CN201387673Y - 数字化汽车发动机综合实训考核装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数字化汽车发动机综合实训考核装置，其包括：一发动机对象系统、电控系统和配套上位机软件系统，其特征在于：所述的发动机对象系统、电控系统和上位机系统完全独立设计；发动机对象系统和电控系统通过航空插座连接，电控系统与上位机系统通过数据采集卡实现连接；上位机系统可以对发动机对象运行参数进行采集和显示。本实用新型在进行实训时只需要在电控系统部分和上位机软件上就可以完成如发动机起动、加速、停止控制功能，与实际的发动机对象有较远的安全距离，可以有效地避免人身安全的问题，同时使用者也可以在一个比较宽松的环境下对发动机对象系统进行仔细观察和熟悉；最终实现了油、气、水、电路的分离，提高了设备的安全性和可靠性。

Description

数字化汽车发动机综合实训考核装置

技术领域

本实用新型涉及一种数字化汽车发动机综合实训考核装置，供国内高职高专以及高等院校完成汽车发动机系统实训教学。

背景技术

随着汽车行业的飞速发展，越来越多领先的科学技术被应用在汽车上，各种传感器、执行器、控制器逐渐增多，汽车电控系统变得日趋庞大和复杂。然而我国高职高专以及高等院校所采用的汽车发动机实训考核设备技术落后、功能单一，使用者非常依赖传统的万用表和解码器来完成相关的实训内容，而最新的汽车发动机各传感器与执行器之间的信号错综复杂，既相互联系又相互影响，采用传统的万用表和解码器已经不能有效地检测发动机存在的疑难问题。

目前国内发动机实训考核设备均采用一体式结构，即把整个发动机的机械部分与电控系统放在一起设计，一般下面部分安装汽车发动机的机械部分，上面放置实训用电控图及各类测试点，一旦汽车发动机运转起来后，其冷却器管路、散热水箱、发动机壳体、排气管等部分均暴露在外，极易造成由于使用者不慎而导致的烫伤事故，同时发动机上有很多高速旋转部分，也极易造成使用者人身损害。

发明内容

为了满足国内院校现代汽车教育的迫切需要，本实用新型提供了一种适用于数字化教学的汽车发动机综合实训考核装置。

本装置将发动机对象系统、电控系统和上位机软件系统三者完全独立设计，三者之间用专用航空电缆线和数据采集卡进行连接。

一种数字化汽车发动机综合实训考核装置，其包括：一发动机对象系统、电控系统和配套上位机软件系统，其特征在于：所述的发动机对象系统、电控系统和上位机系统完全独立设计；发动机对象系统和电控系统通过航空插座连接，电控系统与上位机系统通过数据采集卡实现连接；上位机系统可以对发动机对象运行参数进行采集和显示。

电控系统中内设有发动机各传感器和执行器的信号转接板，发动机各传感器包括转速传感器、凸轮轴传感器、节气门位置传感器、空气流量计传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、机油状态传感器等传感器信号，以及各类执行器信号包括喷油器、点火线圈、活性碳罐电磁阀、空气再循环阀和起动继电器，统一连接到高性能数据采集卡中，数据采集卡安装在计算机内的PCI插槽中，计算机上安装配套的上位机软件，从而构成了一个完整的数字化汽车发动机实训考核装置。

上位机软件基于Labview软件设计开发，可以实时多路采集发动机各传感器和执行器的波形信号，在同一界面可同时显示八通道波形，便于使用者系统分析发动机可能会存在的疑难问题；同时利用上位机软件可实现发动机远程起动、加速、停止等控制功能；此外软件还包括对波形的保存、分析、打印等辅助功能；可以有效地实现数字定量分析和波形对比分析功能。

发动机对象系统为发动机机械部分，包括了发动机实物及外围的供油系统、进气系统、排气系统及冷却系统等。电控系统为发动机电路控制部分，包括了完整电控图及测试点、主要传感器和执行器仪表指示系统、专用计算机数据采集卡接口、发动机操作控制部分。

由于增加了数字化信号处理软件，便于系统分析和判断发动机中的复杂耦合关系，了解各个传感器和执行机构的相互关系和影响，提升对现代发动机的疑难问题的维修技能。

本实用新型在进行实训时只需要在电控系统部分和上位机软件上就可以完成如发动机起动、加速、停止控制功能，与实际的发动机对象有较远的安全距离，可以有效地避免人身安全的问题，同时使用者也可以在一个比较宽松的环境下对发动机对象系统进行仔细观察和熟悉。最终实现了油、气、水、电路的分离，提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明；

图1是实用新型对象系统、控制系统及上位机软件系统正视图；

图2是实用新型发动机对象系统架立体图；

图3是实用新型控制系统正视图；

具体实施方式

本实用新型由发动机对象系统1、电控系统2和上位机系统3组成，三者之间采用完全独立的模块化设计，通过专用航空电缆线将发动机对象系统航空插头8与电控系统航空插头15连接起来，再将电控系统的专用计算机数据采集卡接口11同上位机系统3内配置的数据采集卡连接起来，即可构成数字化汽车发动机综合实训考核装置。

上位机软件系统安装在计算机上，计算机内的PCI插槽中装有PCI总线高性能数据采集卡，数据采集卡速率为400KS/s，八通道采集。上位机软件由Labview软件编写，可以实时对发动机转速传感器、凸轮轴传感器、节气门位置传感器、空气流量计传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、机油状态传感器等传感器波形信号；喷油器、点火线圈、活性碳罐电磁阀、空气再循环阀和起动继电器等状态信号同采集，在一个软件界面中显示八通道的波形信号和十路状态信号，并完成波形的保存、分析、打印、发动机远程起动、加速、停止等功能，完全实现汽车发动机实训考核设备的数字化，从而可以提供完整的发动机的动态数据资料，提升使用者分析能力。

发动机对象系统采用钢制台架式结构，安装有手柄4和万向脚轮9便于移动整个对象系统；发动机安装空间5可安装各种车型不同型号的汽车发动机，具体可选择大众、本田、丰田、别克、日产、现代、福特等车型，此外还安装发动机外围所需的蓄电池、进气系统、排气系统、供油系统及冷却系统等；燃油压力表6用于监测发动机供油系统的实际压力；进气歧管真空压力表7用于监测发动机进气歧管的真空压力；航空插头8用来完成发动机对象系统电路与电控系统电路之间的线路转接。

控制系统采用控制屏结构，由安装四只万向脚轮17的实训桌16和控制屏14组成，设计合理、移动方便。实训桌16可供操作者摆放仪器、工具等，便于实训操作；汽车器件安装铁板12安装发动机电控系统的ECU、组合仪表、继电器板、保险丝盒、点火开关和诊断座，便于使用者操作；计算机数据采集卡接口11与汽车电路之间有信号转接板相连，外部用于连接计算机上内的高性能数据采集卡；面板10上铭刻汽车发动机电控系统电路图并在其相应位置设置有信号观测孔，用于信号检测；仪表和指示区13上设有冷却液温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、空气流量计传感器、氧传感器、电源电压、发动机转速的数字指示仪表和用于指示发动机喷油器和氧浓度工作状态的发光二极管，用于观测发动机传感器、执行器电压信号及工作状态；控制屏侧面安装有航空插头15，用来完成发动机对象系统电路与电控系统电路之间的线路转接。

通过上述的设计的汽车发动机综合实训装置实现发动机的机械部分与电控系统模块化结构、相对独立，有效解决了人身安全的问题，并实现了发动机油、气、水、电路的分离，提高了设备的安全性、可靠性。由于增加了数字化信号处理软件，便于系统分析和判断发动机中的复杂耦合关系，了解各个传感器和执行机构的相互关系和影响，提升对现代发动机的疑难问题的维修技能。

Claims (3)

1.一种数字化汽车发动机综合实训考核装置，其包括：一发动机对象系统、电控系统和配套上位机软件系统，其特征在于：所述的发动机对象系统、电控系统和上位机系统完全独立设计；发动机对象系统和电控系统通过航空插座连接，电控系统与上位机系统通过数据采集卡实现连接；上位机系统可以对发动机对象运行参数进行采集和显示。

2.根据权利要求1所述的数字化汽车发动机综合实训考核装置，其特征在于：发动机对象系统的钢制台式结构可以安装不同车型不同型号的汽车发动机。

3.根据权利要求1所述的数字化汽车发动机综合实训考核装置，其特征在于：上位机数字信号处理软件采用Labview软件进行编程，完成对汽车发动机传感器信号和执行机构的状态实时采集和分析。

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