CN205050469U - 一种新型电控发动机多功能动态演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型电控发动机多功能动态演示装置，属于汽车专业教学设备技术领域。该装置包括台架、电动机、联轴器、解剖结构的发动机、控制箱、高压气源、高压气管、气动阀。台架是本装置的安装基础；电动机、联轴器和发动机安装在桌面上；控制箱安装在桌面下方的桌体内，其面板上设置有电源接口、总电源开关、气源接入口、电机调速旋钮、涡轮增压转速调整旋钮、增压空气循环阀控制旋钮、增压空气限制阀启动开关、VVT可变配气正时演示开关、喷油点火演示开关；控制箱内设置有喷油点火、涡轮增压和VVT可变配气正时控制模块。该装置能进行喷油点火演示、涡轮增压演示和VVT可变配气正时演示。整套装置结构紧凑，工作可靠。

Description

一种新型电控发动机多功能动态演示装置

技术领域

本实用新型提供了一种新型电控发动机多功能动态演示装置，属于汽车专业教学设备技术领域，可用于大中专院校以及汽车制造厂电控发动机实验教学，以达到直观、形象、方便、提高实验教学效果的目的。

背景技术

随着汽车技术的发展，电控发动机广泛地应用于现代汽车上。电控发动机结构复杂，工作原理不容易理解，这是电控发动机教学中遇到的一大难题。汽车专业教学设备有效地解决了这一问题，现有的发动机演示装置有：（1）用轻型材料制造一个1:1的发动机模型，该发动机模型包括发动机的两大机构及各大系统，而且将发动机进行剖视，演示的时候利用机械装置带动该发动机模型动作，达到演示目的。采用该方法，需要花费大量的成本来制造发动机模型，且由于发动机结构复杂，加工模型难度大。（2）采用现有的发动机，将发动机的缸体剖开，在原来火花塞的位置安装LED灯，通过控制LED灯发出不同颜色的光来代表发动机不同的工作状态。这种装置不需要制造发动机模型，降低了成本，但是功能比较单一。综上所述，有必要予以改进。

发明内容

本实用新型旨在解决汽车电控发动机教学设备成本高、功能单一等诸多不足之处，进而提供一种技术先进、多功能、操作简捷、安全、直观形象的新型电控发动机多功能动态演示装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型电控发动机多功能动态演示装置，特殊之处在于，其结构包括：台架1、电动机2、联轴器3、发动机4、控制箱5、高压气源6、高压气管7、气动阀8。

所述台架1包括支架1-1、桌面1-2和四个万向脚轮1-3，其作用是其他部分的安装基础。

所述电动机2，安装在桌面1-2上，其作用是给发动机提供动力，以便于学员在动态下观察。

所述联轴器3，安装在桌面1-2上，分别连接电动机2的输出轴和发动机4曲轴的前端，其作用是将电动机2的动力传给发动机4的曲轴。

所述发动机4安装在桌面1-2上，采用英朗1.4T型发动机，按结构特点解剖，能够反映整机与各总成部件结构原理，能够看清内部结构细节，能够动态展示内部运动件的工作情况，以便于教师讲解和学员观察。

所述控制箱5安装在桌面1-2下方的桌体内，其包括控制箱面板10和控制箱电路板11。

所述控制箱面板10上设置有电源接口5-1、总电源开关5-2、气源接入口5-3、电机调速旋钮5-4、涡轮增压转速调整旋钮5-5、增压空气循环阀控制旋钮5-6、增压空气限制阀启动开关5-7、VVT可变配气正时演示开关5-8、喷油点火演示开关5-9，分别进行接通电流、接入气源、电动机转速调节、涡轮增压工作演示、VVT可变配气正时工作演示和喷油点火工作演示等控制。

所述控制箱电路板11内设置有喷油点火控制模块5-10、涡轮增压控制模块5-11和VVT可变配气正时控制模块5-12，分别进行喷油点火、涡轮增压和VVT可变配气正时的控制。

所述高压气源6设置在桌面1-2的下方，用于产生高压空气。

所述高压气管7用于连接高压气源6和气动阀8。

所述气动阀8为电驱动气动阀，当给气动阀8通电时，气动阀8会打开，来自高压气源6的高压气体会通过打开的阀门进入涡轮增压器9。

一种新型电控发动机多功能动态演示装置，将原车发动机进行解剖，能清晰地展示内部结构、部件连接方式；能进行喷油点火演示、涡轮增压演示和VVT可变配气正时演示，从而真实地呈现发动机各机构及各系统的工作过程，方便学员观察学习。整套装置结构紧凑，工作可靠，方便安装和维护。通过本发明有效地解决了现有技术存在的缺陷与不足，进而提供一种多功能、操作简捷、直观形象的新型电控发动机多功能动态演示装置。

附图说明

图1:为本实施例的结构立体示意图；

图2:为本实施例的控制箱面板示意图；

图3:为本实施例的喷油点火演示原理图；

图4:为本实施例的涡轮增压演示原理图；

图5:为本实施例的VVT可变配气正时演示原理图；

在图中，1、台架，2、电动机，3、联轴器，4、发动机，5、控制箱，6、高压气源，7、高压气管，8、气动阀，9、涡轮增压器，10、控制箱面板，11、控制箱电路板，1-1、支架，1-2、桌面，1-3、万向脚轮，4-1、火花塞，4-2、喷油器，4-3、LED指示灯，4-4、发动机曲轴位置传感器，5-1、电源接口，5-2、总电源开关，5-3、气源接入口，5-4、电机调速旋钮，5-5、涡轮增压转速调整旋钮，5-6、增压空气循环阀调节旋钮，5-7、增压空气限制阀启动开关，5-8、VVT可变配气正时演示开关，5-9、喷油点火演示开关，5-10、喷油点火控制模块，5-11、涡轮增压控制模块，5-12、VVT可变配气正时控制模块，5-13、VVT机油控制阀，6-1、气管，6-2、排气支管，6-3、挡板，6-4、增压空气限制阀，6-5、气管，6-6、增压空气循环阀。

具体实施方式

以下参照附图，给出本实用新型的具体实施方式，用来对本实用新型的构成作进一步说明。

本实施例的一种新型电控发动机多功能动态演示装置，用于汽车电控发动机实践教学。该装置包括台架1、电动机2、联轴器3、解剖结构的发动机4、控制箱5、高压气源6、高压气管7、气动阀8。台架1是本装置的安装基础；电动机2、联轴器3和发动机4安装在桌面1-2上；控制箱5安装在桌面1-2下方的桌体内，其包括控制箱面板10和控制箱电路板11；控制箱面板10上设置有电源接口5-1、总电源开关5-2、气源接入口5-4、电机调速旋钮5-4、涡轮增压转速调整旋钮5-5、增压空气循环阀控制旋钮5-6、增压空气限制阀启动开关5-7、VVT可变配气正时演示开关5-8、喷油点火演示开关5-9；控制箱电路板11上设置有喷油点火控制模块5-10、涡轮增压控制模块5-11和VVT可变配气正时控制模块5-12。该装置能进行喷油点火演示、涡轮增压演示和VVT可变配气正时演示。整套装置结构紧凑，工作可靠，方便安装和维护。

所述台架1（如图1所示）是其他部分的安装基础，包括铝合金支架1-1、不锈钢桌面1-2和四个尼龙万向脚轮1-3。所述铝合金支架1-1与不锈钢桌面1-2通过螺栓相连，所述四个万向脚轮1-3与铝合金支架1-1通过螺栓相连。其桌面1-2上面安装有电动机2、联轴器3、发动机4，桌面1-2下面的桌体内安装有控制箱5，桌面1-2的下方安装有高压气源6、高压气管7和气动阀8，四个万向脚轮1-3可以移动任意角度。

所述发动机4（如图1所示）采用英朗1.4T型直列四缸四冲程汽油发动机，用螺栓和支架固定在桌面1-2上。采用线切割法解剖，在排气侧从上到下剖开三个缸，能够看清内部结构细节，展示的主要结构包括曲柄连杆机构、配气机构、进排气系统、点火系统、喷油装置、润滑系统、冷却系统；VVT可变配气正时机构可以看到机油控制阀内部的滑阀及油道；可以看清楚涡轮增压器的结构；各剖口以及内部的活塞、连杆、曲轴、凸轮轴、气门、链轮、涡轮增压装置、可变配气正时机构、水道、油道、气道等做电镀着色处理，使用不同颜色区分，并合理搭配各种色彩，能清楚表达内部结构和动力传动关系，方便学员观察发动机的工作原理。所有解剖元件均能进行正常的机械运转。

所述电动机2（如图1所示）用螺栓和支架固定在桌面1-2上，采用齿轮减速电机，电机调速器配合减速电机使用，通过操作电机调速旋钮5-4实现电机的0～300r/min调速，工作电压220V，功率500W，其作用是向发动机提供动力。

所述联轴器3（如图1所示）用螺栓和支架固定在桌面1-2上，采用钢制单法兰梅花弹性联轴器，分别连接电动机2的输出轴和发动机4曲轴的前端，其作用是将电动机2的动力传给发动机4的曲轴。

所述不锈钢桌面1-2下方有一铝合金控制箱5，其与铝合金支架1-1加工成一体。所述控制箱5（如图2所示）包括控制箱面板10、控制箱电路板11和连接线路，其中控制箱电路板11用螺栓固定在箱体内。所述控制箱面板10上设置有电源接口5-1、总电源开关5-2、气源接入口5-3、电机调速旋钮5-4、涡轮增压转速调整旋钮5-5、增压空气循环阀调节旋钮5-6、增压空气限制阀启动开关5-7、VVT可变配气正时演示开关5-8、喷油点火演示开关5-9。

所述电源接口5-1，用螺栓固定在控制箱面板10上，为220V电源输入；

所述总电源开关5-2，用螺栓固定在控制箱面板10上，是带漏电保护的空气开关，保证安全；

所述气源接入口5-3，用螺栓固定在控制箱面板10上，是外部气源接入口，气压为0.8MPa；

所述电机调速旋钮5-4，用螺栓固定在控制箱面板10上，用导线连接电动机2，旋转该旋钮可控制电机在0～300r/min运转。

所述涡轮增压转速调整旋钮5-5，用螺栓固定在控制箱面板10上，通过导线连接涡轮增压控制模块5-11，当打开涡轮增压转速调整旋钮5-5时，压缩空气吹转排气涡轮，演示废气涡轮增压工作原理；当旋转涡轮增压转速调整旋钮5-5时，可以改变压缩空气流量的大小，从而改变涡轮增压器9涡轮的转速。

所述增压空气循环阀调节旋钮5-6，用螺栓固定在控制箱面板10上，通过导线连接涡轮增压控制模块5-11，当调整旋钮时，可改变涡轮增压空气循环阀6-6内的电机的位置，从而改变进气压力的大小。

所述增压空气限制阀启动开关5-7，用螺栓固定在控制箱面板10上，通过导线连接涡轮增压控制模块5-11，操纵该开关时，压缩空气推动增压空气限制阀6-4使其打开或关闭。

所述VVT可变配气正时演示开关5-8，用螺栓固定在控制箱面板10上，通过导线连接VVT可变配气正时控制模块5-12，操纵该开关时，给VVT机油控制阀5-13的电磁阀通电，电磁阀带动VVT机油控制阀5-13的滑阀移动，通过解剖结构，可以观察滑阀的运动状况。

所述喷油点火演示开关5-9，用螺栓固定在控制箱面板10上，通过导线连接喷油点火控制模块5-10，当该开关打开时，驱动火花塞4-1跳火，同时喷油器4-2动作，在汽油导轨上LED指示灯4-3点亮，演示喷油过程。

所述控制箱电路板11用螺栓固定在控制箱5体内，包括喷油点火控制模块5-10、涡轮增压控制模块5-11和VVT可变配气正时控制模块5-12，分别进行喷油点火、涡轮增压和可变配气正时控制。

所述高压气源6（如图1所示）安放在桌面1-2的下方的地面上，用于产生高压空气。

所述气动阀8（如图4所示）为电驱动气动阀，用螺栓和支架固定在地面上，通过给气动阀8的线圈通断电来控制气路的通断。气动阀8有两个，一个通过气管6-1连接发动机排气支管6-2，用于驱动涡轮增压器9的涡轮机叶轮转动，一个通过气管6-5连接增压空气限制阀6-4，用于驱动增压空气限制阀6-4拉杆使限制阀开/闭。

高压气管7（如图1所示）用于连接高压气源6和气动阀8。

所述一种新型电控发动机多功能动态演示装置，其四冲程发动机工作过程演示原理如下：

打开电源开关5-2，电动机2开始工作，动力经过联轴器3传给发动机4，发动机开始运转，旋转电机调速旋钮5-4可以调节发动机的运转速度。通过解剖的发动机，可以观察活塞上下往复运动、连杆的平面运动和曲轴的旋转运动；学员可以观察配气机构中凸轮轴、液力挺柱以及进排气门的运动情况；可以观察润滑系统、冷却系统等相关部件的工作情况。教师可以在发动机运转工况下进行发动机结构和工作原理的讲解。

所述一种新型电控发动机多功能动态演示装置，其喷油点火演示原理如下：

如图3所示，打开电源开关5-2，电动机2带动曲轴运转，发动机曲轴位置传感器4-4产生信号输送至喷油点火控制模块5-10。当喷油点火演示开关5-8打开时，喷油点火控制模块5-10通过曲轴位置信号判定活塞位置，驱动火花塞4-1跳火，学员可以观察点火工作过程，同时喷油器4-2动作，在汽油导轨上的LED指示灯4-3点亮，学员可以观察喷油工作过程。

所述一种新型电控发动机多功能动态演示装置，其涡轮增压演示原理如下：

如图4所示，在排气支管6-2接口处安装挡板6-3，防止压缩空气外泄。当涡轮增压转速调整旋钮5-5打开时，输入电信号至涡轮增压控制模块5-11，涡轮增压控制模块5-11驱动气动阀8打开，从高压气源6过来的压缩空气吹转排气涡轮，演示废气涡轮增压工作原理。旋转涡轮增压转速调整旋钮5-5时，可以改变压缩空气流量的大小，从而改变涡轮增压器涡轮的转速。

当旋转增压空气循环阀调节旋钮5-6时，将电位信号输入至涡轮增压控制模块5-11，涡轮增压控制模块5-11驱动增压空气循环阀6-6的电机，改变电机的占空比控制信号，可使增压空气循环阀6-6的开度发生变化，从而改变增压空气量。

当增压空气限制阀启动开关5-7开/闭时，输入电信号至涡轮增压控制模块5-11，涡轮增压控制模块5-11驱动气动阀8开/闭，从高压气源6过来的压缩空气推动增压空气限制阀6-4拉杆使限制阀开/闭。

所述一种新型电控发动机多功能动态演示装置，其VVT可变配气正时演示原理如下：

如图5所示，当操纵VVT可变配气正时演示开关时，输入电信号至VVT可变配气正时控制模块5-12，VVT可变配气正时控制模块5-12给VVT机油控制阀5-13的电磁阀通电，电磁阀带动VVT机油控制阀5-13的滑阀移动，通过解剖结构，可以观察滑阀的运动状况。

Claims (1)

1.一种新型电控发动机多功能动态演示装置，特征在于，其结构包括：

台架（1）,包括支架（1-1）、桌面（1-2）和四个万向脚轮（1-3），其作用是其他部分的安装基础；

电动机（2），用螺栓和支架固定在桌面（1-2）上，其作用是给发动机提供动力，以便于学员在动态下观察；

联轴器（3），用螺栓和支架固定在桌面（1-2）上，分别连接电动机（2）的输出轴和发动机（4）曲轴的前端，其作用是将电动机（2）的动力传给发动机（4）的曲轴；

发动机（4），用螺栓和支架固定在桌面（1-2）上，采用英朗1.4T型发动机，按结构特点解剖，能够反映整机与各总成部件结构原理，能够看清内部结构细节，能够动态展示内部运动件的工作情况，以便于教师讲解和学员观察；

控制箱（5），安装在桌面（1-2）下方的桌体内，其包括控制箱面板（10）和控制箱电路板（11）；所述控制箱面板（10），其上设置有电源接口（5-1）、总电源开关（5-2）、气源接入口（5-3）、电机调速旋钮（5-4）、涡轮增压转速调整旋钮（5-5）、增压空气循环阀控制旋钮（5-6）、增压空气限制阀启动开关（5-7）、VVT可变配气正时演示开关（5-8）、喷油点火演示开关（5-9），分别进行接通电流、接入气源、电动机转速调节、涡轮增压工作演示、VVT可变配气正时工作演示和喷油点火工作演示等控制；所述控制箱电路板（11），用螺栓固定在控制箱体内,其内设置有喷油点火控制模块（5-10）、涡轮增压控制模块（5-11）和VVT可变配气正时控制模块（5-12），分别进行喷油点火、涡轮增压和VVT可变配气正时的控制；

高压气源（6），安放在桌面（1-2）的下方，用于产生高压空气；

高压气管（7），用于连接高压气源（6）和气动阀（8）；

气动阀（8），为电驱动气动阀，用螺栓和支架固定在地面上，当给气动阀（8）通电时，气动阀（8）会打开，来自高压气源（6）的高压气体会通过打开的阀门进入涡轮增压器（9）。