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1、電動車窗實驗臺設計研究
摘要：為了讓汽車維修行業(yè)人員或汽車相關專業(yè)的學生更好掌握汽車電動車窗電器技術，開發(fā)了電動車窗試驗臺，教師在利用實驗臺進行授課時，學生能直觀地認識，更容易理解，記憶更深刻，學習效率也會更高。本文對豐田卡羅拉轎車電動車窗的結構組成進行了講解，對其工作原理進行了深入的分析，并對實驗臺的設計過程進行了全面的總結和詳細的說明。實驗臺的總體設計包括實驗臺面板控制圖的設計、故障點的設計及車身全車電路圖設計。
關鍵詞：卡羅拉轎車；實驗臺；設計；電路圖
為了適應當前汽車行業(yè)的發(fā)展，更好滿足汽車新技術教學的需要，以卡羅拉車電動車窗系統(tǒng)為研究對象，針對教學進
2、行實驗臺的開發(fā)。實驗臺主要采用將實車車窗電路綜合到臺架上進行教學，比實車操作更直觀、安全。電動車窗實驗臺的面板圖布線直觀、簡單、線路清晰、便于教師向學生講授，車窗電路結構一目了然，便于學生熟練掌握各種排除故障的方法及技巧，運用方便。電動車窗實驗臺的布線都集中在一個視野范圍內，便于讀圖，學生易于接受。根據(jù)我國職業(yè)教育的發(fā)展現(xiàn)狀及汽車行業(yè)的需求情況，以及各學校對在校生實訓任務安排情況，實驗臺選用卡羅拉的電動車窗為設計的對象，設計流程如圖1。
1電動車窗系統(tǒng)的組成與工作原理
轎車電動車窗是一種典型的電控車窗玻璃升降系統(tǒng)，由如下零部件組成：點火開關、電動車窗總開關、車窗鎖止開關
3、、門控開關、電動車窗開關調節(jié)器、車窗玻璃升降器、電動車窗馬達、繼電器、開關等裝置組成。車窗升降機開關原理如下：將鑰匙插入并轉動到點火的位置，連接升降機的線束就會有電壓，升降器線束有電流流過，這時接通升降器的控制開關。按上升鍵時，電流通過線束流過驅動電機，驅動電機帶動升降器工作，從而使玻璃上升；按下降鍵時，通過線束的電流會反向流動，使得升降器的驅動電機反方向轉動，就會實現(xiàn)玻璃的下降。
2卡羅拉電動車窗實驗臺的設計
2.1電動車窗實驗臺設計方案
設計的實驗臺目的是為了在職業(yè)教育汽車維修專業(yè)教學中使用，根據(jù)設計目的，要求設計的實驗臺達到面板形象直觀，能夠使學生在學
4、習卡羅拉電動車窗的組成及工作原理時更加感興趣，在實訓時對車窗的電路、元件進行鞏固和加強的效果；筆者所設計的實驗臺可根據(jù)卡羅拉實車車窗出現(xiàn)的問題進行故障設置，盡可能的對故障進行模擬、重現(xiàn)，還可以在實驗臺上進行故障設置及故障排除，學會怎樣對實驗臺的故障進行檢測，檢測儀器的正確使用等。這些都是為了提高學生在實訓中的學習興趣、減小學生的學習壓力，提高學生的學習效率。設計的實驗臺總體設計方案定為：第一步，設計實驗臺的整體框架，以及布置實驗臺面板的位置。第二步，設計實驗臺面板，面板設計包括面板電路圖的設計、故障檢測端子的設計。第三步，實驗臺面板控制電路的設計，主要是實驗臺側面故障點的設計。以"汽車電動車窗
5、的實際工作情況出發(fā)設置故障、分析故障現(xiàn)象及解釋故障的原因，最后排除故障";為指導思想，在實驗臺面板圖上設置各個電器設備與線路，并在線路上設置若干故障點，設計的電路圖要能準確、真實的反應電動車窗系統(tǒng)的電路走向、控制原理，還要求實驗臺的設計簡便明了，最后設計的實驗臺要美觀簡潔。
2.2實驗臺整體結構與面板電路圖的設計
實驗臺臺架的設計主要是根據(jù)實驗臺面板進行設計的，它主要起到支撐實驗臺面板和車門實物與蓄電池的作用。筆者所設計的實驗臺整體高為1.8m，實驗臺面板寬為1.2m，底座寬為2.2m。實驗臺底部安裝有車門實物、蓄電池，它們都用線束與實驗臺面后方的電路相連接，面板鑲嵌在
6、實驗臺臺架上，車門與實驗臺底座用螺栓連接。臺架底端還要裝有滾輪，便于實驗臺的整體移動（見圖2）。所設計的實驗臺面板電路的作用是最主要的，教學中使用最多，主要針對面板圖向學生進行講解,所以整個面板圖的設計是電動車窗實驗臺的核心部分，也是整個畢業(yè)設計中最重要最關鍵的內容。實驗臺面板電路的設計要根據(jù)實車的電路圖繪制，所以可以直觀真實的顯示卡羅拉電動車窗的電路，可以通過電路看到ECU是怎樣對電動車窗的電路進行控制。因此電動車窗實驗臺的面板圖是根據(jù)實車電路圖進行繪制，但在實驗臺上略有變動，主要是刪減掉一些不必要的電路，以及一些沒有測量需要的繼電器和接線盒，并在電路上根據(jù)設計要求設置了若干檢測端子，通過教
7、學上要求的檢測儀器，如萬用表進行電動車窗部件的電壓檢測。
2.2.1在實驗臺面板上所顯示的電動車窗系統(tǒng)元件包括：
（1）執(zhí)行元件：車窗升降器電機、電動車窗升降器。（2）控制開關：電動車窗升降器開關。
2.2.2實驗臺面板圖上執(zhí)行元件的功用以及檢測點的設置
左前車門窗控制開關一個總開關，可以控制四個車窗的上升與下降，也可以用來控制駕駛員側車窗玻璃的升降，正常狀態(tài)下車窗可以自由升降。以左前車窗為例，左前車窗玻璃升降控制開關（駕駛員操控）：這個開關的電路作用是控制駕駛員側車窗玻璃的上升和下降，如果出現(xiàn)斷路情況時，車窗玻璃無法升降。檢測點設置在電動車窗升
8、降器主開關與左前車窗升降器馬達總成之間的UP線上兩個端子和DOWN線上的兩個端子。如果出現(xiàn)故障，可用萬用表檢測四個端子電壓值。（如圖3）
2.3電動車窗實驗臺面板控制部分的設計
實驗臺的故障開關設置在實驗臺的左側，開關安全方便，不與面板在同一方向，撥動故障開關，可以使實驗臺馬上進入預期的故障狀態(tài)，根據(jù)情況分析故障現(xiàn)象，判斷故障，進而利用解碼器、萬用表等儀器在實驗臺的端子上進行檢測和故障診斷，來檢驗猜測是否正確并排除故障。
2.3.1機械部分設置
電動車窗實驗臺的控制電路中的故障設置是模擬卡羅拉實物車車窗電路中有斷路情況出現(xiàn)、搭鐵不實、虛接等故障現(xiàn)
9、象。其工作原理就是實驗臺上的故障控制開關對實驗臺的車窗電路控制結合與斷開。故障開關為了做到方便教學，便于學生操作演示，設置在與車窗實驗臺面板不同的方向上，具體設在實驗臺的左側。
2.3.2故障控制電路的設計
在控制電路中共設計了七個故障點，每一個故障點都是用了撥動故障開關使電路通斷（故障設置開關如圖4所示）。以故障開關T1閉合為例，出現(xiàn)的故障現(xiàn)象：當撥動駕駛員側左前電動車窗開關后左前車窗無法上升。故障原因：電動車窗升降器主開關總成與左前車窗升降器馬達總成之間的UP線斷路。
3結論
此電動車窗實驗臺選用實車系統(tǒng)電路為研究對象，在此基礎上進行了實驗臺
10、的設計，用設計的實驗臺來代替卡羅拉原車電動車窗系統(tǒng)的工作過程；本次設計的實驗臺要達到真實還原實車電動車窗的電路，做到在使用實驗臺時，能夠清晰了解和讀懂電動車窗的電路，還要求實驗臺在工作時保持穩(wěn)定的狀態(tài)，以及保證老師和學生使用時的人身安全。我所設計的卡羅拉電動車窗實驗臺的主要包括：實驗臺面板電路的設計，實驗臺控制部分的設計。實驗臺面板的設計主要由電動車窗的電路圖和電器元件的分布。通過實驗臺面板的電路圖，運用課堂所學習的理論知識結合實驗臺對卡羅拉電動車窗的工作原理進一步的學習；并在設置端子的電路上，可以通過檢測設備，如萬用表等來對端子進行檢測。實驗臺面板控制部分的設計主要由故障點和儀表控制電路組成
11、。實訓教師可以通過撥動故障開關使電動車窗出現(xiàn)不同的故障，來給學生設置故障，實訓學生可以觀察故障設置不同時所顯示的不同現(xiàn)象，以所顯示的故障現(xiàn)象來判斷故障出現(xiàn)的原因，并找到故障的發(fā)生線路，然后對線路上的端子進行檢測診斷，最后將故障排除。
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電動車窗實驗臺設計研究
