CN205038315U - 一种汽车发动机电子电器综合实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车发动机电子电器综合实验装置，主要由高低温环境箱、发电机实验单元、启动电机实验单元、发动机电子控制系统实验单元、测控单元、类燃料箱构成。本实用新型结构简单，方便实用，既可用于汽车研发过程中对单个的汽车发动机电子电器部件的耐久性考核和高低温冲击试验考核，也可用于对汽车发动机电子电器系统工作状况进行考核，同时，也可用于生产过程中的电子电器产品部件质量检验。

Description

一种汽车发动机电子电器综合实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车发动机电子电器综合实验装置。

背景技术

汽车发动机主要电子电器零部件由发电机、启动电机、发动机线束、温度传感器、压力传感器、位置/开度传感器、浓度传感器和转速传感器以及点火线圈、燃油喷射器、进气系统执行器及燃油泵等电子电器部件再辅以燃油传输管道构成。

汽车电子电器部件性能的好坏，是影响整车工作性能的一个重要因素。

作为汽车电子电器产品的供应商，都会独立地对自己生产的电子电器产品进行各种实验考核。

但是，汽车作为多个系统单元构成的机电一体化产品，每个部件与系统之间的协调工作显得尤为重要，因此，在整车研发、生产过程中，汽车电子、电器产品的供应商，都会独立地对自己生产的电子电器产品进行各种实验考核，例如对单个的汽车发动机电子电器部件的耐久性考核或者高低温冲击试验考核、对汽车发动机电子电器系统工作状况考核以及生产过程中的电子电器产品部件质量检验。这些考核或者检测都是单独进行的，都忽略了电子电器产品部件相互之间的影响，因此考核或者检测结果与实际运行中的情况相距较大。

此外，这些考核系统或者检验系统只具备其中一项试验考核或者质量检验的功能，当需要对汽车发动机电子电器进行考核或者检验时，必须要购置对应的考核系统或者检验系统才能进行考核或者检测，成本高且利用率低。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种汽车发动机电子电器综合实验装置，既可用于汽车研发过程中对单个的汽车发动机电子电器部件的耐久性考核和高低温冲击试验考核，也可用于对汽车发动机电子电器系统工作状况进行考核，同时，也可用于生产过程中的电子电器产品部件质量检验。

专利方案：本方案中的一种汽车发动机电子电器综合实验装置，主要由高低温环境箱、汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统、发动机电子控制系统模拟测试系统、类燃料供给装置构成；

高低温环境箱，由单片机控制自行完成温度循环控制，为汽车电子电器零部件测试提供试验环境；

汽车交流发电机测试系统，包括电机驱动装置、与电机驱动装置转轴固定的传动轴、与传动轴固定的皮带轮；

发动机电子控制系统模拟测试系统，包括发动机电子控制器、传感器、执行器、传感器信号显示装置和测控系统，发动机电子控制器、传感器、执行器之间的相互连接通过发动机线束实现；测控系统对发动机电子控制系统数据采集采用OBD或CAN技术实现；

启动电机测试系统，包括电机驱动装置、与电机驱动装置转轴固定的传动轴、与传动轴固定的飞轮、转矩传感器、发动机转速传感器、飞轮信号齿圈，启动电机的转矩由测控系统通过控制电机驱动装置的转速来进行控制；

类燃料供给装置，包括类燃料箱和类燃料供给管路，为发动机电子控制系统模拟测试系统提供类燃料物质；

其中，测控系统，包括由电气控制装置、工业控制机PLC和计算机组成，电气控制装置主要为试验台架提供需要的电源；工业控制机PLC和计算机主要实现对汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统以及发动机电子控制系统模拟测试系统输出的数据和信号进行采集和分析；

电机驱动装置，是伺服电动机。

本实用新型中的启动电机的性能（输速特性、转矩转速、功率特性）由测控系统进行采集并拟合出相应的特性曲线。汽车交流发电机的性能（输出特性、空载转速或零电流转速、最大电流）以及输出电流由测控系统进行采集并拟合出相应的特性曲线。

本实用新型中的启动电机测试系统可以对启动电机进行测试，而汽车交流发电机测试系统可以对发动机进行测试，而发动机电子控制系统模拟测试系统则可以模拟汽车发动机电子电器系统工作状态并进行检测，因此本实用新型既可用于汽车研发过程中对单个的汽车发动机电子电器部件的耐久性考核和高低温冲击试验考核，也可用于对汽车发动机电子电器系统工作状况进行考核，同时，也可用于生产过程中的电子电器产品部件质量检验。

本实用新型旨在汽车发动机电子电器系统工作的前提下，对发动机电子电器系统及其零部件单体进行工作特性的检验和耐久性考核。现有技术状态下，都只对个体进行了考核。比如对发动机线束进行96小时高低温考核，但整个过程中，线束本身没有参与工作。而本实验装置，在进行实验时，所有部件都是处于工作状态。其输出参数有测控单元进行采集。传感器、执行器、控制器的工作电源由测控单元提供，测试过程中的燃料采用类燃油材料。电子电器系统各部件的工作参数要通过各自的检测口传输到数据采集单元（也可以考虑采用车用CAN线或K线的方式），通过诊断口由测控单元采集。

进一步，发动机电子控制系统模拟测试系统、启动电机测试系统与汽车交流发电机测试系统共用一个伺服电动机、传动轴；大大简化了结构，提高了利用率，节省了成本。

进一步，传动轴与伺服电动机之间通过联轴器联接；安装拆卸简单。

进一步，启动电机和汽车交流发电机的驱动装置与传动轴之间通过联轴器联接；安装拆卸简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框图；

图2为汽车交流发电机测试系统结构示意图；

图3为启动电机测试系统结构示意图；

图4为发动机电子控制系统模拟测试框图；

图5为图2的逻辑框图；

图6为图3的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

附图说明：输出轴1、电机驱动装置2、传动轴3、高低温环境箱4、联轴器5、汽车交流发电机6、皮带轮7、转矩传感器8、飞轮9、启动电机10、转速传感器11。

实施例基本如图1至图6所示：

本方案中的汽车发动机电子电器综合实验装置，主要电机驱动装置、高低温环境箱、轴传动装置、汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统、发动机电子控制系统模拟测试系统、测控系统、类燃料供给装置构成；

电机驱动装置，是一个多功能伺服电动机。在利用汽车交流发电机测试系统和发动机电子控制系统模拟测试系统进行试验时，该电机驱动装置是一个动力电动机，主要驱动汽车交流发电机和飞轮旋转；在利用启动电机测试系统进行试验时，该电机类似一个测功机，通过该电机和轴传动上的转矩传感器，测试启动电机的性能。

高低温环境箱，由单片机控制自行完成温度循环控制（可实现﹣40℃～150℃温度交替变化），为汽车电子电器零部件测试提供试验环境；

轴传动装置，该装置主要通过联轴器实现电机驱动装置输出轴和试验装置动力传输轴的联接。

汽车交流发电机测试系统，包括电机驱动装置、传动轴、与传动轴固定的皮带轮组成。汽车交流发电机的转速由测控系统通过控制电机驱动装置的转速来进行控制。汽车交流发电机的性能（输出特性、空载转速或零电流转速、最大电流）以及输出电流由测控系统进行采集并拟合出相应的特性曲线。

启动电机测试系统，包括电机驱动装置、传动轴、与传动轴固定的飞轮、发动机转速传感器、飞轮信号齿圈。启动电机的转矩由测控系统通过控制电机驱动装置的转速来进行控制。启动电机的性能（输速特性、转矩转速、功率特性）由测控系统进行采集并拟合出相应的特性曲线。

发动机电子控制系统模拟测试系统，包括发动机电子控制器、传感器、执行器、传感器信号显示装置和测控系统，发动机电子控制器、传感器、执行器之间的相互连接通过发动机线束实现。测控系统对发动机电子控制系统数据采集采用OBD或CAN技术实现。

测控系统，包括由电气控制装置、工业控制机PLC和计算机组成，电气控制装置主要为试验台架提供需要的电源；工业控制机PLC和计算机主要实现对汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统以及发动机电子控制系统模拟测试系统输出的数据和信号进行采集和分析。

类燃料供给装置，主要有类燃料箱和类燃料供给管路构成。为发动机电子控制系统模拟测试系统提供类燃料物质。

启动电机、转速传感器、汽车交流发电机以及其余发动机电子电器零部件等原件，可根据原件的结构形式和相对位置关系，采用相应的工装支架安装于高低温箱内部。

汽车交流发电机测试系统和启动电机测试系统所用的驱动电机采用同一伺服电动机（或类似电动机）。伺服电机的工作由测控单元控制并采集伺服电机的工作参数。

伺服电机在汽车交流发电机性能试验和启动电机性能试验时是独立工作的（这两个实验本身是独立完成）。

测试汽车交流发电机的性能（输出特性、空载转速或零电流转速、最大电流，图5）时，伺服电机是一个电动机，带动汽车交流发电机运行。通过测控系统控制伺服电机转速，从而实现对发电机转速的控制。汽车交流发电机的输出性能由测控系统进行测试并拟合出下列曲线。本实验装置可以根据需要对温度进行设定，进行温度冲击条件下的汽车交流发电机性能试验。

测试启动电机的性能（输速特性、转矩转速、功率电流）时，伺服电机是类测功机，用于测试启动电机的转速、转矩和功率输出状态。伺服电机通过测控系统控制，从而实现对启动电机三大特性参数的采集并由测控系统进行测试并拟合出曲线图。本实验可以根据需要对温度进行设定，进行温度冲击条件下的发电机性能试验。

启动电机重复启动试验。试验过程中，测控系统控制启动电机的工作状况，并通过转速传感器测得的飞轮转速和力矩传感器测得的力矩判断启动是否成功并对启动次数进行累计。本实验可以同时对启动电机进行低温（-40℃）的启动性能的试验。

发动机电子控制系统模拟测试系统。本实验旨在汽车发动机电子电器系统工作的前提下，对发动机电子电器系统及其零部件单体进行工作特性的检验和耐久性考核。现有技术状态下，都只对个体进行了考核。比如对发动机线束进行96小时高低温考核，但整个过程中，线束本身没有参与工作。而本实验装置，在进行实验时，所有部件都是处于工作状态。其输出参数有测控单元进行采集。

试验中，有源转速传感器、凸轮轴相位传感器、进气量检测传感器、节气门位置传感器以及氧传感器等传感器、执行器和控制器的工作电源由测控系统提供，测试过程中的燃料采用类燃油材料。电子电器系统各部件的工作参数要通过测控系统进行采集并输出的计算机（也可以考虑采用车用CAN线或K线的方式，通过诊断口由测控单元采集）。

发动机电子控制系统模拟测试系统、启动电机测试系统与汽车交流发电机测试系统共用一个伺服电动机、传动轴；大大简化了结构，提高了利用率，节省了成本。

图1中：

1、飞轮安装工装、皮带轮安装工装，可根据不同发动机的结构形式而不同，以满足相应安装几何尺寸要求和各原件的相对传动关系要求

2、启动电机、曲轴位置传感器以及交流发电机等原件，可根据原件的结构形式和相对位置关系，采用相应的工装支架安装于高低温箱内部

3、图中实线表示电力传输路线，点划线表示数据传输路线。

图2中：

1、皮带轮安装工装，可根据不同发动机的结构形式而不同，以满足相应安装几何尺寸要求。

2、汽车交流发电机可根据其的结构形式和相对位置关系，采用相应的工装支架安装于高低温箱内部。

3、图中实线表示机械动力传输路线，点划线表示信号数据传输路线。

图3中：

1、飞轮安装工装可根据不同发动机的结构形式而不同，以满足相应安装几何尺寸要求和各原件的相对传动关系要求

2、启动电机、曲轴位置传感器等原件，可根据原件的结构形式和相对位置关系，采用相应的工装支架安装于高低温箱内部

3、图中实线表示电力传输路线，点划线表示数据传输路线。

图4-6中：

实线表示机械动力传输路线，点划线表示信号传输路线，虚线为电磁传递线路。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种汽车发动机电子电器综合实验装置，其特征在于，

主要由高低温环境箱、汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统、发动机电子控制系统模拟测试系统、类燃料供给装置构成；高低温环境箱，由单片机控制自行完成温度循环控制，为汽车电子电器零部件测试提供试验环境；汽车交流发电机测试系统，包括电机驱动装置、与电机驱动装置转轴固定的传动轴、与传动轴固定的皮带轮；发动机电子控制系统模拟测试系统，包括发动机电子控制器、传感器、执行器、传感器信号显示装置和测控系统，发动机电子控制器、传感器、执行器之间的相互连接通过发动机线束实现；测控系统对发动机电子控制系统数据采集采用OBD或CAN技术实现；启动电机测试系统，包括电机驱动装置、与电机驱动装置转轴固定的传动轴、与传动轴固定的飞轮、转矩传感器、发动机转速传感器、飞轮信号齿圈，启动电机的转矩由测控系统通过控制电机驱动装置的转速来进行控制；类燃料供给装置，包括类燃料箱和类燃料供给管路，为发动机电子控制系统模拟测试系统提供类燃料物质；其中，测控系统，包括由电气控制装置、工业控制机PLC和计算机组成，电气控制装置主要为试验台架提供需要的电源；工业控制机PLC和计算机主要实现对汽车交流发电机测试系统、启动电机测试系统以及发动机电子控制系统模拟测试系统输出的数据和信号进行采集和分析；电机驱动装置，是伺服电动机。

2.根据权利要求1所述的一种汽车发动机电子电器综合实验装置，其特征在于，发动机电子控制系统模拟测试系统、启动电机测试系统与汽车交流发电机测试系统共用一个伺服电动机、传动轴。

3.根据权利要求1所述的一种汽车发动机电子电器综合实验装置，其特征在于，传动轴与伺服电动机之间通过联轴器联接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车发动机电子电器综合实验装置，其特征在于，启动电机和汽车交流发电机的驱动装置与传动轴之间通过联轴器联接。