，推动汽车工业及国民经济的发展具有极其重要的现实意义和深远的历史意义。

.发动机教学实验台研究现状前期汽车和发动机的诞生都已有百年的历史，尤其是二战后汽车工业获得了前所未有的发展。

从而带动了包括发动机设计制造水平在内了系列的机械工业的进步。

发动机翻转架的功能也从过去的只具有单的拆卸，组装向检测，调试等多任务，多功能转化。

“虽然如此，国内外对汽车发动机翻转架功能的改造和技术提升进展的相对较慢，特别是对于实验实训教学来说不够实用。

”国内外现状目前，国内的发动机翻转架有固定式的和移动式的两种。

固定式汽车发动机翻转架，发动机能够在翻转架上翻转起动并运转，但需浇注混凝土，固定时费工费时，不能在短时间内投入使用。

且不能移动，限制了实验室的调整。

另外，油水工件工具易落地，达不到卫生清洁的起码要求，也不便于检测和排除故障。

移动式汽车发动机翻转架，虽然能够移动，但发动机只能在翻转架上翻转，不能起动运转，无法对发动机进行检测故障设置和故障诊断与排除。

”现在较好的发动机翻转架般可通过分体式液压升举缸等系统使发动机上下动以调整高度。

通过驱动电机和减速器带动发动机的转动和实现多级变速。

有仅举升准确，回转平稳，而且操作安全，结构合理，减轻了装卸发动机作业的劳动强度。

“适用于汽车发动机的拆装移动维修作业，运输当中可以把发动机翻转支架拆解。

”最近几年，国内有研究人员综合固定式和移动式各自的优点，设计出了种新型翻转架，它集发动机的拆卸组装调试大修起动故障设置及诊断排除检测等功能为体。

而且还配备了具有移动定位功能的“移动台架”。

“移动台架”的工具箱内置有齐全的发动机解体组装检修调试所需的工量具。

功能发动机翻转架与移动台架配合