捷达轿车电器教学实验台改造设计与制作

摘要

本设计的目的是用捷达轿车都市先锋（捷达王 GTX）的车身电器制作一个教学实验台，此实验台可以模拟电源及起动系、照明系、信号系统及辅助电器系统的实际工作情况。通过实际的演示和排除故障的过程使学生对每个电器元件和整个电器系统更加深刻的理解，从而达到理论联系实际的目的。

本设计首先在符合本次设计基本要求的基础上，确定了总体设计方案。采用捷达汽车电器系统，电动机和蓄电池为实验台提供电源。本次设计中，主要完成了台架及板面的设计、电源系统设计、元件布置、实验台电器元件接线等工作。

本设计的创新之处：汽车电器与电路教学台包括启动系统，电源系统，灯光仪表系统的结构，具有工作过程演示，拆装验证等功能。学生可以根据自己所学的理论知识自由的拆卸和搭接电路线束，并且可以在此汽车电器与电路综合教学台检验其拆装后能否正常工作；电器电路的线束可以自由的连接元器件，可以借此演示雨刮、门窗升降器、电动门锁的工作过程。由大灯，小灯，转向灯，雾灯，燃油表，水温表，车速表，车速表等组成的灯光仪表系统，学生可以根据自己所学知识组装灯光系统。学生还可以拆装，检修大灯和小灯，并在汽车电器与电路综合教学台检验其拆装的灯能否正常发光。

关键字：捷达；教学实验台；电器；布置；设计；制作

ABSTRACT

This design with the purpose of making a carriage with the electronic of the car city vanguard (Jetta GTX), the function of this set is that imitate the actual work circumstance of the charging system, the illumination system, the signal system and the meter system .by practice demonstrate and the process of expel breakdown, student can deepen the knowledge of each electronic component and entire electronic system, thereby attain the goal of integrate theory with practice.

This design is based on the basic requirements first,and then confirm the total design project.Adopt the electric appliances system of the Jetta, electric motor and storage battery to provide power supply for the experiment pedestal.In this design,mainly complete the design of experiment pedestal and flat piece, charging system ，circuit diagram, the composition of component and the connection of electric appliances component.

This design innovation place: automobile electric appliances and circuit teaching platform including start system, power system, the structure of the light meter system, has the work process demonstration, disassembling validation etc. Function. Students may, according to his own knowledge theory knowledge free disassembly circuit harness, and can in the automobile electric appliances and circuit comprehensive teaching stage to test its disassembling can work normally after; Electrical circuit connected components of wiring free, can take this demo of windscreen wiper Windows lifter electric lock working process. By headlamps, small lights, lights, fog lamps, fuel table, water thermometer, speed table, the lamplight of components, such as speed table instrument system, students can according to their own knowledge learnt assembly lighting system. Students also can tear open outfit, maintenance, and little lamp headlamps and in automobile electric appliances and circuit comprehensive teaching stage to test its disassembling lamp can be normal glow.

Key words :Jetta；teaching test-bed；Electric appliances；layout；circuit diagram；design；manufacture

目录

摘要 (Ⅰ)

ABSTRACT (Ⅱ)

第1章绪论 (1)

1.1选题背景目的及意义 (1)

1.2研究状况 (1)

1.3设计的主要内容和预期结果 (3)

第2章捷达汽车电器的简介 (4)

2.1捷达汽车的电器装备概况 (4)

2.1.1交流发电机 (4)

2.1.2 起动机 (5)

2.1.3蓄电池 (6)

2.1.4雨刮 (7)

2.1.5 捷达轿车继电器和熔丝的安装位置 (7)

2.1.6 仪表 (9)

2.1.7 照明与信号系统 (11)

2.1.8 点火开关 (13)

2.2 本章小结 (13)

第3章捷达电器实验台的设计 (14)

3.1 概述 (14)

3.2 捷达汽车电器实验台的选择与强度计算 (14)

3.2.1 实验台载荷的确定 (14)

3.2.2 实验台的选材 (14)

3.2.3 试验台架的强度计算和强度校核 (19)

3.3试验台面的布置与设计 (20)

3.3.1 实验台电器元件的整体布置 (20)

3.3.2 实验台电器元件的安装固定 (21)

3.3.3 实验台电器电路的绘制 (22)

3.4 本章小结 (22)

第4章电源系启动系的设计 (23)

4.1概述 (23)

4.2 电动机的选择 (23)

4.3 发电机，电动机和蓄电池的布置与安装 (24)

4.4 本章小结 (29)

第5章实验台制作 (30)

5.1 实验台制作总体流程 (30)

5.2 操作中的注意问题与解决方案 (31)

5.2.1电焊的操作和注意 (31)

5.2.2固定木板的选择 (32)

5.2.3电钻的使用和注意 (33)

5.2.4汽车电路布线方法和注意 (35)

5.3本章小结 (46)

结论 (47)

参考文献 (48)

致谢 (49)

附录 (50)

附录A:英文文献 (50)

附录B:中文文献 (55)

第1章绪论

1.1选题背景目的及意义

伴随汽车电器技术的进步，实验台还可以进行更新换代，节约研制经费。对实验台的开发和设计，可以建立一种科研环境, 给学生营造良好的学习氛围。在设计过程中，需要对以往学过的知识进行复习，还有很多的理论需要深入的研究，以便同实际操作结合。本课题设计的试验台具有的功能如下：直观清晰界面，采用图形化线路图界面方式,把电路各部件以抽象直观照片录像动画的形式配套显现，强化学生对汽车电器电路工作原理及系统检修思路的理解与掌握。学生与教学器材，学生与学生，学生与教师、学生与其它实验设备、学生与其它教师之间可以相互交互，实现协同式的课程学习。试验台的最大优点在于其仿真性，根据实际汽车汽车电器设备电路学习过程中，对实际各部件动作相互协调关系进行清晰直观的仿真，较好地理解整个系统工作时相互关系，以利于整体思维及大局观的培养。

汽车电器实验的内容是指传授给学习者的信息，教学内容包括教学过程与教学方法等。利用试验台老师与学生，学生与学生之间能够相互进行讨论，然后通过试验台进行都收操作，实验台进行强化性训练并进行随机组题进行考核。基于图形化仿真教学方式主要目的是对有关教学手段和方法进行探索，着力实现以学生为主体、人人都能动手操作、人人都能熟练操作，从而提高学生电路检修和故障判断的思维和技能，同时利用有限的实训教学资源，提高教学资源的使用效率，降低教学成本。

汽车电器电路实习台按照汽车标准电器线路安装而成，外型美观，操作方便，透明直观。全车电线束、仪表盘、各种开关、前后灯光分电器、点火线圈、调节器、继电器、中央线路板，中央控制器、节气门组件，均用实物装成。教师在实验台上任何部件制造故障由学生自行排除，拆掉各路保险丝、继电器、台面上电器接头，由学生按照电路图自行安装 , 可达到实习目的。

1.2研究状况

随着汽车技术的进步，大量新技术在汽车上的运用，汽车不再是简单的机械设备。对汽车服务人才的技能要求也发生了根本变化，由过去以机械维修为主体转化为以电器检测、换件、修理为主要方式。因此汽车电器课程的教学在专业课程中的地位更加突出。但由于汽车专业规模的扩张、师资条件及教学设备等因素的限制，高职院校在汽车专业教学过程中，尤其是汽车电器课程，往往遭遇到以下二个突出的矛盾由于整车电器部件部位相对分散、隐蔽，电路和电器工作原理本身又是看不见，摸不着的。

虽然教师在理论课堂教学中，通过自制幻灯片、录像等方式形象，能够展示汽车电器各系统的结构与工作过程，但在实训教学过程中，往往受教学资源和教学成本的限制。一般一个教师往往带十几个学生进行教学，并且由于电器部件安装位置相对分散、隐蔽，很难实现大规模地实训教学，由此造成理论知识与实物很难进行有机的结合，从而使学生感到理论课堂教学变得枯燥乏味，久而久之，汽车电器成为学生畏难的课程，教学效果也很难达到理想的状态。并且高等职业学校的学生受专业基础课电子电工的课程基础及其他因素影响，单纯从理论上对电器系统部件工作原理、工作过程的理解存在一定的难度，由此引起电路检修教学内容的实施更加困难。

汽车电器是汽车的重要组成部分，其自身的性能对汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、操纵性、舒适性、娱乐性等各种性能都会产生直接而重要的影响。现代汽车已不再是传统的机电产品，其中汽车机械部分的发展已经达到了极致，汽车电器还有广泛的发展空间，汽车上70%的革新来自汽车电子技术及产品。汽车电子属于典型的高技术、高附加值、高增长的新兴产业，具有巨大的市场容量和很强的技术渗透性与产业带动性，是我国占领产业技术制高点、大力推进高新技术产业化的良好机遇。在发达国家，汽车已经进入电子时代，汽车电器技术已经成为当代汽车技术领域关注和研究的重点问题。

根据当今全国各地汽车专业学校老师的要求，市场上推出了一系列汽车电器线路安装和故障排除的学习实验台，此台能使学生在教室内按仿真效果进行实习，经实习后，可以巩固所学系统的认识，更重要是培养学生的动手能力，从而达到理论和实践，从知识向能力的转化，是学校提高教学质量和提高学生实践操作能力的重要教学仪器。其中汽车仿真电路学生实习台是配合大专院校，部队、交通、公安系统汽车驾驶培训、交通汽校、驾培中心、技工学校、汽修等专业的教具之用，通过专业课程的教学和本模型演示，可清楚地了解汽车的内在部位的结构和作用，使学生很快地掌握专业知识。

众多企业开始设计、研发、生产汽车试验设备与实验台，如上海同育教学仪器设备制造有限公司、上海广育科教设备有限公司、北京中教科源科教仪器设备有限公司等国际巨头已经在中国拥有数量众多的生产基地，而且也在不断地根据市场需求扩大生产规模和增加产品种类。同时本土汽车电子电器企业依靠成本优势和灵活的市场策略快速地成长起来，在产品方面取得长足的发展，并配合本土汽车厂商，开发车身电子，动力总成等高附加值产品。国内外汽车电子厂商的迅速发展共同促进了中国汽车电子电器产业的繁荣。以北京中教科源科教仪器设备有限公司出品的桑塔纳2000型轿车电器电路仿真实习台为例。它的工作条件：温度：常规；湿度：常规；电源：220V，50HZ。适用范围和技术：本实习台用于各类学校的理论教学、学生实习；本台基于桑

塔纳2000型制作；规格均为：2100×1100×900mm；标准：按照桑塔纳2000标准电路安装而成，外形美观，操作方便，透明直观。全车电线束、仪表盘、各种开关、前后灯光分电器、点火线圈、调节器、继电器、中央线路板、中央控制器、前车灯、后车灯、鼓风机、启动机、电子扇、组合开关、电动天线、录音机、点火模块、节气门组件均用实物装成。各缸点火清楚可见，各缸喷油灯光显示，转速可快慢调节，自动充电，电喷、传感器和执行器均用万用表测试电压和电流信号。能供学生同时实习点火系、电源启动系、仪表和信号、照明和信号、其它电器等5部分。教师在实验台上任何部件制造故障由学生自行排除，拆掉各路保险丝、继电器、台面上电器接头，由学生按照电路图自行安装可达到实习目的。设隐敝故障盒，常见故障18例，教师在实验台上任何部件制造故障，同学生自行排除，拆掉各路保险丝，继电器，台面上电器接头，由学生按照电路图自行安装可达到实习目的。

1.3设计的主要内容和预期结果

1、学习相关知识，查阅资料。

2、总体设计方案是通过对实验台的设计，台面的规划，电器元件的布置，电路的连接，实现对汽车电器电路的实习。

3、试验台的台面规划与设计，实现其合理性；试验台的台架设计，选材，强度校核，验证其可靠性。

4、实验台上电器元件布置与教学应用的分析研究；实验台电器元件的布置设计；完成相应的电路布线；试验台教学应用的实践以验证其教学作用。

5、利用AutoCAD软件绘制试验台，电器元件布置图与电路图图纸，完成相关设计的说明书。

第2章捷达汽车电器简介

2.1捷达汽车的电器装备概况

捷达汽车的电器装备：

交流发电机及零件，交流发电机的连接和紧固件；点火线圈，点火电缆，晶体管点火控制器，火花塞，分电器，转向锁，点火开关；带控制器的仪表壳体和安装件，数字式钟表，油压开关，温度传感器，温度探测器，温度开关，倒车灯开关，燃油储备显示器，传感器，燃池输送单元，监控灯，冷暖气调节装置，装饰面板，点烟器；大灯，仪表盘上的开关，中央电器设备，继电器，电风扇；卤素雾灯；牌照灯，制动灯，转向灯和尾雾灯，插座（用于配有拖车装置的车型）；车内照明灯，行李箱照明，开关（用于手制动监控灯）；喇叭，双音喇叭；转向灯，远光灯，近光灯，远光信号灯，雨刮器及雨刮洗涤操作系统用开关；玻璃洗涤装置；速度表，驱动轴；电风扇，风扇叶轮；蓄电池及发动机电线束，接地线；晶体管点火装置用电线束，后电线束，停车，行车灯光开关，后风挡玻璃（用于有雾灯及尾雾灯的车型）转向组合开关，组合仪表壳体用电线束，仪表盘线束，连接件，汽车收音机，左前电线束，右前电线束，鼓风机用导线束，电风扇用电线束，自己安装用线束；修理组件。

2.1.1交流发电机

图2.1交流发电机实物

图2.2 交流发电机结构图

1-交流发电机； 2-楔形复合式皮带轮； 3-防护罩盖； 4-电压调节器； 5-交流发电机用修理件组2.1.2起动机

图2.3 起动机结构图

1-起动机 1.1KW BOSCH ；2-衬套；3-激磁绕组；5-电刷架；6-整流子轴轴承套；7-轴承衬套；8-轴承衬套；9-驱动轴承；10-电磁啮合开关；11-沉头螺栓；12-行星齿轮传动装置；13-电机电枢；14-起动机用修理组件；15-小齿轮传动器；16-啮合拨叉；17-封盖；18-六角螺母；19-弹簧垫圈；20-扁圆头螺栓；21-六角螺栓；22-平触点插座；23-单导线密封；24-平触头

图2.4 启动机实物

2.1.3蓄电池

蓄电池由六个单格蓄电池组成，每个单格蓄电池电压均为2V，63A。在接线柱和安装附件表面涂有耐酸油脂。

图2.5 蓄电池实物图