了得網研究生_汽車綜合創新實驗教程

編輯推薦

《汽車綜合創新實驗教程》是普通高等院校汽車工程類規劃教材，普通高等教育“十三五”規劃教材。

內容簡介

本書以汽車整車性能、重要總成和繫統等實驗為主要內容，提供汽車創新性、綜合性的實驗原理、實驗內容和方法步驟等方面的指導，詳細介紹測試與控制儀器設備的組成，繫統分析實驗原理，詳細給出實驗方法和步驟，並提出實驗報告要求。
全書共6章，包括概述、汽車傳感與信號調理基礎實驗、汽車發動機電子控制與測試實驗、汽車底盤測試與控制實驗、汽車車身電氣實驗及電動汽車實驗等方面，分別介紹了相關實驗繫統的組成、實驗原理與方法。
本書可作為車輛工程、交通運輸和汽車服務工程等專業本科生的綜合性、設計性實驗課教材，也可以作為汽車行業工程技術人員的參考書。

目錄

第1章概述

1.1課程背景

1.2實驗教學大綱

1.3實驗報告模板

第2章汽車傳感與信號調理基礎實驗

2.1信號調理電路設計與實驗
目錄

第1章概述

1.1課程背景

1.2實驗教學大綱

1.3實驗報告模板

第2章汽車傳感與信號調理基礎實驗

2.1信號調理電路設計與實驗

2.2壓力測量與標定實驗

2.3多傳感器轉速測量及標定實驗

第3章汽車發動機電子控制與測試實驗

3.1內燃機臺架性能綜合測試實驗

3.2發動機燃油噴射控制研究性實驗

3.3電子點火控制與能量測試綜合實驗

3.4電子節氣門位置測量與控制設計實驗

3.5電控發動機故障診斷綜合實驗

第4章汽車底盤測試與控制實驗

4.1汽車制動性能臺架綜合實驗

4.2汽車自動防抱死繫統綜合控制實驗

4.3ABS/EBD/ESP繫統綜合實驗

4.4汽車電子空氣懸架實驗

4.5汽車道路綜合性能實驗

4.6汽車底盤測功實驗

第5章汽車車身電氣實驗

5.1汽車照明電路設計實驗

5.2汽車車燈CAN總線設計性實驗

第6章電動汽車實驗

6.1純電動汽車動力繫統認知與演示實驗

6.2電動車半物理仿真控制實驗

6.3純電動車電池管理實驗

參考文獻

前言

前言

本教程主要針對車輛工程專業本科學生的培養目標，特別是“卓越工程師計劃”培養方案，需求的創新性、綜合性實驗教學環節，擬強化工程實踐能力、綜合分析問題解決問題的能力培養，提高人纔培養質量。前言

本教程主要針對車輛工程專業本科學生的培養目標，特別是“卓越工程師計劃”培養方案，需求的創新性、綜合性實驗教學環節，擬強化工程實踐能力、綜合分析問題解決問題的能力培養，提高人纔培養質量。
本教程覆蓋汽車實驗學、汽車綜合實驗、汽車理論、汽車發動機原理、汽車電子控制技術、汽車電氣技術、電動汽車技術等課程。其中，第2章汽車傳感與信號調理基礎實驗，包括信號調理電路設計與實驗、壓力測量與標定實驗、多傳感器轉速測量及標定實驗；第3章汽車發動機電子控制與測試實驗，包括內燃機臺架性能綜合測試實驗、發動機燃油噴射控制研究性實驗、電子點火控制與能量測試綜合實驗、電子節氣門位置測量與控制設計實驗、電控發動機故障診斷綜合實驗；第4章汽車底盤測試與控制實驗，包括汽車制動性能臺架綜合實驗、汽車自動防抱死繫統綜合控制實驗、ABS/EBD/ESP繫統綜合實驗、汽車電子空氣懸架實驗、汽車道路綜合性能試驗、汽車底盤測功實驗；第5章汽車車身電氣實驗，包括汽車照明電路設計實驗、汽車車燈CAN總線設計性實驗；第6章電動汽車實驗，包括純電動汽車動力繫統認知與演示實驗、電動車半物理仿真控制實驗、純電動車電池管理實驗。
本教程內容新穎，在車輛工程傳統實驗內容基礎上，增添了電動汽車技術實驗內容。同時，結合作者的科研成果，自制多臺實驗設備和儀器，增添了大量特色實驗，包括信號調理電路設計與實驗、發動機燃油噴射控制研究性實驗、電子點火控制與能量測試綜合實驗、汽車車燈CAN總線設計性實驗、電動車半物理仿真控制實驗等，以增強學生科研素養，提高學生動手能力以及分析問題解決問題的能力。
本書由魏民祥任主編，由林棻、石志偉、陳國平、張開友、周冠任副主編。其中，第1章，第3章，第4章4.2節、4.3節，第5章5.2節，第6章6.2節、6.3節由魏民祥編寫；第4章4.1節、4.3節、4.4節、4.5節、4.6節，第6章6.1節由林棻編寫；第2章由石志偉編寫；第5章5.1節由陳國平編寫；張開友、周冠參與了部分資料的編寫與整理工作。寫作過程中，參閱上海天威教學實驗設備有限公司、南京中邦工業技術有限分公司，中山市卡特世檢測設備科技有限公司、淄博琦星電子科技有限公司、杭州中成測試設備有限公司等的資料，在此一並表示感謝！
由於編者水平有限，本書難免存在一些不足之處，敬請讀者批評指正。

編者2018年6月

在線試讀

第1章概述

1.1課程背景
針對車輛工程專業等相關專業本科學生的培養目標，特別是“卓越工程師計劃”培養方案需求創新性、綜合性實驗教學環節，旨在強化工程實踐能力、綜合分析問題、解決問題能力培養的實驗教學，以鞏固所學理論知識。
對於“汽車實驗學”“汽車綜合實驗”等課程的教學,迫切需要汽車新技術創新性綜合性實驗原理、實驗內容和方法等方面指導，包括汽車測量與電路基礎實驗、汽車發動機與電子控制設計及綜合測試實驗、汽車底盤與車身綜合性及設計實驗、電動汽車實驗等，其他課程如“汽車理論”“發動機原理”“汽車電子控制技術”“汽車電氣技術”“電動汽車技術”等，同樣需求。
為了達到上述培養目的，力求本教程內容新穎，因而增添了電動汽車技術等實驗內容。同時，結合作者的科研成果，自制多臺實驗設備和儀器，增添了大量特色實驗，包括汽車測試調理電路設計實驗、發動機燃油噴射控制研究性實驗、電子點火控制與能量測試綜合實驗、汽車車燈CAN總線設計性實驗、電動車半物理仿真控制實驗等，以提高學生創新素養，提高學生動手能力以及分析問題解決問題的能力。
1.2實驗教學大綱

第1章概述

1.1課程背景
針對車輛工程專業等相關專業本科學生的培養目標，特別是“卓越工程師計劃”培養方案需求創新性、綜合性實驗教學環節，旨在強化工程實踐能力、綜合分析問題、解決問題能力培養的實驗教學，以鞏固所學理論知識。
對於“汽車實驗學”“汽車綜合實驗”等課程的教學,迫切需要汽車新技術創新性綜合性實驗原理、實驗內容和方法等方面指導，包括汽車測量與電路基礎實驗、汽車發動機與電子控制設計及綜合測試實驗、汽車底盤與車身綜合性及設計實驗、電動汽車實驗等，其他課程如“汽車理論”“發動機原理”“汽車電子控制技術”“汽車電氣技術”“電動汽車技術”等，同樣需求。
為了達到上述培養目的，力求本教程內容新穎，因而增添了電動汽車技術等實驗內容。同時，結合作者的科研成果，自制多臺實驗設備和儀器，增添了大量特色實驗，包括汽車測試調理電路設計實驗、發動機燃油噴射控制研究性實驗、電子點火控制與能量測試綜合實驗、汽車車燈CAN總線設計性實驗、電動車半物理仿真控制實驗等，以提高學生創新素養，提高學生動手能力以及分析問題解決問題的能力。
1.2實驗教學大綱
車輛工程專業本科課程體繫中的實驗課程，需要制訂實驗教學大綱，界定和規範實驗目的、實驗內容等。實驗教學大綱可根據每個學校的實驗條件和課程特色制訂，開設的基本實驗大致相同。例如“汽車實驗學”課程一般開設汽車用傳感器與測試實驗、汽車綜合測功實驗，“汽車理論”課程一般開設汽車道路綜合性能實驗，“發動機原理”課程一般開設內燃機臺架性能綜合測試實驗，“汽車電子控制技術”課程一般會開設汽車自動防抱死繫統(ABS)綜合控制實驗，“汽車電氣技術”課程一般會開設汽車線路實驗，“電動汽車技術”課程一般會開設電動車電池管理實驗和電機控制實驗等。下面給出汽車電子控制技術課程實驗大綱，僅作大綱範例參考。
實驗教學大綱
課程編號： 02304110課程名稱：汽車電子控制技術
Automobile Electronic Control Technology
課程總學時： 36課程總學分： 2
實驗總學時： 8
適用專業：車輛工程
課程類型： □必修選修
先修課程：電工電子技術、自動控制原理、汽車構造
一、實驗項目與內容

序號
實驗項目
學時
實驗目的及主要內容
實驗
類型
備注

1
多傳感器轉速測量及標定實驗
2
1. 了解轉速傳感器測速原理；

2. 掌握轉速計算及信號處理電路。基本

2
壓力測量與標定實驗
2
本實驗加強學生對壓力傳感器基本原理的認識，培養學生測量和標定壓力的基本操作能力。

1. 了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法；

2. 了解傳感器靜態特性及其標定原理和方法。基本

3
電控發動機故障診斷實驗
2
1. 主要對豐田凱美瑞汽車電控發動機的傳感器、ECU和執行器數據流進行動態測試，並進行故障診斷；

2. 可以根據實驗者的要求，進行故障設置，進行正向實驗分析或反向實驗驗證，加強學生對現代汽車電子控制技術的理解，提高故障分析和實際診斷能力。綜合

4
汽車自動防抱死繫統(ABS)綜合控制實驗

2
1. 利用時代超人ABS實驗臺，動態演示ABS的制動防抱死控制過程，加強學生對ABS制動防抱死控制原理的理解；

2. 設置某輪速傳感器故障，考察ABS的制動防抱死控制過程的變化，提高學生對ABS故障診斷的實際能力。
綜合

二、主要教材、參考書
1. 魏民祥.汽車電子控制技術實驗指導書.南京航空航天大學能源與動力學院，2006.
2. 魏民祥,等.汽車電子與電氣現代設計［M］.北京：國防工業出版社,2015.
3. 馮崇毅,等.汽車電子控制技術［M］.北京：清華大學出版社,2005.
三、考核方式
考查。
四、使用主要儀器設備說明
(1) 多傳感器轉速測量及標定臺。
該儀器為自主研發，分別利用磁電式轉速傳感器、霍爾式轉速傳感器和光電式轉速傳感器測量轉速，實現轉速測量及標定。
(2) 壓力測量與標定實驗臺。
該儀器為自主研發，實現自動測試，實現氣體壓力測量與標定。
(征X431汽車故障分析儀。
該儀器能對電控發動機的傳感器、ECU和執行器數據流進行動態測試，並且可讀取、擦除故障代碼。
(4) 時代超人ABS實驗臺。
利用電機模擬旋轉四輪，全套時代超人ABS組件真實再現汽車制動防抱死控制過程，通過計算機分析制動防抱死控制原理，並能設置故障。
1.3實驗報告模板
實驗報告
課程名稱
實驗名稱
班級姓名學號
實驗組別同實驗者
實驗日期實驗地點
評定成績審閱老師

實驗報告項目

實驗目的
實驗儀器和設備
實驗原理
實驗內容與步驟
實驗原始數據和分析
實驗結論

第2章汽車傳感與信號調理基礎實驗

2.1信號調理電路設計與實驗
一、實驗目的

(1) 掌握信號放大電路、濾波電路設計方法。
(2) 掌握利用信號發生器和示波器調試模擬電路技巧。
(3) 了解信號調理電路原理。
二、實驗儀器和設備
示波器、信號發生器、信號調理電路板、±15V直流電源、萬用表。
三、實驗原理
對微伏級微弱信號進行兩級放大後，並進行二級低通濾波。調理電路原理如圖2.1所示。

四、實驗內容與步驟
1. 實驗內容

完成調理電路設計、焊接、調試與信號仿真實驗。
2. 實驗步驟
(1) 按圖2.1連接好測試電路後，首先進行級放大電路的調零。調零方法是：將輸入信號端接地，調整W1使輸出近於零值。
(2) 第二級放大調零與步驟(1)相同，調整W2。
(3) 級放大增益已經固定，該增益值工作穩定，不要改動，調整W3確定增益大小。
(4) 第三級和第四級電參數無須調整。
(5) 信號發生器輸出微弱正弦信號，幅值為0.01~10mV，頻率選為7Hz。
在實驗過程中，用示波器分別觀察各級輸出信號的波形，觀察放大和濾波效果。
五、實驗報告要求
(1) 設計截止頻率為7Hz的低通兩級巴特沃斯( Butterworth)濾波器；
(2) 實驗中如果出現輸出為方波信號，如何解決？

2.2壓力測量與標定實驗
一、實驗目的

(1) 了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量原理和方法。
(2) 了解傳感器靜態特性及其標定原理和方法。
本實驗加強學生對壓力傳感器基本原理的認識，培養學生測量和標定壓力的基本操作能力。
二、實驗儀器和設備
壓力測量與標定實驗臺(見圖2.2)、蓄電池、PC機。

圖2.2壓力測量與標定實驗臺

三、實驗原理
采用擴散硅壓阻式壓力傳感器測量靜態壓力，得到傳感器的靈敏度和線性度。半導體單晶硅受壓力作用時電阻率發生變化，這個現像稱為壓阻效應。擴散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴散出P型或N型電阻條，形成惠斯通電橋。在壓力作用下，根據半導體的壓阻效應，基片產生應力，電阻條的電阻率產生變化，引起電阻的變化，把這一變化引入測量電路，其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。
摩托羅拉公司生產的X形硅壓力傳感器采用單個X件，而不是電橋結構，其壓件呈X形，因而稱為X形壓力傳感器，結構原理及外部連接如圖2.3所示。該繫列壓力傳感器精度很高，其模擬輸出電壓正比於輸入的壓力值和電源偏置電壓，具有極好的線性度，且靈敏度高，重復性好。此繫列中的MPX2053DP壓力傳感器是其中典型的高精度硅壓阻式壓力傳感器，本繫統采用MPX2053DP作為壓力傳感器，可以滿足繫統的要求。X形傳感器的基本特性如下：

(1) 壓力測量範圍為0~50kPa。

圖2.3X形傳感器結構及外部連接

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