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捷达汽车电器实验台设计摘要:依据都市先锋(捷达王GrX)的车身电器设计一个实验台，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。通过实际演示和排除故障使学生对每个电器元件和整个电器系统有更加深刻的理解，从而达到理论联系实际的目的。关键词:模拟;电器;故障;实验台;设计电子技术在汽车上的广泛应用使汽车性能和结构不断改进和提高。在原来汽车电器系统的基础上，采用电子技术，一方面提高原机械零件的工作性能及可靠性;另一方面满足人们对汽车整体性能的要求，使汽车更加豪华、先进、舒适和安全。现代轿车广泛采用电子技术，其结构比较复杂，且汽车运行中电器故障所占的比重远远高于其它故障，约占40%一60%，这对从事汽车工程相关专业的人员提出了更高的要求。对于汽车专业技术人才培养来说，如何使理论与实践相结合，提高工程实践能力，是一项重要的课题。1捷达(GTX)电器实验台的设计1.1实验台的总体设计要求电器实验台的设计要满足教学的需要，即具有良好的示教效果以及便捷的操控性能。同时进行相关辅助功能的开发，从而锻炼学生的工程实践应用能力。具体要求体现以下J七个方面:l)选型。具有代表性、普及性，同时具有鲜明技术特色。2)服务教学。示教效果简单、明了，操控方便快捷;并且具有故障诊断功能，以利于提高学生的工程实践运用能力。3)实验台布局。在考虑布局合理、结构紧凑的同时，要便于教学;并注意各个电器元件在工作时相互之间功率的匹配。4)实验台功能开发。预留外接端子连接其他设备的插接件，为实验台的功能扩展和更新元件提供基础和应用平乙入「习O1.2选择车型结合设计要求的普及性、代表性、特色性，中低档经济型轿车就在设计所考虑的范围内。捷达GTX经过不断发展与完善，不但技术含量较高，还有许多自身的技术特色，并且是我国国内目前保有量最多和受欢迎程度最高的普及型轿车之一，在很大程度上能代表我国轿车行业的先进水平。具有一定的代表性和可以开发利用的前景。综合以上，设计车型选定为捷达GTX型轿车。1.3捷达GTX电器实验台的设计与校核电器实验台的设计要实现良好的操控性能及示教效果，要求台架可以实现翻转折叠，并考虑到电器系统构件的支撑及定位紧凑、台面质量分布均匀度、台面的整洁度、台面稳定性、运动件与固定件是否发生干涉等因素。1.3.1台面设计电器实验台的板面设计和制作主要依据捷达(汀X轿车的车身线束进行布置，同时也参照了捷达车身的各电器元件的布置情况。该设计可以合理地利用板面空间，还可以尽最大可能地再现各电器元件在原车上的位置。但由于在同一平面上，没有空间位置关系，这样在某些细节部分和原车的实际位置就有一定的差别。板面尺寸的确定主要依据各个电器元件的形位尺寸和位置尺寸。根据线束的布置及几个主要元件的形位尺寸，然后初步估算板面的大小，把布置在板面轮廓上的元件的位置确定下来。1.3.2台架的设计电器实验台台架的设计是根据板面的布置情况和大小以及某些元件的传动需要进行的，电器实验台为平面可翻转折叠式，有良好的稳定性和足够的强度来支撑板面，能翻转便于教学。由于实验台上装有起动机、发电机以及带动发电机的电动机，为了不增加板面的负荷，利于翻转，在板面下方的台架上装一U型架，将发电机输出端导线沿着台面翻转合叶处引上台面，从而使发电机和电动机不参与翻转。1.3.3台架的选材台架的材料选用45钢，强度、价格均可行。台架的各连接处均采用焊接，其强度不低于原材料的强度，可以达到支撑台面及固定、稳定的作用。为了移动方便，采用橡胶轮，起到减震的作用。1.3.4对台架的强度校核台架有2个稳定位置，即水平位置和与水平方向成70c夹角的位置。1)水平状态时，台架所受的重力对台架支撑点的作用力由面板的材料强度承受，合力矩为零，此时台架处于稳定状态。1.4附属件的选择与定位1.4.1电动机的选择因捷达王的车用发电机的额定功率为1.26kw，额定转速为600Or/而n，所以要求选用的电动机的额定功率应大于发电机的额定功率。考虑到电动机的工作环境，选用Y系列的三项鼠笼式异步电动机。为实现可靠的传动，依据设计目的，考虑到实验台是用于教学，工作时间短，且周期性工作。选择V带传动，皮带的工作表面在短期内不会过量磨损，而使用寿命能够足够长，无需经常更换。1.4.2发电机及电动机位置的确定发电机是汽车电器设备的重要元件之一，是汽车电源系统的主要来源，在汽车正常运行时，除向全部用电设备(除起动机外)供电之外，还可以为蓄电池充电。因为发电机工作转速约为6000r/而n，质量在Zkg左右，与其配合用的电动机质量为电器元件中最大的(含电动机转动)，对整个实验台的稳定性会产生一定影响。考虑以上原因，把发电机及电动机的位置确定在板面下方的底架上，由板面位置示意图可以清晰看到发电机的位置，如图2所示。〔汀X电器进行了一系列的挑选，局部做出替换如下:1)所选电器元件包括蓄电池、发电机、大灯、仪表盘、中控门、电动车窗等。2)元件的替换。从实用美观考虑，对部分元件进行调整例如，汽车上的喇叭开关是方向盘的顶盖，而实验台用按键开关替代;考虑到教学的针对性及台架的整体布局，选用电动机代替发动机带动发电机转动。1.5.2捷达电器常见故障列表为实现对于实验台教学诊断功能，将常见的电器系统故障进行归纳总结，选取具有代表性的故障为参考，进而实现相关故障的设置与诊断。电器系统常见故障如表1所示。1.5.3实验台电器系统故障的设置为实现教学目的，根据表1中常见的故障，在实验台设置故障断路，例如车灯不亮会有很多种原因:蓄电池可能电量不足、保险丝可能烧坏、车灯灯丝可能烧坏，学生在诊断过程中结合实验台电路进行查找，就会发现具体原因及问题所在。了解电器系统工作原理的同时，提高工程分析能力。充分考虑实验台的局限性，设置的故障点全部为电路的故障，使学生结合电路图快速查找故障。2捷达电器实验台的升级作为有一定使用年限的教学设备，实验台的后续功能开发是很必要的。为了充分实现教学功能，要求在使用过程中不断完善实验台的相关功能，进行定期更新升新升级。2.1设备本身进行升级电子设备更新越来越快，在其原有设备的基础上对淘汰较快的进行更换，以达到充分利用设备潜能的目的，不断延续实验台的使用寿命，减少不必要的资金投人。2.2通过预留端口或改造其控制线路进行升级这样做可以对一些原本不能在实验台实现的功能进行演示，让同一个实验台可以完成多个实验项目。例如，在实验台接有自诊断端口接头，一旦接上转用的诊断设备就能实现模拟的诊断过程，充分展示数据流功能。如果有相应的发动机实验台架，将其进行连接，便能真正的演示汽车的大部分使用工况，这实际上是对已有台架的功能进行很大的扩充。2.3实验台的控制功能升级根据汽车电器系统中使用的传感器的工作特性，利用单片机编程模拟信号，同时实现相应的演示功能。并且在信号调试过程中了解车用电器系统信号的特征，完善实验台电器系统装备，实现电器系统、电控系统功能合一。同时在故障设置以及故障诊断过程使用遥控器进行控制，操作便捷的同时对学生的故障诊断能力提出更高的要求，能够在更大程度上加强对学生工程实践应用能力的培养。3结束语汽车行业的迅猛发展，汽车控制装备的广泛应用，势必对汽车相关专业从业人员的素质要求越来越高。为更好地适应电子技术的更新，捷达GTX型轿车实验台对于提升学生的工程实践能力将会起到巨大的作用。参考文献1」吕传章.汽车维修与检测诊断【MJ.北京:人民交通出版社，2001.仁2习沈树盛.汽车电器维修经验集〔M皿.成都:四川科学技术出版社，2仅抖.〔3」汪立亮现代汽车电器设备原理与检修〔M〕.北京:电子工业出版社，2001.〔4〕严烈.AutoCAI)2000机械工程绘图实例宝典〔M〕.北京:冶金工业出版社，2001.[5」刘瑞新，赵淑萍，朱世同.Aut以二AD2000应用教程【M]，北京:机械工业出版社，2000.否6」裘玉平.汽车电器设备维修厂M].北京:人民交通出版社，1997，仁7」张凤山，王颖.国产轿车故障诊断与排除精选[Ml.北京:机械工业出版社，加03.仁8〕秦明华汽车电器与电子技术仁M〕.北京:北京理工大学出版社，2003.

汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。下面是我整理的汽车前照灯技术论文，希望你能从中得到感悟!

汽车前照灯检测技术探讨

摘要：汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。因此，为保障机动车运行安全，应对前照灯的有关性能进行严格检验。本文就汽车前照灯远近光检测技术进行了分析。

关键词：汽车;前照灯;检测

中图分类号：U46 文献标识码：A

前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下，为驾驶员提供行车道路照明的重要设备，也是驾驶员发出警示、进行联络的灯光信号装置。所以，前照灯必须有足够的发光强度和正确的照射方向。目前各大汽车检测站普遍采用先进的CCD成像技术和DSP图像处理相结合的方法进行汽车前照灯远近光的检测，从而达到汽车前照灯的自动跟踪光轴、发光强度、远光中心坐标、近光拐点坐标以及光轴偏角等特征参数的检测。

1 汽车前照灯远近光发光特点及作用

1.1 前照灯远光灯的发光特点

为了防止前照灯对司机和路人造成眩目，前照灯的灯具需要经过特别的设计，使灯具的发光性能达到一定的标准。所谓发光特性是指灯具发射可见光的光度(照射角度和发光强度)分布，其照射角度随方向而改变，常用发光强度分布曲线来表示。正常情况下，汽车前照灯远光发光特性，其光度分布如椭圆形状在上下方向和左右方向基本对称，越靠近中心点，照射度越大。

1.2 前照灯近光灯的发光特点

典型的前照灯近光的发光特性为非规则几何形状，具有明显的明暗截止线，在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区，在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区。其发光强度最强的区域在明暗截止线的右下方，光强最大的区域中心点，照度最大，并以这个中心点为中心，形成一定的等照度曲线。前照灯近光图可表示为图1，近光产生明显的明暗截止线，其水平部分在V-V′的左侧，右侧为与水平线向上15°的斜线或向上成45°的斜线。明暗线转折点处称为拐点。根据前照灯远近光的光形分布的特点，传统的前照灯远光检测技术以仪器检测为主，大多利用远光光斑图形的对称性，利用上下左右对称分布的光电池对光轴中心进行检测。而由于近光光斑图形的非对称性，无法使用测量远光的方法对近光进行单独检测，通常利用图像分析的办法来获取明暗截止线拐点的位置来测取远近光各个特征参数，为汽车驾驶员提供准确的数据。

汽车夜间行驶时，前照灯远光能照亮前100m处一定范围内高2m的物体，这样才能保证司机发现前方有障碍物时，及时采取制动或绕行措施，让停车距离在视距之内，确保行车安全。

2 汽车前照灯检测技术发展

汽车前照灯检测技术，从早期的屏幕观察检测，到后来的仪器检测，发展到现在用的CCD和数字图像处理(DSP)相结合的检测技术，都具备智能化、自动化检测技术水平。

2.1 屏幕法检测

简单的屏幕检测，就是在被测灯前方10m处垂挂一屏幕，在屏幕上按照标准要求画好光束照射位置点和线，把受检车辆的前照灯光打开，照射在屏幕上，用肉眼观察该光束的位置是否符合标准要求，可测近光和远光。这种方法的特点是设备简单，不需要软件处理系统，对场地和环境要求高、但效率较低，而且依赖人的主观判断的程度比较大，检测结果一致性较差，误差大。因此在大流量的检测线上，很少使用这种检测方法。

2.2 采用CCD感光检测技术

利用CCD摄像头的感光技术，将采集到的光信号转化为电信号的原理，并最终通过图像采集卡将模拟的电信号转化为数字信号，输出到计算机，由计算机数据处理系统进行处理，就可测出前照灯远光发光强度和近光偏移量。采用CCD对光检测技术，其检测精度完全可以满足国标±15′的要求。

2.3 数字图像处理DSP检测技术

这项新型的检测技术主要是把CCD摄像头采集到的模拟视频信号转化成数字视频信号，然后利用DSP(数字信号处理器)的数字视频采集卡及处理系统对数字视频信号根据需要进行数字运算和处理，以得到需要测量的参数。

从以上灯光检测技术的发展历程可以看出，随着电子技术和计算机技术的不断发展和普及，数字图像处理技术也得到了迅速的发展。到目前，各大汽车检测站用的较多的是利用CCD感光系统精确成像，采用DSP系统进行图像分析处理及电子控制技术，精确进行汽车前照灯远近光灯技术参数进行测试。DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理具有速度快，集成度高，接口方便等特点。

3 CCD感光系统的测量原理

3.1 成像原理

利用几何光学中的物像对应关系，使远处的大范围光强分布成为较小的可测量实像，用面阵CCD作为图像传感器，可以一次得到整个平面上的光强分布。

根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中屏幕法的要求，前照灯利用几何光学中的物像对应关系，使远处(10m)屏幕上的大范围发光强度(光强)分布成为较小的可测量实像(1m处成像屏上)，用面阵CCD作为图像传感器，可以一次得到整个平面上的光强分布。

前照灯可以认为是具有一定光强分布的面光源。前照灯在10m处光线会聚成像为AB。在光路中插人菲涅耳透镜组(假设等效为L)后，AB的光线实际会聚成实像为AB，如图2所示。

如果假设菲涅耳透镜的焦距为f，则有以下关系式：

选择合适比例的l和f彭阿以得到恰当的像，从而方便测量。

3.2 测量时的瞄准方式

空间角度的检测必须要获得2个点的位置，在光束偏角的测量中也不例外。在进行测之前，首先必须找到前照灯的位置或第一个光束参考点的位置。图3为瞄准前照灯方式的测量原理，这种测量方式是先利用CCD摄像头1找到前照灯的位置，然后用CCD摄像头2拍摄前照灯通过透镜成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置(远光或近光)，得到与零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际前照灯的角度偏差值。

直接对准前照灯：

这种测量方式是先利用摄像头找到车灯的位置，然后拍摄成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置(远光或近光)，得到和零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际的角度偏差值。

3.3 光强测量分析

由于在低照度下，CCD的输出电压与照度有良好的线性关系，这样CCD面元信号的数字量便可与外部光源照射到检测幕布上照度值联系起来了。根据测量时建立起来的关系数据库，根据空间采样后各像元的数字量即得出各点的光照强度。

3.4 角度测量分析

主要利用灯光(远光中心点、近光明暗截止线转角点)在屏幕上会有X的位移，经透镜成像后，在透镜像方焦平面上引起的成像点的位移X′可由CCD获得的数字化图像分析求出，进而推算出光轴偏转角度。利用远光照明的对称性，找到远光光斑的对称中心，然后在前照灯打开近光照明的条件下，模拟人眼的判断过程，对近光的拐点进行分析。同样的，在进行近光角度检测时，由于CCD图形具有分辨率高的优势，结合计算机技术，和光电池扫描的方法相比可以进行更为准确的拐点的搜寻。

结束语

综上所述，选用专业的图像处理芯片对前照灯近光光束配光图像进行分析处理，可准确确定近光光束明暗截止线转角和近光光束照射方向。

参考文献

[1]吴勇，邹颖.前照灯检测仪检测距离的探讨[J].汽车维护与修理，2005，12.

[2]赵彬.汽车前照灯检测过程中存在的问题及对策[J].无锡商业职业技术学院学报，2008，06.

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