專利技術總結(jié)報告.doc

“汽車電控發(fā)動機多種燃油噴射時序試驗臺的開發(fā)研制”專利技術總結(jié)報告一、“汽車發(fā)動機多種燃油噴射時序?qū)嶒炁_”專利技術開發(fā)依據(jù)近年來，汽車工業(yè)得到了大規(guī)模的發(fā)展，汽車科技進步日新月異。這樣，對汽車制造、維修從業(yè)人員提出了新的要求，具體體現(xiàn)在：汽車維修時的故障診斷，從問、看、聽、摸、聞的診斷模式向借助儀器檢測診斷、數(shù)據(jù)流分析的方向發(fā)展；汽車維修技術，從憑經(jīng)驗的手工操作向?qū)Ｓ脙x器、設備的綜合應用發(fā)展；汽車修理工藝由零件修復為主向零部件更換為主方向發(fā)展。汽車維修行業(yè)的改革和發(fā)展，汽車維修技術的變革，促使汽車維修人員培訓的教學內(nèi)容、教學手段、教學設備都應作出相應的改革。但是，目前學生學習效果不容樂觀，造成這種供需矛盾的主要原因之一就是傳統(tǒng)的教學存在一些問題：（1）在學生的能力培養(yǎng)上，只注重專業(yè)能力而忽視了綜合能力的培養(yǎng)；強調(diào)學生的整體一致性，忽略學生個性的培養(yǎng)。（2）在教學中，以教師為中心，主要是按照教科書學習單項的知識與技能，教學內(nèi)容滯后，教學方法落后，缺乏真正的職業(yè)實踐，無法解決實際問題。（3）在課程結(jié)構(gòu)和安排上普通文化課、技術基礎課、專業(yè)課和實習教學分段排列，各課程自成體系，缺乏應有的溝通，造成了理論和實踐的脫節(jié)，使學生在學習過程中無法形成勞動過程知識。因此，很難培養(yǎng)出能夠解決實際工作中的疑難問題，具有綜合的業(yè)務能力，并能在廣闊的社會活動中行動自如的學生。這就對職業(yè)教育中的教育體制、課程設置、教學內(nèi)容、教學方法等方面提出了進一步改革的要求。對于汽車修理專業(yè)，除了上述內(nèi)容，還要在教學設備、教學手段方面，進行大膽創(chuàng)新，在教學經(jīng)費有限的前提條件下，教師自己動手，設計、改造、創(chuàng)新，研制、開發(fā)新型的示教設備，以補充教學。在此基礎上，本課題組研制開發(fā)了汽車電控發(fā)動機多功能燃油噴射時序試驗臺二、設計內(nèi)容1.汽車檢測與維修實訓室設備情況分析研究2.汽車電控發(fā)動機多功能燃油噴射時序試驗臺制作過程研究3.電控發(fā)動機燃油順序噴射的檢測過程及測試功能。4.電控發(fā)動機燃油分組噴射的檢測過程及測試功能。5.電控發(fā)動機燃油同時噴射的檢測過程及測試功能。6.電控發(fā)動機燃油缸序噴射的檢測過程及測試功能。7.汽車電控發(fā)動機多功能燃油噴射時序試驗臺應用研究三、專利技術分析（一）汽車發(fā)動機多種燃油時序噴射系統(tǒng)的設計理念符合汽車研究前沿領域發(fā)展的要求汽車發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)是一種新型的燃油供給系統(tǒng)，通過采用大量的傳感器感受各種工況，根據(jù)直接或間接檢測的空氣流量信號，經(jīng)過計算機判斷分析，計算出燃油時所需的汽油量，然后將加有一定壓力的汽油經(jīng)噴油器噴出，以供發(fā)動機使用。目前，在各高校汽車或汽修專業(yè)教學中，教師在講解噴油原理的同時，常采用燃油噴射演示實驗臺，展示上述噴油過程和噴油規(guī)律，達到直觀教學的目的。但是，各高?，F(xiàn)有的汽車發(fā)動機燃油噴射實驗臺都是針對單一車型的，即一部實驗臺只能模擬一種車型的噴油狀態(tài)，現(xiàn)在汽車類型很多，需要配備多種實驗臺，如此教學成本就提高了。為了解決這一難題，本課題組研制開發(fā)了發(fā)動機多種燃油噴射時序?qū)嶒炏到y(tǒng)：采用單片機程序控制，利用仿真技術，模擬各種汽車發(fā)動機的噴油過程。(二) 汽車發(fā)動機多種燃油發(fā)動機時序噴射系統(tǒng)的實踐研究解決的技術難題1.發(fā)動機多種燃油噴射時序?qū)嶒炏到y(tǒng)的組成各種車型發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)的組成基本相同，都是有電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、脈動阻尼器及油管等器件組成，主要作用是燃油泵向噴油器提供足夠壓力的燃油，噴油器根據(jù)來自電子控制單元的控制信號，向進氣歧管或進氣門上方噴射定量的燃油。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。油箱電動燃油泵燃油濾清器壓力調(diào)節(jié)器低壓回油管噴油管圖1 燃油供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖本實驗系統(tǒng)的主體是汽車發(fā)動機燃油噴射時序?qū)嶒炁_，主要裝置有油箱、油泵、高壓油管、電磁噴油器、電壓表、電流表、燃油壓力表、燃油壓力調(diào)節(jié)器、觀察油杯等。（實驗臺外觀如圖3）。其中油箱設有出油管和回油管，出油管上接有油泵，裝有壓力表，與多支噴油管相通，各個噴油管中部裝有電磁閥。噴油管由噴油架支撐，端部接有噴油嘴。演示臺上設有四個開關，即噴油時序控制開關、節(jié)氣門開度控制開關、車速控制開關、油泵開關，單片機程序控制器連接上述四個開關，并與噴油管上的電磁閥相連。原理圖2（實驗臺外觀）圖2 實驗臺外觀圖2.發(fā)動機多種燃油噴射時序?qū)嶒炏到y(tǒng)控制電路本實驗系統(tǒng)的控制電路采用燃油泵繼電器控制的燃油泵控制電路，此種控制電路可根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化，通過燃油泵繼電器改變?nèi)加捅霉╇娋€路，從而控制燃油泵工作轉(zhuǎn)速。實驗臺控制電路設計如圖3所示，核心部件是單片機控制器IC，與電磁閥D1、D2、D3、D4、D5、D6相連。設計有電源開關K1、油泵開關K2、車速控制開關K3,、節(jié)氣門開度控制開關K4、噴油時序控制開關K5以及電磁繼電器J。工作時，點火開關接通后即通過主繼電器將開路繼電器與電源接通，開路繼電器的線圈通電，發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，晶體管導通，開路繼電器中線圈通電，均使開路繼電器觸點閉合，油泵繼電器端子與電源接通，燃油泵工作。圖3 燃油供給系統(tǒng)控制電路利用實驗臺演示發(fā)動機噴油過程和噴油規(guī)律時，先將所要演示的各種汽車發(fā)動機的噴油規(guī)律編制成不同的程序，輸入控制器，通過噴油時序控制開關發(fā)出各種不同的指令，控制各噴油管上的電磁閥動作，通過面板上的LED燈閃爍情況，演示完成次序噴射、分組噴射、同時噴射等噴油特點，并且可以模擬節(jié)氣門開度大小、車速快慢等情況下的噴油狀態(tài)，使各種車型發(fā)動機燃油噴射情況一目了然。3.多種燃油噴射時序控制過程3.1點火順序噴射噴油器按照發(fā)動機各缸進氣行程的順序輪流噴射，具有噴油正時，由曲軸位置傳感器提供信號辨別各缸的進氣行程，適時發(fā)出各缸的噴油脈沖信號，從而實現(xiàn)順序噴射。四缸發(fā)動機次序為1342，六缸發(fā)動機次序為153624。實驗臺面板上顯示的效果是噴油管順序噴射的同時，LED燈次第閃爍，清晰顯示按照氣缸進氣行程噴油的情況。這是目前車型常見的噴射方式。3.2分組噴射針對偶數(shù)氣缸發(fā)動機，根據(jù)發(fā)動機各缸的工作過程，將噴油器分成兩組交替噴射，單片機發(fā)出兩組指令，每路指令控制一組噴油器。四缸發(fā)動機為1、4缸為一組，2、3缸為一組，每組工作時兩缸同時噴射。此種噴射時序為當今高檔轎車常采用的形式。3.3同時噴射根據(jù)發(fā)動機氣缸數(shù)，各噴油器工作時同開同閉，由同一噴油指令控制。實驗臺上演示的效果是噴油管噴油的同時，LED燈全部閃爍，清晰顯示出氣缸噴油的情況。3.4缸序噴射按照汽車發(fā)動機的氣缸順序進行噴射，即四缸發(fā)動機為1-2-3-4，六缸發(fā)動機為1-2-3-4-5-6方式。通過實驗臺上LED燈閃亮與噴油器協(xié)調(diào)動作，顯示噴油過程。4. 汽車行駛速度對燃油噴射的控制過程汽車行駛速度對燃油噴射有何影響？本實驗系統(tǒng)可以清晰演示這一情況。根據(jù)汽車發(fā)動機的仿仿真技術，模仿汽車行駛的快慢，通過LED燈顯示和觀察噴油管，顯示出汽車行駛速度越快，噴油速度越快，相應的噴油量越多，反之，汽車行駛速度越慢，則噴射速度越慢，噴油量越少。噴油速度和噴油量的大小均與汽車行駛速度成正比。5.燃油量噴射大小的控制過程在本實驗系統(tǒng)中，汽車發(fā)動機燃油量噴射的多少，由設置的節(jié)氣門控制開關控制，由計量油杯進行計量。根據(jù)汽車發(fā)動機仿真技術，仿照汽車駕駛員所踏的油門踏板來控制節(jié)氣門開度的大小，實現(xiàn)燃油量多少的控制。即節(jié)氣門開度越大，噴油量越多，節(jié)氣門開度變小，噴油量則減少。噴油量的多少與節(jié)氣門開度成正比。四、研究成果及應用價值1本實驗系統(tǒng)已在我院機電工程系汽車檢測與維修專業(yè)實驗教學中應用，填補了高職院校在這一領域的空白我院機電工程系汽車檢測與維修專業(yè)正處于發(fā)展階段，現(xiàn)有的其他實訓設備數(shù)量很少，種類不足，并且與標準差距很大。此試驗臺的研制開發(fā)，為學院填補了實訓設備，補充這一方面的空白，培養(yǎng)學生更快更好的掌握汽車的新技術，大大節(jié)約經(jīng)費成本，為教育教學發(fā)展奠定基礎。機電工程系成立了汽車電控燃油噴射實驗系統(tǒng)研制重點實驗室，研究本專利技術改進及在教學中的推廣應用。實驗室由壽茂峰老師任主任，帶領本專業(yè)教師大膽創(chuàng)新，教師自己動手，設計、改造、創(chuàng)新，開展工作。自實驗臺使用以來，已經(jīng)在兩屆學生的課堂教學中使用，提高了教學質(zhì)量。2.用于汽車維修、裝配、管理從業(yè)人員培訓根據(jù)本專利技術，設計改造的汽車電控系統(tǒng)燃油噴射實驗臺能進行模擬和分析診斷汽車燃油噴射，用于汽車維修從業(yè)人員培訓，提高汽車維修、裝配、管理人員素質(zhì)，從而達到為學生提供仿真的實物模具、創(chuàng)造情境化的教學和學習環(huán)境、提高學生學習興趣，從而提高維修質(zhì)量和效率的目的。共培訓從業(yè)人員1000余人。3.開發(fā)研制多種燃油噴射時序試驗臺可以展示汽車的新技術并與國內(nèi)汽車新技術接軌，體現(xiàn)了汽車維修、裝配、管理教學前沿領域的新要求。本專利技術目前在汽車行業(yè)處于領先水平，展示汽車的新技術并與國內(nèi)汽車新技術接軌，尤其是在高職院校教學方面，解決了實訓設備缺乏的問題。4.與相關兄弟院校交流研討，與企業(yè)達成使用協(xié)議。2012年9月我院與吉林一汽合作，共同培養(yǎng)能從事汽車維修的專業(yè)人才，本專利是能與一汽合作的重要硬件條件，一汽看中我院專業(yè)教師的開發(fā)能力和人才培養(yǎng)的能力，實現(xiàn)了與企業(yè)的深度合作，為我院及通遼市的職業(yè)教育的大發(fā)展做出了貢獻。5. 掛牌成立了內(nèi)蒙古自治區(qū)職工創(chuàng)新工作室以本專利技術為依托，經(jīng)通遼市總工會推薦，內(nèi)蒙古總工會批準，在我院掛牌成立了內(nèi)蒙古自治區(qū)職工創(chuàng)新工作室。工作室由壽茂峰老師任主任，成員有張繼紅老師、白音布和老師、李煥軍老師等。工作室的主要任務是帶領教學骨干進行科技創(chuàng)新，研發(fā)新技術。 6.技術轉(zhuǎn)讓自2011年9月獲得專利以來，深圳、珠海、競速、江蘇等地廠商和博覽會與我院聯(lián)系，紛紛表達技術轉(zhuǎn)讓等意向。目前，與珠海市外資初步達成技術轉(zhuǎn)讓協(xié)議，準備投入商業(yè)生產(chǎn)。7、發(fā)表論文論文1汽車電控發(fā)動機多功能燃油噴射時序試驗臺的研制，發(fā)表在國際六大檢索系統(tǒng)之一的工程索引期刊Advanced Materials Research2012年Part1上。論文2絕緣材料在電氣設備中的應用發(fā)表在國際六大檢索系統(tǒng)之一的工程索引期刊Advanced Materials Research2013年Part1上。論文3基于工作任務導向的“工程力學”項目課程開發(fā)發(fā)表在核心期刊教育與職業(yè)2012年9月上論文4關于工學結(jié)合教育若干問題的思考發(fā)表在省級期刊內(nèi)蒙古電大學刊上論文5高職教育實施理實一體化教學模式的困境與出路發(fā)表在省級期刊衛(wèi)生與職業(yè)教育上論文6工作任務視角下的“工程合同管理”項目課程開發(fā)發(fā)表在核心期刊教育與職業(yè)2013年11月上8、編寫教材編寫了二十一世紀汽車專業(yè) “十二五”規(guī)劃精品教材汽車故障診斷技術，該教材中的(項目二、項目三)內(nèi)容，并擔任副主編，并于2011年出版。參編審核了二十一世紀汽車專業(yè)“十二五”規(guī)劃新教材汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)檢修、汽車底盤電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)檢修二本，并于2011年出版。編寫了二十一世紀汽車專業(yè) “十二五” 普通高等院校規(guī)劃教材電子電工技術基礎教材中的(第10章、第11章、第12章)內(nèi)容，2012年五月份出版。五、成果的社會效益和經(jīng)濟效益1、社會效益：本實驗臺是在吸取了大量汽車專家的意見的基礎上開發(fā)研制而成的，通過動態(tài)演示，把汽車電控系統(tǒng)燃油噴射的相關技術，以生動有趣、形象直觀的形式展示給學習者，不僅可以提高教學效率，還可以大大提高學生的學習興趣。在高校的教學改革、自主創(chuàng)新方面打開了新局面。通過對本實驗臺研究推廣，大大提升了我院在全區(qū)高校中的知名度，尤其是加強了我院與其他院校在汽車專業(yè)及汽車修理專業(yè)方面的交流，擴大了招生規(guī)模。尤其值得一提的是2012年9月我院與吉林一汽合作，共同培養(yǎng)能從事汽車維修的專業(yè)人才，本實驗臺專利技術是能與一汽合作的重要硬件條件：一汽看中我院專業(yè)教師的開發(fā)能力和人才培養(yǎng)的能力，實現(xiàn)了與企業(yè)的深度合作，為我院及通遼市的職業(yè)教育的大發(fā)展做出了貢獻。2、經(jīng)濟效益：本實驗臺是節(jié)約資金、節(jié)能環(huán)保、技術創(chuàng)新型產(chǎn)品，一部實驗臺可以模擬多種車型的噴油狀態(tài)，省去了購置多種車型實驗臺所需的資金，解決了高校教學經(jīng)費緊張的難題，節(jié)約了教學經(jīng)費。以某高校汽修專業(yè)電控發(fā)動機實驗臺設備情況為例：設備名稱單位單價（元）備注凌志400電控系統(tǒng)實驗臺臺49200捷達電噴發(fā)動機實驗臺臺82000柴油電噴捷達電噴發(fā)動機實驗臺臺65600汽油電噴大眾時代超人發(fā)動機實驗臺臺57400AJR型大眾2000型發(fā)