柴油机电控教学模拟实验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种柴油机电控教学模拟实验方法及装置，属发动机电控领域，采用冷却液温度传感器标定装置、进气温度压力传感器标定装置、加速踏板、曲轴凸轮轴信号模拟装置、电磁阀驱动负载装置等模拟替代昂贵的如发动机台架试验设备。ＥＣＵ接收传感器和信号发生器采集的信号，通过内部存储的ＭＡＰ进行运算，输出对曲轴凸轮轴信号模拟装置等进行控制的ＰＷＭ驱动和对电磁阀驱动负载装置的高低位驱动，实现对发动机启动、怠速、常规、加速运行的模拟及测功器加载的模拟，成本较低，符合大专院校多套采购需求，有利于学生锻炼动手能力，加强对内燃机电控了解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柴油机电控系统模拟实验方法和装置，用于柴油机电控技术教学实验和专业培训。
技术介绍
国内柴油机电控化已成为主要技术趋势，许多该领域的专家认为大专院校的柴油机教学应增设柴油机电控技术教学内容，以满足技术发展的需要。目前各大院校的柴油机教学实验系统都停留在传统的机械系统实验上。要开展柴油机电控系统教学，需购置电控燃油系统及其配装的柴油机、实验台、发动机台架和测功器等昂贵的设备。由于成本原因， 只有较少院校开展了柴油机电控教学实验，而且都只是演示性的实验。柴油机电控教学的实验课程基本上无条件开展，教学主要以参观为主，学生动手操作很少。因而无法有效地使学生认识并掌握柴油机电控系统的技术特点、控制原理和调整方法。
技术实现思路
本专利技术旨在为院校柴油机电控教学提供模拟装置及使用方法，使得院校可以较低的成本构建柴油机电控教学模型，提高学生对柴油机电控技术的实际操作能力，加强对柴油机电控技术的认知。采用本专利技术提供的设备和方法，可以在不开动柴油机、不消耗燃油的条件下，对学生的做完整的柴油机电控技术训练，获得可用于实际电控柴油机标定的技能。 本专利技术所述方法和装置同样可用于相关的职业培训。本专利技术技术方案如下提供一种院校柴油机电控教学模拟实验装置。其组成包括电控单元ECU (5)、PC 机(14)、稳压电源(9)、实验线束、冷却液温度传感器标定装置(1)、进气压力温度传感器标定装置( 、车用打气泵(10)、加热电炉(11)、加速踏板C3)、曲轴凸轮轴信号模拟装置(7)、 电磁阀驱动负载装置(6)、信号发生器以及示波器(12)。其中，所述PC机(14)安装基于CCP(Can Calibration Protocol，一种基于 CAN总线的匹配标定协议)协议的监控标定软件，通过USB转接线、CAN通讯模块(13)、线束与电控单元ECU相连，用于监控系统各物理量实时变化情况，也用于标定存储在ECU中ROM区的发动机性能和运行数值，CAN通信模块起到数据交换的作用。其中，所述电控单元ECU 通过端子排插与线束相连接，是发动机进行数据存储、运算、控制逻辑的核心。其接收传感器采集的信号和信号发生器模拟出的信号，通过内部存储的脉谱进行运算，输出显示物理量，输出对曲轴凸轮轴信号模拟装置进行控制的 PWM(脉冲宽度调制)驱动和对电磁阀驱动负载装置的高低位驱动。其中，所述实验线束是在电喷柴油机线束基础上预留模拟量、开关量和调试接口， 采用高速CAN通讯接口，并增设点火开关。另外包括如下接口 E⑶端子排插、电源插头、冷却液温度传感器接插器、进气温度压力传感器接插器、曲轴信号传感器接插器、凸轮轴信号传感器接插器、打气泵插孔、加速踏板开度传感器接插器、电磁阀高低位驱动线、负载信号线、曲轴凸轮轴信号模拟装置电机PWM驱动线。点火开关(8)为通用的汽车点火开关，分为Off、Acc、On、Start四个档位，与稳压电源、继电器供电导线和线束开关信号线连接。在线束总线路中，其控制电源供给、继电器吸合和电机驱动。其中，所述稳压电源(9)是将220V转化为系统电压供电，与线束直接相连，给电控单元ECU和车用打气泵供电，同时给信号发生器和曲轴凸轮轴信号模拟装置供电。其中，所述冷却液温度传感器标定装置(1)，包括冷却液温度传感器、温度计和保温水杯，温度计采用量程大于100摄氏度的水银温度计，放置在保温水杯内有效注水液面下，贯穿杯盖进行固定，有效刻度显示在杯盖以上。其中，所述进气压力温度传感器标定装置O)，采用一个高压不锈钢密封杯，进气压力温度传感器感应端放置在杯内，传感器体固定在杯体上，杯体上有传感器接插器、充气阀和充气口。杯盖采用密封设计，固定有压力表和温度表显示杯内压力和温度。进气压力温度传感器标定装置与线束之间采用标准进气压力温度传感器接插器进行连接。其中，所述车用打气泵(10)，与线束上车用打气泵电源插孔进行连接，打气泵气嘴在使用进气压力温度传感器标定装置时，与装置上的进气口连接。作用是对进气压力温度传感器标定装置进行充气，以模拟进气压力实验环境。其中，所述加热电炉(11)，与外部常用220V电源选择性的连接使用，用于对进气温度压力传感器标定装置加热。其中，所述加速踏板C3)通过传感器插接器与线束相连接，采用机械旋盘改变和固定踏板开度，用于加速踏板传感器性能实验和柴油机各工况的供油模拟实验，是柴油机怠速工况和常规工况主要区分量，也是常规工况柴油机性能的重要参考量。其中，所述曲轴凸轮轴信号模拟装置(7)，与线束上的曲轴传感器接插器和凸轮轴传感器接插器进行连接，驱动电机需要与线束上对应的PWM驱动和系统电源连接，作用是模拟发动机运行机制。ECU采集踏板信号和信号发生器的负载信号，通过存储的脉谱进行内部运算，模拟发动机起动、怠速和稳态时的数学模型，输出对曲轴凸轮轴信号模拟装置的 PWM控制驱动，以达到利用转盘转速模拟发动机转速的要求。其中，所述电磁阀驱动负载装置(6)，根据柴油机燃油喷射控制电磁阀工作原理进行模拟，其与线束连接，采用电感和电阻耦合的方法，并联发光二极管，模拟显示电磁阀驱动效果。其中，所述信号发生器G)，与线束上的系统电源和地线进行连接，产生模拟的频率可调的曲轴、凸轮、车速等方波信号，还产生一组电压可调模拟的温度、压力及加速踏板传感器的信号源输出给ECU。其中，所述示波器(12)，配备了电流传感器和探头，用于对线路中的电流和电压信号进行实时的测量和显示，示波器在使用中与外部常用220V电源相接。另一方面，本专利技术提供一种院校柴油机电控教学模拟实验方法，可进行柴油机电控系统基本传感器性能实验和柴油机供油驱动模拟实验，具体如下柴油机电控系统基本传感器性能实验主要包括冷却液温度传感器性能实验、进气压力温度传感器性能实验、加速踏板传感器性能实验、曲轴转速传感器和凸轮轴转速传感器性能实验。连接实验装置后打开PC机端的监控标定软件，监测传感器性能状态；调节实验装置，改变传感器工作环境；根据传感器标定装置调节后环境的实际值，利用软件标定存储在 ECU中ROM区的传感器脉谱中对应的数值，观察传感器监测值的变化并进行标定实验。标定完成后，重新调节传感器标定装置，观察PC机端的软件中传感器监测值的变化情况，对比实际传感器环境值，观察标定效果。柴油机燃油喷射控制驱动模拟实验包括柴油机各工况的燃油喷射控制驱动模拟实验。连接实验装置后打开计算机端的监控标定软件，监测执行器状态；利用PC机端的标定软件直接改变供油驱动电流的脉宽，观察示波器上电流波形的变化情况；利用信号发生器模拟测功器加载状态，并利用计算机监测软件标定柴油机驱动相关的脉谱数值，使用示波器观察执行器电流波形，同时监测软件的喷油量和喷油正时。本专利技术的有益效果是省略大型、昂贵的如发动机台架等设备及实验室场地，采用模拟实验替代，实现对发动机起动、怠速、常规、加速运行的模拟以及测功器加载的模拟， 成本较低，符合大专院校多套采用需求，有利于学生锻炼动手能力，加强对柴油机电控的了解。附图说明图1是本专利技术结构示意图；1，冷却液温度传感器标定装置2，进气压力温度传感器标定装置3，加速踏板4， 信号发生器5，电控单元(EOT) 6，电磁阀驱动负载装置7，曲轴凸轮轴信号模拟装置8，点火开关9，稳压电源10，车用本文档来自技高网...

【技术保护点】
柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，包括：电控单元ＥＣＵ（５）、ＰＣ机、稳压电源（９）、实验线束、冷却液温度传感器标定装置（１）、进气温度压力传感器标定装置（２）、车用打气泵（１０）、加热电炉（１１）、加速踏板（３）、曲轴凸轮轴信号模拟装置（７）、电磁阀驱动负载装置（６）、信号发生器（４）和示波器（１２），其中冷却液温度传感器标定装置、进气温度压力传感器标定装置、加速踏板、信号发生器、曲轴凸轮轴信号模拟装置和电磁阀驱动负载装置均通过实验线束与电控单元ＥＣＵ连接，车用打气泵与进气压力温度传感器标定装置进气口连接，进气压力温度传感器标定装置放置在加热电炉上，稳压电源将２２０Ｖ电源转化成系统电压供给电控单元ＥＣＵ、车用打气泵和信号发生器，电控单元ＥＣＵ通过线束、ＣＡＮ通信模块（１３）与ＰＣ机（１４）交换数据。

【技术特征摘要】
1.柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，包括电控单元ECU(5)、PC机、稳压电源(9)、实验线束、冷却液温度传感器标定装置(1)、进气压力温度传感器标定装置O)、车用打气泵(10)、加热电炉(11)、加速踏板(3)、曲轴凸轮轴信号模拟装置(7)、电磁阀驱动负载装置(6)、信号发生器(4)和示波器(12)，其中冷却液温度传感器标定装置、进气压力温度传感器标定装置、加速踏板、信号发生器、曲轴凸轮轴信号模拟装置和电磁阀驱动负载装置均通过实验线束与电控单元ECU连接，车用打气泵与进气压力温度传感器标定装置进气口连接，进气压力温度传感器标定装置放置在加热电炉上，稳压电源将220V电源转化成系统电压供给电控单元E⑶、车用打气泵和信号发生器，电控单元E⑶通过线束、CAN通信模块 (13)与PC机(14)交换数据。2.如权利要求1所述的柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，所述PC机安装基于CCP协议的监控标定软件，监控系统各物理量的变化，标定存储在电控单元E⑶中ROM区的发动机性能和运行数值。3.如权利要求1所述的柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，所述电控单元ECU 通过端子排插与线束连接，接收传感器采集的信号和信号发生器产生的信号，通过内部存储的脉谱进行运算，输出显示物理量，输出对曲轴凸轮轴信号模拟装置进行控制的PWM驱动和对电磁阀驱动负载装置的高低位驱动。4.如权利要求1所述的柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，所述实验线束是在柴油机线束基础上预留模拟量、开关量、点火开关和调试接口，采用高速CAN通讯接口， 点火开关与稳压电源、继电器供电导线、线束开关信号线连接。5.如权利要求1所述的柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，所述冷却液温度传感器标定装置，包括冷却液温度传感器、温度计和保温水杯，温度计采用量程大于100摄氏度的水银温度计，放置在保温水杯内有效注水液面下，贯穿杯盖进行固定，有效刻度显示在杯盖以上。6.如权利要求1所述的柴油机电控教学模拟实验装置，其特征在于，所述进气压力温度传感器标定装置，采用高压不锈钢密封杯，杯盖采用密封设计，杯体上有进气压力温度传感器接插器、充气阀和充气口，杯盖上固定有压力表和温度表，进气压力温度传感器感应端在高压不锈钢密封杯内，传感器体固定在杯体上，接插器与线束连接。7.如权利要求1所述的柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员：张育华，李铁军，林超，李谦，
申请(专利权)人：镇江恒驰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]