《汽车工程实验》
《汽车工程实验》实验指导书
主编：施卫
参编: 谷兰俊范鑫胡淳
主审: 贝绍轶
江苏技术师范学院机械系
2004年11月
目录
发动机系统实验
实验一电子电器元件的检测―――――――――――――3
实验二节气门位置传感器的性能实验―――――――――7
实验三节气门控制器性能实验――――――――――――11实验四可变脉冲信号器的研制――――――――――――15实验五桑塔纳点火系统的检测――――――――――――17实验六 1UZ-FE 2000GSI发动机控制系统故障诊断――――21 实验七 2000GSI发动机控制系统故障诊断―――――――24 实验八电控系统波形测试―――――――――――――― 26
自动变速器系统实验
实验一自动变速器动态演示实验―――――――――――28实验二自动变速器液压和电控系统实验――――――― 30实验三自动变速器故障诊断实验―――――――――――32
制动防抱死（ABS）系统实验
实验一防抱死制动系统的自诊断与检测―――――――― 35
汽车整车性能实验
实验一汽车加速性能实验―――――――――――― 53 试验二汽车等速百公里燃料消耗量――――――――― 56 实验三汽车制动性能试验―――――――――――― 59
汽车发动机系统实验
实验一电子电器元件的检测
一、实验目的
l.掌握一些基本电子元件的特性及检测方法
2.加深对电子控制系统工作原理的认识
二、仪器设各
电阻、电容、二极管、三极管、电感线圈、电压比较器、万用表、2V电源、小试灯。
三、实验步骤及内容
(一)电阻的测量与识别
外观一般是长条型、排阻及SMT型三种(如图1-l)。电阻分普通电阻和精密电阻,完全以色码的数目来决定。
l.普通电阻
电阻主要有碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻三类，应用最广的为碳膜电阻，最高档的为金属膜电阻。电阻的阻值以色环来标示，其中最常见的为四色环标示和五色环标示。如采用四色环标示，其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘位数，第四色环为误差率。例如：四色环的电阻的颜色排列为红蓝棕金，则这只电阻的电阻值为260欧，误差率
2.精密电阻(图l一3)
精密电阻有5码,其阻值算法与普通电阻一样, 唯一的差别在于其数字码是三位数。
3.排阻及SMT型电阻
普通电阻均以数字表示,例如: “233”表示23X1000=23K
4.电阻的故障
电阻的故障有三种:(l)短路;(2)断路;(3)阻值变化
测试方法:须将该电阻一脚拆除井用万用表的欧姆档去测量,注意手指千万不要碰到测棒导体部分,以免形成负载效应。
(二)电容的测量
电容很多种,如电解质电容、云母电容、陶质电容等,其单位为法拉(F)。其原理是利用两极的介质效应使电能储存或释放,如BMW的SRS就是用电容的瞬间放电来引爆AⅠRBAG 的,而有些电脑内有用电容来稳压或滤波的。一般其特性是两极完全高阻抗(近百KO级或MO 级)。
电容一般是漏电现象的故障,严重时会造成短路,测试方法是将万用表档位置于电阻档''M"或''10M"位置,测量时数字应由小变大,若有漏电现象时,电容内阻就会很小,可
能只有几百欧姆或几千欧姆而已。
测量电容时可以不分正负脚,但电容本身必须先放电(利用12V灯泡,不可直接短路,以免伤害电容本身)。
(三)二极管D(稳压管ZD)的测量
其故障现象是短路或开路两种,二极管D可以静态测试出来,而ZD的工作电压好坏就必须动态测试。
测试时将欧姆表量程旋扭旋至Rx10或Rx1K档,然后将表的红、黑测试棒,分别接触二极管两端,如测得一个电阻大(几十~几万千欧),另一个电阻小(几十~几万欧),则说明二极管是好的;如果两次测得电阻都很小,说明二极管短路;如果两次测得电阻相差不大,说明二极管性能不好或已损坏。在两次测量中,电阻小的状态,与黑测棒相接触的一端为二极管的正极,与红测棒相接触的一端为负极。
ZD的静态测试与D一样,其动态测试就必须外加电源如下(图l一4):
(四)电感线圈L的测量
只要是用漆包线绕起来的元件,均可看成一电感效应.此时用电表量阻抗与量电阻的方法一样 但在实际使用时必须考虑到其线圈OFF时所产生的反电动势,起电压瞬间可达60V以上 易损坏其驱动元件(晶体三极管),故在其驱动元件上大部分用二极管逆偏及电容来消除反向电动势。
电感线圈一般故障断路(开路)较多,而短路现象发生时,大部分汽车零件如电磁阀等
会有动作不正常或烧保险丝,测量方法与电阻相同.
(五)三极管的测量
晶体三极管有NPN或PNP型,在使用上完全相反,但其工作原理均是用电流大小来控
制基极(B)而使集电极(C)与发射极(E)工作。基本上三极管可视为两个二极管的背接。
三极管的故障主要是短路和断路;测试方法如下:
l.区分PNP型管和NPN型管
将万用表选择开关置于RxlK档,表的红测棒接某一管脚,黑测棒接另两只管脚,当
在各管脚之间轮流调换测量时,若测得两个阻值都较小,这时红测棒所接的管脚即为基极, 此管子为PNP管。若不是这样的测量结果,应将黑、红测棒调换,并将红测棒分别接三极管的其余个管脚,若测得的两个阻值都很小,则此管为NPN型管,此时黑测棒所接的管脚为基
极,其测量方法和原理如图l一5所示。
图l一3三极管的测试
2.晶体管发射极和集电极的判别
(l)NPN管当其基极确定后,在剩下两只管脚中,任意假定其中一只管脚为集电极,将万用表的欧姆档拨到Rx100档,然后用黑测棒接到假定的集电极上,红测棒接到假定的发射极上 用手指捏住基极和集电极管脚,必须注意此时两脚不能直接相碰,读出万用表上的阻值。再把上述假设反相,作同样的测试,读出数值。比较两次测得的阻值,阻值小的一次假设的集电极是正确的,另一极为发射极。
(2)PNP管在确定基极后,只要将表的测棒对换并将红测棒接到假定的集电极上,按上述同样的方法测试判断即可。
(六)集成电路的测量
由于是ⅠC 所以很难由静态测试其好坏,须用电源信号来触发,并判断其好坏(即动态测
试)。
实验二 节气门位置传感器的性能检测
(线性可变电阻型)
一、实验目的
l.掌握节气门位置传感器的结构特点和工作原理 2.掌握节气门位置传感器的静态检测方法 3.掌握节气门位置传感器的动态检测方法
二、实验仪器
节气门位置传感器、数字式万用表、5V 电源、导线若干
三、实验步骤
l.识图：观察节气门位置传感器的结构、各端子的名称和含义,并填入下表中。
图1 节气门位置传感器结构图 2.节气门位置传感器各端子间电阻值的测量
理解节气门位置传感器的电路原理图,各端子的连接关系。
图2 节气门位置传感器电路图
用万用表的O档测量端子VTA与E2之间、VC与E2之间的电阻值(如下图)以及但当节气门开度逐渐增大的过程中,所测电阻值的变化情况,并填入下表。
怠速触点导通性检测：用万用表的电阻档检测IDL与E2之间的电阻，观察当节气门工度发生变化时，输出电阻值的变化情况（如下左图）。
（1）当节气门全闭时，怠速触点IDL与E2之间的电阻值为。
（2）当节气门全开时，怠速触点IDL与E2之间的电阻值为。
3、节气门位置传感器信号电压的检测
（1）将节气门位置传感器的VC端与5V电源的正极连接，E2端与负极相连，接通电源（如上右图），用万用表的电压档测量在节气门开度不同情况下电压的变化，并填入下表中。
（2）验证当节气门位置传感器滑动触点随着节气门开度增大时，VTA输出电压的变化情况，应符合下图示。
四、实习作业
1、节气门位置传感器有何功用？简述节气门位置传感器的工作原理。
2、简述节气门位置传感器随节气门开度增大时，各端子间的电压、电阻值变化的情况。
3、分析当节气门位置传感器发生下列故障现象时，对发动机工作性能的影响，并填写下表
实验三节气门控制器性能测试
一、实验目的
1、掌握节气门控制器的结构特点和工作原理
2、掌握节气门控制器的静态测试方法
3、掌握节气门控制器的动态测试方法
二、仪器设备
节气门控制器、万用表、十字起子、12V电源、5V电源、导线若干
三、实验步骤
1、观察节气门控制器的结构、理解其外部构造和结构特点。
2、识图，观察节气门控制器，理解节气门控制器8针插座端子的名称和含义。
3、 拆卸节气门控制器外盖。识别节气门位置传感器、节气门怠速位置传感器、怠速开
关、怠速直流电机、应急弹簧等零件。
4、 检查怠速开关。用万用表的Ω档检测节气门控制器的3端子与7端子的之间电阻，
并填入下表中：
5、直流电动机的检测
用万用表的Ω档检测节气门控制器的1端子与2端子之间的电阻，并填入下表中。
6、节气门位置传感器的静态检测：
用万用表检测节气门控制器的5端子与7端子之间的电阻，并填入下表中：
7、节气门位置传感器的动态检测：
如下图：用导线将5V电源的“+”极与节气门4端子相连，“-”极与7端子相连，接通电源，改变节气门开度，用万用表电压档测量5端子输出电压变化情况，并填入下表：
8、怠速节气门位置传感器的动态检测
用导线将5V电源的“+”极与节气门4端子相连，“-”极与7端子相连，接通电源，改变节气门开度，用万用表电压档测量8端子的输出电压值为 V，改变节气门开
度，观察此时电压的变化情况。
四、实习作业
5、分析节气门控制器发生下列故障现象时，对发动机工作性能的影响，并填写下表格。
2、分析节气门控制器电路图，简述各元器件的工作原理。
实验四可变脉冲信号器的制作
一、实验目的
1、掌握数字逻辑电路原理
2、掌握用逻辑电路搭接可变脉冲信号
二、实验仪器
C4011数字逻辑电路、电容电阻若干、实验板一快波器、5V电源、万用表、导线若干
三、实验步骤
1、原理：脉冲信号发生电路中，选用CMOS集成电路最常见的CC4000系列中的
CC4011。CC4011是一块四—2输入端与非门集成电路。与非门是执行非功能的逻辑部件，其逻辑关系的特点是：只有当输入端全部为高电平“1”时，输出端才为低电平“0”，在其余情况下，输出端均为高电平“1”。
CC4011
CC4011集成电路内部电路是四个2输入端与非门单元电路构成，其管脚排列如下：
由CC4011构成的发动机转速脉冲模拟电路如下：
电路分析：
该电路选用四2输入端与非门集成电路CC4011来构成脉冲信号发生电路。其中两个门电路作为信号发生器，另外两个门电路作用是实现输出信号的整形、放大。当我们需要改变发动机的转速时只需要通过调节图中的可调电位R3，使脉冲变化，电容器C1的作用，是通过自身的充放电来实现门a输入端的电平的高低交替变化，来产生脉冲信号，而调节R3则可以改变电容C1的充放电的时间，从而实现发动机转速的连续可调。在本电路中，四—2输入端与非门集成电路CC4011四个门全都用到了，14脚V DD接电源正极，7脚V SS接地。
2、根据电路图连接电路。
3、检察无误后接通电路，用示波器观察波形。
4、调节电位器然后再观察波形。
实验五桑塔纳点火系统的检测
一、实验目的
1、掌握点火系的正确连接
2、掌握元器件的动、静态检测方法、正确判断各元件的好坏
3、理解点火线圈、点火控制器、分电器的工作原理
二、实验仪器
点火线圈、点火控制器、分电器、蓄电池、万用表、导线若干
三、实验步骤、
1、观察分电器的整体结构，理解分电器各部件的名称和含义
2、结合下图，分析霍尔发生器的工作原理、当霍尔发生器输出信号电压的必要条件
3、观察点火线圈、点火控制器的形状和结构，说明点火控制器7个端子的作用
4、点火系各元器件的静态检测
（1）点火线圈
将万用表拨在电阻档上，用红、黑表笔分别检测点火线圈的初、次级电阻，并将测
量结果填入下表中
将万用表拨在电阻档上，用红、黑表笔分别插在分电器各信号检测孔上，检测分电
器各端子的电阻值，并将测量结果填入下表中
（3）点火控制器
将万用表拨在电阻档上，检测点火控制器各端子与接地端子之间的正、反向阻值，
5、按下点火系统的连接图，用插结导线将各器件按一定的顺序连接好信号检测孔上，
检测点火控制器对应端的电压值
转动分电器轴、观察分电器信号输出端输出电压的大小、即点火控制器6——3间
四、实习作业
1、填写以上各表格
2、叙述点火系统电路初级电流的的电路
3、说明当下列元器件工作不良时，对点火系统工作的影响