CN211857798U - 一种共轨柴油机故障设置装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种共轨柴油机故障设置装备，包括用于与待故障设置的共轨柴油机的ECU电连接的继电器模块、用于控制所述继电器模块的集成控制电路、用于向所述集成控制电路发送故障设置指令的远程操作端、用于与待故障设置的共轨柴油机端ECU线束接插器电连接的第一线束接插器和用于与ECU端线束接插器电连接的第二线束接插器。

Description

一种共轨柴油机故障设置装备

技术领域

本实用新型属于柴油机技术领域，具体涉及一种共轨柴油机故障设置装备。

背景技术

共轨柴油机是机、电、液一体的高科技集成产物，技术更新快，对其维修从业人员的综合能力要求高，维修人员必须是具备电控柴油机机械方面的以及电子电气、自动控制方面的复合型专业人才。

进行专业技术培训的设备主要有以下几种方法：

(1)共轨柴油机故障诊断仿真软件

此类软件一般都是由软件公司根据客户群体的专业教学需求，依据所开发专业的特点，以计算机软件的虚拟技术为平台，结合共轨柴油机维修过程中实际维修场景和故障检测过程进行设计开发的，是一种能够模拟共轨柴油机常见故障诊断的具体操作过程的仿真软件。

共轨柴油机故障诊断仿真软件针对某一具体机型的常见故障诊断在机操作演示，通常可以设置几十个故障点，故障设置模式比较灵活，可以用鼠标进行操作，与所设定的情境内场景交互同步，使操作人员在运用仿真软件诊断故障时，能严格按照实际中共轨柴油发动机故障诊断的规范流程进行操作，而所有操作过程均有过程记录。这样的教学学习平台，可以减少大量设备经费的投入，缩小教学场地，使所学人员在短时间内学习到共轨柴油机常见故障的诊断方法及具体流程。

(2)共轨柴油机实验台架

目前的共轨柴油机台架就用途一般分为三类，一类是作为各大、中专及本科院校的教学设备，用于农机类专业在校生的专业教学；第二类是用于社会上的专业培训机构，作为社会上农机维修人员进行技能再提升的有效教具；第三类是用于柴油机生产制造企业或整车制造企业研发部门及专业培训部门。

(3)共轨柴油机在车故障诊断

为了让生活中常见的柴油机故障真实在现，很多培训机构及学校采用在原车上进行故障设置的方法，这样能使共轨柴油机故障诊断与检测的效果达到最佳。原机设置故障，是最接近真实故障，其诊断方法也是最直观的，操作过程与维修车间操作过程一样，容易调动学生专业技能学习的积极性，提高诊断思维，同时也是最能让学习人员掌握技能的一种途径。

轨柴油共轨发动机故障诊断的各种方法被应用到各个农机类专业教学及培训的过程中去，而在共轨柴油发动机故障诊断中，针对发动机部分故障诊断的故障设置系统主要分为：

(1)共轨柴油机实验台架

在国内市场上，共轨柴油机实验台架上电控系统通过两种途径来开发，一种是在国外成熟的电控系统的基础上，与我国国内自主开发的共轨柴油机系统进行匹配；另一种是完全依靠国内技术，开发新的共轨柴油机电控系统。无论是哪一种开发技术应用于教学的共轨柴油机实验台，一般都能实现演示共轨柴油发动机的基本工作原理、模拟共轨柴油发动机常见故障两种功能。

但是，共轨柴油机实验台架，需将柴油机及相关连接件和线路部分单独安置于一台架上，并要对该台架进行合理设计，为满足台架的整体效果，一般部件的位置会与原车布置有出入，这就使得学习者在学习的过程中所掌握的知识不能100％的灵活运用到实际故障中去，需要消化吸收后才能运用自如。

(2)共轨柴油机在车故障诊断

共轨柴油机在车故障设置,是按照故障需求对原机线束、元件进行破坏。线路断路故障直接在原机上将线剪断，线路短路故障是外接个短路故障点，而线路中串电阻故障则是先将线路剪断，再在中间焊接一个定值电阻。元件故障是准备一些破坏好的元件，设置故障时，更换上去。

但是，共轨柴油机在车故障诊断，教学设备是原车，所有故障在实车上进行破坏性设置，容易减少柴油机的使用寿命，故障设置效率极低且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目：为解决实践操作过程中，故障设置效率低、成本高、原车破坏程度高等问题，本实用新型提出了一种基于WiFi控制的共轨柴油机故障设置装备，按照国III共轨柴油机电控系统的工作原理，收集其各种常见故障现象的前提下，进行外接故障设置装备的设计与开发，只需要操作软件控制平台系统，即可完成共轨柴油机上电路故障的设计，速度快，效率高。

技术方案：一种共轨柴油机故障设置装备，包括继电器组合模块、用于控制所述继电器组合模块的集成控制电路、用于向所述集成控制电路发送故障设置指令的远程操作端、用于与待故障设置的共轨柴油机端ECU线束接插器电连接的第一线束接插器和用于与ECU端线束接插器电连接的第二线束接插器；

所述继电器组合模块包括多个继电器；

所述集成控制电路包括用于与远程操作端进行通讯的通讯模块、用于控制继电器的线圈电路通断的多路开关电路和MCU，所述通讯模块和多路开关电路均与MCU相连，所述多路开关电路与各继电器的线圈电路相连，并根据MCU发出的控制信号对应控制继电器的线圈电路的通断；

所述第一线束接插器与各继电器的触点输入端串联；

所述第二线束接插器与各继电器的触点输出端串联。

进一步的，所述集成控制电路的通讯模块采用GPRS模块，集成控制电路通过GPRS模块接收来自远程操作端的故障设置指令。

进一步的，所述远程操作端包括多个对应于各故障设置指令的故障点代码。

进一步的，所述继电器组合模块还包括多个COM端，每4个继电器的输出端匹配一个COM端。

有益效果：本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型操作方便，在原共轨柴油机上ECU接口处安装控制装置，接口作为快接插头，当需要进行故障设置时，只需将故障设置装置接入ECU处即可进行故障设置的操作，使用完毕后，将该装置拆下，对原机无损伤；

2、本实用新型的装备在原车安装，无需另外用作发动机台架，也不需要用电动机进行模拟，只需制作一控制盒，另加一对ECU接头，无线控制平台可与其他平台通用，不需要重新开发，成本较低；

3、采用本实用新型的共轨柴油机故障设置装置其设置效率高，只需要在外接装备连接好的前提下，在电脑软件控制平台上点击故障点代码即可实现故障的设置；

4、本实用新型的装备为外接系统，体积小，随用随接，对原车线束、无件无破坏，具有成本低、速度快等优点。

附图说明

图1是本实用新型的继电器模块结构示意图；

图2是本实用新型的集成控制电路结构示意图；

图3是本实用新型的增压压力传感器故障设置电路结构示意图；

图4是本实用新型的喷油器故障电路结构示意图；

图5是本实用新型的框图。

具体实施方式

现结合附图和实施例进一步阐述本实用新型的技术方案。

实施例1：

如图5所示，本实施例的一种柴油机故障设置装置，包括继电器组合模块、集成控制电路、用于向集成控制电路发送故障设置指令的WiFi远程操作软件平台、用于与待故障设置的共轨柴油机端ECU线束接插器电连接的第一线束接插器和用于与ECU端线束接插器电连接的第二线束接插器；继电器组合模块与集成控制电路设计在一块电路板上，且继电器组合模块与集成控制电路相连，集成控制电路控制继电器组合模块中继电器的线圈电路的通断，远程操作软件平台通过无线网络与集成控制电路相连。具体的，参见图1，本实施例的继电器组合模块包括多个继电器、串口通信口、启动开关、工作指示灯、2个电源输入端、20个输出端和5个COM端，每4个输出端匹配1个COM 端为一组；在继电器组合模块的左上端依次设置有串口通信口、启动开关和工作指示灯，继电器组合模块的右上端设置有2个电源输入端，继电器组合模块的下方设置有20个输出端和5个COM端，每个继电器均对应有线圈电路，当线圈电路内有电流时，继电器触点接通，当线圈电路内没有电流时，继电器触点断开。

参见图2，本实施例的集成控制电路包括电源模块、用于与远程操作端进行无线通讯的GPRS模块、用于对应控制继电器的线圈电路通断的20路开关电路、MCU和时钟电路，电源模块为GPRS模块、MCU、时钟电路和20路开关电路提供工作电压，MCU 与GPRS模块、20路开关电路、时钟电路均与MCU相连，多路开关电路根据MCU发出的控制信号控制继电器组合模块中继电器的线圈电路的通断，本实施例的集成控制电路以三极管为主实现其开关功能，该集成控制电路的20路开关电路与各继电器的线圈电路相连。

本实施例的第一线束接插器与各继电器的触点输入端串联，第二线束接插器与各继电器的触点输出端串联。即相当于，继电器的开关串联在原机的ECU各条线上，起到控制通断作用。

本实施例在WiFi远程操作软件平台上设有多个对应于各故障设置指令的故障点代码，用户只需通过点击相应的故障点代码，即可实现向集成控制电路发送相应的故障设置指令。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上提出一种基于WiFi控制的共轨柴油机故障设置方法，包括如下步骤：

步骤1：将第一线束接插器连接至待故障设置的共轨柴油机端ECU线束接插器，将第二线束接插器连接至ECU端线束接插器；

步骤2：操作人员在远程操作软件平台上通过无线网络发出相应指令，集成控制电路通过GPRS模块接收到相应的指令，对继电器模块中的继电器进行通、断路控制；继电器的通、断路对应原机所设定好的的相应故障；

步骤3：故障设置成功后，启动共轨柴油机，产生故障。

此时，被培训人员可运用智多星专用诊断软件进行故障码的读取，根据故障码所对应的故障进行分析，找出故障点，进行故障排除。

实施例3：

参见图3，以增压压力传感器故障为例，故障现象为故障灯亮，增压压力传感器将不工作，发动机出现抖动，加速无力，熄火之后车辆启动困难，伴有启动熄火。

东风1004拖拉机上的WP4.1共轨柴油机进气歧管内的绝对压力、进气温度传感器集为一体。进气歧管内的绝对压力使得传感器中的硅芯片连同压电电阻发生机械变形，连接于硅芯片上的推杆使压电电阻值改变，从而使惠斯顿电桥失去平衡，经硅芯片上的电路处理后，形成与压力成线性的电压信号。增压压力传感器4个输出端子，分别为1 号端子的搭铁线，2号端子的温度信号线，3号端子的5V电源线，4号端子的压力信号线。增压压力传感器工作特点是发动机电控单元ECU向传感器提供经过调节的5V电压作为电源，ECU向低电平参考电压电路提供搭铁。增压压力传感器将进气歧管的绝对压力及温度转变成电压信号提供给ECU，间接测量进气管的进气量及进气温度，从而判断进气质量，ECU根据此信号来确定基本喷油量。

本实施例将本实施例1的第一线束接插器连接至东风1004拖拉机上的WP4.1共轨柴油机端ECU线束接插器，将第二线束接插器连接至ECU端线束接插器；

操作人员在远程操作软件平台上通过无线网络发出相应指令，控制电路通过GPRS模块接收到相应的指令，对继电器模块中的继电器进行通、断路控制，以线路断路的方式来实现故障模拟，继电器的通、断路对应的相应故障由操作人员进行设定，当6、7、8、9号继电器处于闭合状态，增压压力传感器正常工作，当6号继电器断开时，增压压力传感器温度信号线断路，ECU无法接收进气温度传感器信号，从而无法输出执行指令信号，ECU存储器中存入PCODE码P0070，增压压力传感器故障设置成功；当7号继电器断开时，增压压力传感器进气压力信号线断路，ECU无法接收增压压力传感器信号，从而无法输出执行指令信号，ECU存储器中存入PCODE码P001F，增压压力传感器故障设置成功；当8号继电器断开时，增压压力传感器搭铁线断路，传感器无法正常工作，无进气压力、温度信号输入给ECU，从而ECU无法输出执行指令信号，存储器中存入 PCODE码P001C，增压压力传感器故障设置成功；当9号继电器断开时，增压压力传感器电源线断路，传感器无法正常工作，无进气压力、温度信号输入给ECU，从而ECU 无法输出执行指令信号，存储器中存入PCODE码P001D，增压压力传感器故障设置成功。

故障设置成功后，启动东风1004拖拉机上的WP4.1共轨柴油机，产生故障；

被培训人员运用智多星专用诊断软件进行故障码的读取，根据故障码所对应的故障进行分析，找出故障点，进行故障排除。

以上操作都是通过控制增压、进气温度传感器的电源、搭铁、信号三根线的通断来实现传感器的故障设置，属于常见断路故障。

实施例4：

以喷油器故障为例，故障现象是有个别喷油器不喷油，发动机怠速转速不稳定，抖动严重，发动机功率下降。

喷油器的主要工作部件是喷油器电磁阀，其主要是用于向气缸或进气道内喷射适量的、雾化的燃油。其工作过程是，当喷油器内的电磁线圈通电时，喷油器喷孔在线圈电磁吸力下被打开，燃油便从喷孔喷出。当喷油器内电磁阀线圈中的通过电流被切断时，球阀在回位弹簧的作用下回落到阀座上将喷孔关闭，喷油停止。

本实施例将本实施例1的第一线束接插器连接至喷油器端ECU线束接插器，将第二线束接插器连接至ECU端线束接插器；

操作人员在远程操作软件平台上通过无线网络发出相应指令，控制电路通过GPRS模块接收到相应的指令，对继电器模块中的继电器进行通、断路控制，具体的，通过控制喷油器驱动线路断路的方式来实现故障模拟。4个喷油器中，1、2两个喷油器电磁线圈驱动线路上设有继电器15、16，当15、16号继电器处于闭合状态，喷油器1、2正常工作，4个缸内都有燃油喷射，发动机工作正常。当故障设置平台将15号继电器断开时， 1号喷油器电磁线圈驱动线路断路，燃油喷射器1不工作，发动机1缸内没有燃油进行喷射，无功率输出，ECU内存储器存入PCODE码P0080；当故障设置平台将16号继电器断开时，2号喷油器电磁线圈驱动线路断路，燃油喷射器2不工作，发动机2缸内没有燃油进行喷射，ECU内存储器存入PCODE码P00801，故障设置成功。

故障设置成功后，启动喷油器电磁阀，产生故障；

被培训人员运用智多星专用诊断软件进行故障码的读取，根据故障码所对应的故障进行分析，找出故障点，进行故障排除。

本实用新型基于WiFi控制的共轨柴油机故障设置装备已在行业培训中、农机课程实践教学过程中进行运用，效果较好。采用本实用新型的装备在设置故障时，操作方便可靠，且设备可反复使用，利用率较高，与实车故障设置的效果相比，数据误差值较小，在未设置故障时，测试发动机正常运转情况下的相关数据如表1所示；

表1基于WiFi控制的国III共轨柴油机故障设置装备(未设置故障)部分测试数据

测试项目	原车数据	安装控制模块数据	误差值
				蓄电池电源电压	24.8V	24.6V	1.5％
发电机正常工作电压	24.2V	23.9V	2.1％
				蓄电池起动电压	18.6V	18.4V	2.1％
起动机50号接线柱起动时电压	22.5V	22.4V	0.8％
				起动机30号接线柱电压	22.2V	22.1V	0.8％
增压压力传感器信号<u>端子至搭铁</u>电压	2.4V	2.3V	4.3％
				增压压力传感器1号<u>端子-搭铁</u>	1.2Ω	1.22Ω	1.6％
曲轴位置传感器1号<u>端子-搭铁</u>	1.2Ω	1.27Ω	5.8％
				喷油器1的A引脚-B引脚	210-230mΩ	225-235Ω	3％

从表中的误差值可以看出，最大误差不超出6％，不影响故障点的判断。

Claims (3)

1.一种共轨柴油机故障设置装备，其特征在于：包括继电器组合模块、用于控制所述继电器组合模块的集成控制电路、用于向所述集成控制电路发送故障设置指令的远程操作端、用于与待故障设置的共轨柴油机端ECU线束接插器电连接的第一线束接插器和用于与ECU端线束接插器电连接的第二线束接插器；

所述继电器组合模块包括多个继电器；

所述集成控制电路包括用于与远程操作端进行通讯的通讯模块、用于控制继电器的线圈电路通断的多路开关电路和MCU，所述通讯模块和多路开关电路均与MCU相连，所述多路开关电路与各继电器的线圈电路相连，并根据MCU发出的控制信号对应控制继电器的线圈电路的通断；

所述第一线束接插器与各继电器的触点输入端串联；

所述第二线束接插器与各继电器的触点输出端串联。

2.根据权利要求1所述的一种共轨柴油机故障设置装备，其特征在于：所述集成控制电路的通讯模块采用GPRS模块，集成控制电路通过GPRS模块接收来自远程操作端的故障设置指令。

3.根据权利要求1所述的一种共轨柴油机故障设置装备，其特征在于：所述继电器组合模块还包括多个COM端，每4个继电器的输出端匹配一个COM端。

Images