专利名称：汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种汽车发动机仿真实验台，尤其是涉及一种汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台。
背景技术：
随着电子信息技术的飞速发展，现代汽车技术与电子技术、信息技术融合在一起，汽车已成为现代科技的载体和结晶。由于汽车运行的环境多变，特别是发动机所处的环境恶劣，因此，由发动机电子控制系统引起的故障也相应增多。其中，发动机电子燃油喷射是一项涉及面很广的技术，它包括了传感器技术、微处理技术、控制工程等多方面知识。并且，在汽车修理过程中，由于车系、车型的差别，维修人员判定传感器元件信号及电子控制单元导致的故障很困难。这就给汽车维修和汽车教学带来了很大的障碍。在高校汽车专业实验教学中，现有的教学试验台绝大部分仍然基于传统的发动机，受到场地、操作环境因素限制，制约学生理论学习和实践能力的提高。不能模拟发动机电子控制系统实际运行工况，不能对汽车电子控制系统准确、快速的故障诊断，使理论教学不够直观，实践操作不方便。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种对汽车电子控制系统故障诊断准确，操作方便，快速经济，理论教学更直观，实践过程更容易的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案:本实用新型的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，包括实验台架，还包括执行器、传感器模拟输入端、演示面板和信号控制管理系统，该实验台架上面设置可视台架，所述执行器由点火器、火花塞、喷油嘴、量杯以及供油系统组成，火花塞、喷油嘴分别设置在可视台架内的左右两侧支架板上，对应喷油嘴的下方设有量杯，火花塞与点火器相连；该传感器模拟输入端设置在实验台架的隔板上，由信号发生器，模拟信号输入装置，以及曲轴信号发生器组成，信号发生器用于模拟汽车传感器信号，模拟信号输入装置用于模拟汽车冷却液温度、节气门开度信号，曲轴信号发生器用于产生曲轴的转角和转速信号；该演示面板设置在实验台架上，其上设有显示器、执行元件测试装置、控制开关、显示仪表以及5V电源、12V电源，显示器用于汽车发动机喷油嘴喷油以及火花塞点火功能的演示，执行元件测试装置用于测试显示火花塞、喷油嘴、供油系统油泵的工作数据，5V电源用于为模拟信号输入装置提供稳压电源，12V电源用于为火花塞、喷油嘴、供油系统油泵供电；其中:信号发生器与信号控制管理系统的输入端相连；模拟信号输入装置与信号控制管理系统的输入端相连；曲轴信号发生器与信号控制管理系统的输入端相连；[0009]执行元件测试装置与信号控制管理系统的输出端相连。作为本实用新型汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台的优选方案，该信号控制管理系统设置在实验台架的隔板上，由汽车ECU以及诊断检测端子组成，汽车ECU用于实施对汽车发动机喷油嘴喷油以及火花塞点火的管理，诊断检测端子用于测试汽车电子控制单元接口信号，诊断检测端子与汽车ECU的信号输出端相连。作为本实用新型汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台的优选方案，所述供油系统由汽油箱、汽油泵、压力调节器、主油管、供油胶管组成，汽油泵设置在汽油箱上，供油胶管的一端与汽油泵输出口连接，供油胶管的另一端与主油管连接，压力调节器的输入口与供油胶管连接，压力调节器的输出口与汽油箱连接。作为本实用新型的改进，所述火花塞设置为四个，四个火花塞分别与所述点火器并列相联；所述喷油嘴和与其对应的量杯分别设置为四个，四个喷油嘴分别与所述主油管并列联接，该主油管的两个输入口分别与两个供油胶管并列联接。由于采用上述技术方案，本实用新型提供的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台具有的有益效果是:本实用新型的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，设置了由点火器、火花塞、喷油嘴、量杯以及供油系统组成的执行器，采用传感器模拟输入端，由其信号发生器，模拟信号输入装置，以及曲轴信号发生器分别模拟汽车传感器信号、模拟汽车冷却液温度、节气门开度信号、产生曲轴的转角和转速信号，并输入给信号控制管理系统，通过信号控制管理系统的汽车ECU以及诊断检测端子，实施对汽车发动机喷油嘴喷油以及火花塞点火的管理，进行汽车电子控制单元接口信号的检测与诊断操作。通过演示面板上的显示器进行发动机喷油以及点火功能的演示，同时通过显示仪表显示主要传感器的工作数据。这样就可以在实验室脱离发动机本体，应用相应传感器来模拟实际运行工况，进行发动机喷油以及点火性能测试，设置故障诊断检测端子，可以方便进行汽车检测与诊断操作，实现故障诊断，通过故障代码的分析，查找并排除故障。同时也方便了教学讲解与演示。从而把理论教学与实践过程有机地结合起来，使理论教学更直观，实践过程更容易。达到了对汽车电子控制系统故障诊断准确，操作方便，快速经济，理论教学更直观，实践过程更容易的效果。
图1是本实用新型汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台的构造示意图；图2是图1中沿A-A线的剖视图；图3是图1中沿B-B线的剖视图；图4是图2中本实用新型的演示面板C向示意图；图5是本实用新型电子控制汽油喷射的基本原理方框图；图6是本实用新型信号控制管理系统的基本原理方框图。图中:实验台架I ;汽油箱2 ;汽油泵3 ;点火器4 ;可视台架5 ;火花塞6 ;主油管7 ;供油胶管8 ;量杯9 ;演示面板10 ;显示器11 ;信号控制管理系统12 ;诊断检测端子13 ;显示仪表14 ；5V电源15 ；12V电源16 ;喷油嘴17 ;压力调节器18。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述:如图1、图2、图3所示，给出了本实用新型汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台具体实施方式
的构造示意图，包括实验台架1，还包括执行器、传感器模拟输入端、演示面板10和信号控制管理系统12，该实验台架I上面设置可视台架5，所述执行器由点火器4、火花塞6、喷油嘴17、量杯9以及供油系统组成，火花塞6、喷油嘴17分别设置在可视台架5内的左右两侧支架板上，对应喷油嘴17的下方设有量杯9，火花塞6与点火器4相连；该传感器模拟输入端设置在实验台架I的隔板上，由信号发生器，模拟信号输入装置，以及曲轴信号发生器组成，信号发生器用于模拟汽车传感器信号，模拟信号输入装置用于模拟汽车冷却液温度、节气门开度信号，曲轴信号发生器用于产生曲轴的转角和转速信号；该演示面板10设置在实验台架I上，如图4所示，其上设有显示器11、执行元件测试装置、控制开关、显示仪表14以及5V电源15、12V电源16，显示器11用于汽车发动机喷油嘴17喷油以及火花塞6点火功能的演示，执行元件测试装置用于测试显示火花塞6、喷油嘴17、供油系统油泵的工作数据，5V电源15用于为模拟信号输入装置提供稳压电源，12V电源16用于为火花塞6、喷油嘴17、供油系统油泵供电；其中:信号发生器与信号控制管理系统(12)的输入端相连；模拟信号输入装置与信号控制管理系统(12)的输入端相连；曲轴信号发生器与信号控制管理系统(12)的输入端相连；执行元件测试装置与信号控制管理系统(12)的输出端相连。如图6所示，给出了本实用新型信号控制管理系统的基本原理方框图，该信号控制管理系统12设置在实验台架I的隔板上，由汽车E⑶以及诊断检测端子13组成，汽车ECU用于实施对汽车发动机喷油嘴17喷油以及火花塞6点火的管理，汽车ECU内设置转换器、I/O输入输出器件、CPU单片机、存储器，CPU单片机汇编语言模拟各种传感器信号，使模拟信号能够正确控制喷油嘴17、火花塞6等执行元件的正常工作。诊断检测端子13用于测试汽车电子控制单元接口信号，诊断检测端子13与汽车ECU的信号输出端相连。如图1、图2、图3所示，给出了本实用新型的供油系统具体实施方式
构造示意图，所述供油系统由汽油箱2、汽油泵3、压力调节器18、主油管7、供油胶管8组成，汽油泵3设置在汽油箱2上，供油胶管8的一端与汽油泵3输出口连接，供油胶管8的另一端与主油管7连接，压力调节器18的输入口与供油胶管8连接，压力调节器18的输出口与汽油箱2连接。作为本实用新型的具体实施例，如图1、图2、图3所示，所述火花塞6设置为四个，四个火花塞6分别与所述点火器4并列相联；所述喷油嘴17和与其对应的量杯9分别设置为四个，四个喷油嘴17分别与所述主油管7并列联接，该主油管7的两个输入口分别与两个供油胶管8并列联接。本实用新型的工作原理是:选择参照车型具有代表性的发动机，采集该发动机上的数据流，通过整理建立一个比较标准的该发动机特定工况传感器信号数据库，同时根据测得的数据流分析各传感器信号与发动机转速的关系。如图6所示，由传感器模拟输入端的信号发生器，模拟信号输入装置，以及曲轴信号发生器分别模拟汽车传感器信号、模拟汽车冷却液温度、节气门开度信号、产生曲轴的转角和转速信号，并输入给信号控制管理系统。信号控制管理系统通过其汽车ECU内设置的转换器将模拟信号转换成数字信号，再通过I/O输入输出器件输出给CPU单片机，CPU单片机汇编语言模拟各种传感器信号，使汽车ECU输出模拟信号能够正确控制喷油嘴17、火花塞6等执行元件的正常工作。信号控制管理系统设有与汽车ECU的信号输出端相连的诊断检测端子13，实施对汽车发动机喷油嘴17喷油以及火花塞6点火的管理，进行汽车电子控制单元接口信号的检测，还可以通过诊断检测端子13外接检测设备实施对电子控制系统部件故障诊断操作，通过故障代码的分析，查找并排除故障。通过演示面板上的显示器进行发动机喷油以及点火功能的演示，同时通过显示仪表显示主要传感器的工作数据。实现了在实验室脱离发动机本体，应用相应传感器来模拟实际运行工况，进行发动机喷油以及点火性能测试，方便了教学讲解与演示。从而把理论教学与实践过程有机地结合起来，使理论教学更直观，实践过程更容易。在图5中，给出了本实用新型电子控制汽油喷射的基本原理方框图。供油系统的汽油泵3从汽油箱2吸油，通过供油胶管8输送给主油管7，由主油管7分别向每个喷油嘴17供油，信号控制管理系统12通过其汽车ECU控制每个喷油嘴17的喷油量，实现对汽车发动机电子控制汽油喷射的工况模拟、检测和演示。供油系统的工作压力通过压力调节器18调节，当系统压力超标时，通过压力调节器18向汽油箱2回油控制压力。汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台通过设置的诊断检测端子13，可以与试验车辆进行连接，进行随车故障诊断。本实用新型适用于汽车发动机喷油及点火系统工作性能实验室半实物仿真操控演示及故障诊断检测。
权利要求1.一种汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，包括实验台架(1)，其特征在于:还包括执行器、传感器模拟输入端、演示面板(10)和信号控制管理系统(12)，该实验台架(I)上面设置可视台架(5)，所述执行器由点火器(4)、火花塞(6)、喷油嘴(17)、量杯(9)以及供油系统组成，火花塞(6)、喷油嘴(17)分别设置在可视台架(5)内的左右两侧支架板上，对应喷油嘴(17)的下方设有量杯(9),火花塞(6)与点火器(4)相连；该传感器模拟输入端设置在实验台架(I)的隔板上，由信号发生器，模拟信号输入装置，以及曲轴信号发生器组成，信号发生器用于模拟汽车传感器信号，模拟信号输入装置用于模拟汽车冷却液温度、节气门开度信号，曲轴信号发生器用于产生曲轴的转角和转速信号；该演示面板(10)设置在实验台架(I)上，其上设有显示器(11)、执行元件测试装置、控制开关、显示仪表(14)以及5V电源(15)、12V电源(16)，显示器(11)用于汽车发动机喷油嘴(17)喷油以及火花塞(6)点火功能的演示，执行元件测试装置用于测试显示火花塞(6)、喷油嘴(17)、供油系统油泵的工作数据，5V电源(15)用于为模拟信号输入装置提供稳压电源，12V电源(16)用于为火花塞(6)、喷油嘴(17)、供油系统油泵供电； 其中: 信号发生器与信号控制管理系统(12)的输入端相连； 模拟信号输入装置与信号控制管理系统(12)的输入端相连； 曲轴信号发生器与信号控制管理系统(12)的输入端相连； 执行元件测试装置与信号控制管理系统(12)的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，其特征在于:该信号控制管理系统(12)设置在实验台架(I)的隔板上，由汽车ECU以及诊断检测端子(13 )组成，汽车E⑶用于实施对汽车发动机喷油嘴(17 )喷油以及火花塞(6 )点火的管理，诊断检测端子(13 )用于测试汽车电子控制单元接口信号，诊断检测端子(13 )与汽车ECU的信号输出端相连。
3.根据权利要求1或2所述的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，其特征在于:所述供油系统由汽油箱(2)、汽油泵(3)、压力调节器(18)、主油管(7)、供油胶管(8)组成，汽油泵(3)设置在汽油箱(2)上，供油胶管(8)的一端与汽油泵(3)输出口连接，供油胶管(8)的另一端与主油管(7)连接，压力调节器(18)的输入口与供油胶管(8)连接，压力调节器(18)的输出口与汽油箱(2)连接。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台，其特征在于:所述火花塞(6)设置为四个，四个火花塞(6)分别与所述点火器(4)并列相联；所述喷油嘴(17)和与其对应的量杯(9)分别设置为四个，四个喷油嘴(17)分别与所述主油管(7)并列联接，该主油管(7)的两个输入口分别与两个供油胶管(8)并列联接。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台。旨在提供一种对汽车电子控制系统故障诊断准确，操作方便，快速经济，理论教学更直观，实践过程更容易的汽车发动机喷油及点火系统半实物仿真实验台。包括实验台架，还包括执行器、传感器模拟输入端、演示面板和信号控制管理系统，该实验台架上面设置可视台架，所述执行器由点火器、火花塞、喷油嘴、量杯以及供油系统组成；该传感器模拟输入端设置在实验台架的隔板上；该演示面板设置在实验台架上。本实用新型适用于汽车发动机喷油及点火系统工作性能实验室半实物仿真操控演示及故障诊断检测。
文档编号G09B25/02GK202929942SQ20122065793
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者鲍宇, 田芳, 汪伟, 张建华, 齐益强 申请人:黑龙江工程学院