一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，屬于一種發(fā)動機教學(xué)裝置。包括試驗臺架，其特征在于：所述試驗臺架上設(shè)有發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，以及通過電路與之連通的故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)、發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。本發(fā)明質(zhì)量輕、體積小、方便教學(xué)，同時在工作時無污染，降低能源損耗，發(fā)動機工作過程以及點火與噴油過程更加的直觀，提高教學(xué)的直觀性和教學(xué)效果。
【專利說明】一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種發(fā)動機教學(xué)裝置，尤其涉及一種電控發(fā)動機故障設(shè)置、診斷及工作過程模擬的教學(xué)工具。

【背景技術(shù)】
[0002]在科技飛速發(fā)展的今天，人們依然面臨著能源危機和大氣污染兩大難題，隨著世界各國排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，低排放已經(jīng)成為發(fā)動機產(chǎn)品進入市場的首要前提條件，目前，電控發(fā)動機已成為市場的主導(dǎo)。
[0003]由于電控發(fā)動機的優(yōu)異特性，市場占有率迅猛增加，但是，由于電控發(fā)動機故障的產(chǎn)生、排查及處理具有一定的難度，因此需要進行大量的培訓(xùn)和實踐操作。目前，公知的發(fā)動機教學(xué)，廣泛使用實體的教學(xué)方式，一些工作過程并不能直觀的看到，同時在教學(xué)過程中由于發(fā)動機的排放造成很高的環(huán)境污染，并且實體發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積質(zhì)量大，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中提到的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，以方便實際教學(xué)的直觀性并降低廢氣排放，有效地提高教學(xué)效果并節(jié)約能源。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，包括試驗臺架，其特征在于:所述試驗臺架上設(shè)有發(fā)動機電子控制系統(tǒng)，以及通過電路與之連通的故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)、發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。
[0006]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)包括故障設(shè)置區(qū)、電路檢測區(qū)和儀器檢測端口，其通過線束與發(fā)動機電子控制系統(tǒng)連接。
[0007]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)包括點火模擬和噴油模擬。
[0008]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述動力系統(tǒng)包括小型電動機、曲軸帶輪、凸輪軸帶輪、正時皮帶、調(diào)速裝置、風(fēng)扇，曲軸帶輪安裝在小型電動機軸上并通過小型電動機驅(qū)動，正時皮帶將動力傳至凸輪軸帶輪。
[0009]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述點火模擬包括點火線圈，點火線圈通過高壓線與火花塞相連；所述火花塞固定在火花塞固定支架上。
[0010]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述噴油模擬包括油箱，油箱內(nèi)設(shè)有燃油，燃油通過油泵泵入油管和噴油器中；所述油箱和油管均為透明材料制作而成；所述噴油模擬還包括調(diào)壓閥，用來自動感應(yīng)并調(diào)節(jié)噴油壓力。
[0011]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述凸輪軸帶輪包括凸輪軸皮帶輪和凸輪軸位置信號盤，在凸輪軸位置信號盤的一側(cè)設(shè)有凸輪軸位置傳感器；所述曲軸帶輪包括曲軸皮帶輪和曲軸信號盤，在曲軸信號盤的一側(cè)設(shè)有曲軸位置傳感器。
[0012]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)中的故障包括各傳感器與執(zhí)行器相關(guān)線路的短路與斷路故障；通過設(shè)置相應(yīng)故障后可在電路檢測區(qū)利用萬用表檢測判斷相應(yīng)的故障，將故障診斷儀連接至儀器檢測端口讀取相應(yīng)故障碼與數(shù)據(jù)流。
[0013]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述噴油模擬中的燃油為煤油或柴油。
[0014]所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述的點火模擬中設(shè)有4個火花塞；所述噴油模擬中設(shè)有4個噴油器。
[0015]上述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，與實體電控發(fā)動機相比，減少了冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、起動系統(tǒng)；配氣機構(gòu)與曲柄連桿機構(gòu)中只保留了曲軸皮帶輪和凸輪軸皮帶輪及正時皮帶；打開點火開關(guān)后，動力系統(tǒng)中電機的轉(zhuǎn)速遠低于實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速，相關(guān)信號送入ECU前通過處理放大后，相當(dāng)于發(fā)動機怠速信號，所述調(diào)速裝置用來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于汽車中的油門踏板，電機轉(zhuǎn)速的變化最終會影響點火與噴油的模擬及相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)。點火與噴油的模擬均能直觀地觀測到。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明質(zhì)量輕、體積小、方便教學(xué)，同時在工作時無污染，降低能源損耗，發(fā)動機工作過程以及點火與噴油過程更加的直觀，提高教學(xué)的直觀性和教學(xué)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的點火模擬示意圖；
圖3是本發(fā)明的噴油模擬示意圖；
圖4是本發(fā)明的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖5是本發(fā)明的斷路故障點火模擬示意圖；
圖6是本發(fā)明的短路故障點火模擬示意圖；
圖中:1_發(fā)動機電子控制系統(tǒng)；2_故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)；3_發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)；4_動力系統(tǒng)；5-故障設(shè)置區(qū)；6_電路檢測區(qū)；7_儀器檢測端口 ；8_點火模擬；8-1_點火線圈；8-2_高壓線；8-3_火花塞；8-4_火花塞固定支架；9_噴油模擬；9_1_噴油器；9_2_油泵；9-3_油管；9-4_油箱；9-5_調(diào)壓閥；10_小型電動機；11_曲軸帶輪；12_凸輪軸帶輪；13-正時皮帶；14_調(diào)速裝置；15_風(fēng)扇；16_凸輪軸位置傳感器；17_曲軸位置傳感器。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0019]本發(fā)明提供的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，包括試驗臺架，在試驗臺架上設(shè)有發(fā)動機電子控制系統(tǒng)1、故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)2、發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)3及動力系統(tǒng)4等，試驗臺內(nèi)設(shè)有電路，該電路與汽車發(fā)動機電路匹配。
[0020]發(fā)動機電子控制系統(tǒng)1可以為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅述。當(dāng)然，需要與故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)2、發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)3及動力系統(tǒng)4等系統(tǒng)做匹配，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)主要由相應(yīng)的傳感器、執(zhí)行器及發(fā)動機ECU組成(發(fā)動機ECU為一塊，相關(guān)傳感器與執(zhí)行器的數(shù)量、類型及型號將與所對應(yīng)的發(fā)動機電子控制系統(tǒng)相匹配)，傳感器主要用于收集信號(如轉(zhuǎn)速、位置、溫度及進氣量等)，并把相應(yīng)的信號通過電路輸送給ECU ;ECU用于接收傳感器所采集的信號，并進行相應(yīng)的處理、分析后將結(jié)果以電路的形式輸送給相應(yīng)的執(zhí)行器；執(zhí)行器用于接收ECU的指令完成相應(yīng)的點火、泵油及噴油等。例如:發(fā)動機電子控制系統(tǒng)1可以包括:發(fā)動機E⑶、空氣流量計、進氣溫度傳感器、氧傳感器、水溫傳感器、爆震傳感器、防盜控制器、碳罐電磁閥等。
[0021]故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)2通過線束與發(fā)動機電子控制系統(tǒng)1連接，包括故障設(shè)置區(qū)5、電路檢測區(qū)6及儀器檢測端口 7 ;故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)2指在發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中的連接線路上設(shè)置斷路、短路、信號偏差等故障，同時配以相應(yīng)的檢測端口 ；該系統(tǒng)可供教師進行故障設(shè)置和學(xué)生檢測、診斷用。設(shè)置相應(yīng)故障后可在電路檢測區(qū)6利用萬用表檢測判斷相應(yīng)的故障，將故障診斷儀連接至儀器檢測端口 7可讀取到相應(yīng)故障碼與數(shù)據(jù)流。在故障設(shè)置時只要將故障設(shè)置開關(guān)調(diào)節(jié)到所對應(yīng)的故障觸點即可完成故障的設(shè)置，從而避免了車輛線路的損壞，使教學(xué)過程中車輛的損耗降到最低，同時可以及時地讓學(xué)生了解汽車的實際布線，從而提高教學(xué)效率及教學(xué)效果，使學(xué)生真正掌握對電控發(fā)動機故障的檢測與診斷方法。
[0022]發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)3用于模擬電控發(fā)動機的點火、噴油及泵油過程；在實際車輛運行過程中是無法觀看到發(fā)動機的點火、噴油及泵油的過程，通過該模擬系統(tǒng)可以使學(xué)生直觀的看到以上過程，更有助于學(xué)生讓學(xué)生了解電控發(fā)動機的工作原理。點火模擬8由點火線圈8-1、高壓線8-2、火花塞8-3、火花塞固定支架8-4及點火線圈與電源和EOT相連的相關(guān)電路組成。噴油模擬9由噴油器9-1、油泵9-2、油管9-3、油箱9-4及噴油器、油泵與電源、E⑶相連的相關(guān)電路等組成。在油管9-3的一側(cè)還設(shè)有調(diào)壓閥9-5，其用來調(diào)節(jié)噴油器的噴油壓力。為使噴油系統(tǒng)正常工作電控發(fā)動機中油泵的泵油壓力要高于系統(tǒng)設(shè)定的噴油壓力，同時為了保證噴油量的大小只由噴油器開啟的時間決定，因此在任何條件下噴油壓力都必須保持一樣，所以需要調(diào)壓閥來保證系統(tǒng)油壓的穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)的油壓高于設(shè)定值時，調(diào)壓閥9-5被打開，多余的油從回油管流向油箱，系統(tǒng)油壓越高，回油量越大。為了便于觀看到噴油器9-1噴油的過程、形狀及油泵的泵油與回油過程，油箱9-4和油管9-3均為透明材料制作而成；油箱9-4中的燃油由一種不易揮發(fā)、無腐蝕性的液體取代，避免揮發(fā)，并循環(huán)利用，如煤油、柴油等。
[0023]動力系統(tǒng)4用于為發(fā)動機電子控制系統(tǒng)提供曲軸的轉(zhuǎn)速信號及凸輪軸的位置信號。動力系統(tǒng)4包括小型電動機10、曲軸帶輪11、凸輪軸帶輪12、正時皮帶13、調(diào)速裝置14、風(fēng)扇15，曲軸帶輪安裝在小型電動機軸上并通過小型電動機10驅(qū)動，正時皮帶將動力傳至凸輪軸帶輪12。凸輪軸帶輪12包括凸輪軸皮帶輪和凸輪軸位置信號盤，在凸輪軸位置盤的一側(cè)設(shè)有凸輪軸位置傳感器16 ;曲軸帶輪11包括曲軸皮帶輪和曲軸信號盤，在曲軸信號盤的一側(cè)設(shè)有曲軸位置傳感器17。小型電動機可由220V家用電驅(qū)動。動力系統(tǒng)在打開點火開關(guān)后，電機的轉(zhuǎn)速作為曲軸轉(zhuǎn)速信號輸入ECU，調(diào)速裝置14用來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速及對準(zhǔn)空氣流量傳感器的風(fēng)扇，相當(dāng)于汽車中的油門踏板，電機轉(zhuǎn)速的變化最終會影響點火與噴油的模擬及相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)。
[0024]電路檢測區(qū)6的電路與發(fā)動機電路相匹配，并與發(fā)動機電子控制系統(tǒng)相連接。試驗臺無故障時接通電源動力系統(tǒng)4工作，傳感器將相應(yīng)的信號采集并輸送到發(fā)動機ECU，發(fā)動機ECU接收信號并處理，送出執(zhí)行命令到相應(yīng)執(zhí)行器，并使其工作，此時可觀察到發(fā)動機正常的噴油過程與點火過程，同時通過將故障診斷儀連接至儀器檢測端口 7可讀取到發(fā)動機正常工作的相關(guān)數(shù)據(jù)流。在故障設(shè)置區(qū)5設(shè)置不同的故障，可致使發(fā)動機電控系統(tǒng)相應(yīng)功能工作不正常，此時可利用萬用表在電路檢測區(qū)6進行檢測，并判斷故障原因或利用故障診斷儀進行檢測，故障診斷儀將能夠讀取到相應(yīng)的故障代碼和故障數(shù)據(jù)流，利用調(diào)速裝置14可調(diào)節(jié)小型電動機10和風(fēng)扇15的轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下，相應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)流也發(fā)生變化，即發(fā)動機在不同工況下工作，同理點火模擬與噴油模擬也不一樣。
[0025]具體操作時，如設(shè)置短路故障(見圖6)，即撥動開關(guān)使開關(guān)兩端的觸點連通，此時通過萬用表測量短路故障時，“a”與“b”間的電阻為0歐；此時試驗臺將停止跳火，即發(fā)動機熄火，利用解碼儀可以讀到相應(yīng)的故障碼；取消故障時，即撥動鈕子開關(guān)使開關(guān)兩端的觸點不連通，即正常狀態(tài)，此時通過萬用表測量“a”與“b”間的電阻為無窮大。如設(shè)置斷路故障(見圖5)，即撥動開關(guān)使開關(guān)兩端的電路斷開，此時通過萬用表測量“a”與“b”間的電阻為無窮大；此時實驗臺將有兩只火花塞停止跳火，利用解碼儀可以讀到相應(yīng)兩只缸的失火故障，數(shù)據(jù)流中也可讀到相應(yīng)的失火數(shù)據(jù)；取消故障時，即撥動開關(guān)使開關(guān)兩端的電路連通，即正常狀態(tài)，此時“ a”與“b ”間的電阻為0歐。
[0026]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，包括試驗臺架，其特征在于:所述試驗臺架上設(shè)有發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(1)，以及通過電路與之連通的故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)(2)、發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)(3 )和動力系統(tǒng)(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)(2)包括故障設(shè)置區(qū)(5)、電路檢測區(qū)(6)和儀器檢測端口(7)，其通過線束與發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(I)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述發(fā)動機工作模擬系統(tǒng)(3)包括點火模擬(8)和噴油模擬(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述動力系統(tǒng)(4)包括小型電動機(10)、曲軸帶輪(11)、凸輪軸帶輪(12)、正時皮帶(13)、調(diào)速裝置(14)、風(fēng)扇(15)，曲軸帶輪安裝在小型電動機軸上并通過小型電動機(10)驅(qū)動，正時皮帶將動力傳至凸輪軸帶輪(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述點火模擬(8 )包括點火線圈(8-1)，點火線圈(8-1)通過高壓線(8-2 )與火花塞(8-3 )相連；所述火花塞(8-3)固定在火花塞固定支架(8-4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述噴油模擬(9)包括油箱(9-4)，油箱(9-4)內(nèi)設(shè)有燃油，燃油通過油泵(9-2)泵入油管(9-3)和噴油器(9-1)中；所述油箱(9-4)和油管(9-3)均為透明材料制作而成；所述噴油模擬(9)還包括調(diào)壓閥(9-5)，用來自動感應(yīng)并調(diào)節(jié)噴油壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述凸輪軸帶輪(12)包括凸輪軸皮帶輪和凸輪軸位置信號盤，在凸輪軸位置信號盤的一側(cè)設(shè)有凸輪軸位置傳感器(16);所述曲軸帶輪(11)包括曲軸皮帶輪和曲軸信號盤，在曲軸信號盤的一側(cè)設(shè)有曲軸位置傳感器(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述故障設(shè)置與檢測系統(tǒng)(2)中的故障包括各傳感器與執(zhí)行器相關(guān)線路的短路與斷路故障；通過設(shè)置相應(yīng)故障后可在電路檢測區(qū)(6)利用萬用表檢測判斷相應(yīng)的故障，將故障診斷儀連接至儀器檢測端口(7)讀取相應(yīng)故障碼與數(shù)據(jù)流。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述噴油模擬(9)中的燃油為煤油或柴油。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低碳式電控發(fā)動機模擬試驗臺，其特征在于:所述的點火模擬(8)中設(shè)有4個火花塞；所述噴油模擬(9)中設(shè)有4個噴油器。
【文檔編號】G09B25/02GK104464489SQ201410754917
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】劉敏, 盧悅, 何躍法, 王旭偉, 闕麗軍, 何洋, 張晨晨 申請人:麗水市職業(yè)高級中學(xué)