“汽车电控发动机多种燃油喷射时序试验台的开发研制”

专利技术总结报告

一、“汽车发动机多种燃油喷射时序实验台”专利技术开发依据

近年来，汽车工业得到了大规模的发展，汽车科技进步日新月异。这样，对汽车制造、维修从业人员提出了新的要求，具体体现在：汽车维修时的故障诊断，从问、看、听、摸、闻的诊断模式向借助仪器检测诊断、数据流分析的方向发展；汽车维修技术，从凭经验的手工操作向专用仪器、设备的综合应用发展；汽车修理工艺由零件修复为主向零部件更换为主方向发展。汽车维修行业的改革和发展，汽车维修技术的变革，促使汽车维修人员培训的教学内容、教学手段、教学设备都应作出相应的改革。但是，目前学生学习效果不容乐观，造成这种供需矛盾的主要原因之一就是传统的教学存在一些问题：（1）在学生的能力培养上，只注重专业能力而忽视了综合能力的培养；强调学生的整体一致性，忽略学生个性的培养。（2）在教学中，以教师为中心，主要是按照教科书学习单项的知识与技能，教学内容滞后，教学方法落后，缺乏真正的职业实践，无法解决实际问题。（3）在课程结构和安排上普通文化课、技术基础课、专业课和实习教学分段排列，各课程自成体系，缺乏应有的沟通，造成了理论和实践的脱节，使学生在学习过程中无法形成劳动过程知识。因此，很难培养出能够解决实际工作中的疑难问题，具有综合的业务能力，并能在广阔的社会活动中行动自如的学生。这就对职业教育中的教育体制、课程设置、教学内容、教学方法等方面提出了进一步改革的要求。

对于汽车修理专业，除了上述内容，还要在教学设备、教学手段方面，进行大胆创新，在教学经费有限的前提条件下，教师自己动手，设计、改造、创新，研制、开发新型的示教设备，以补充教学。在此基础上，本课题组研制开发了汽车电控发动机多功能燃油喷射时序试验台

二、设计内容

1.汽车检测与维修实训室设备情况分析研究

2.汽车电控发动机多功能燃油喷射时序试验台制作过程研究

3.电控发动机燃油顺序喷射的检测过程及测试功能。

4.电控发动机燃油分组喷射的检测过程及测试功能。

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5.电控发动机燃油同时喷射的检测过程及测试功能。

6.电控发动机燃油缸序喷射的检测过程及测试功能。

7.汽车电控发动机多功能燃油喷射时序试验台应用研究

三、专利技术分析

（一）汽车发动机多种燃油时序喷射系统的设计理念符合汽车研究前沿领域发展的要求

汽车发动机燃油喷射系统是一种新型的燃油供给系统，通过采用大量的传感器感受各种工况，根据直接或间接检测的空气流量信号，经过计算机判断分析，计算出燃油时所需的汽油量，然后将加有一定压力的汽油经喷油器喷出，以供发动机使用。目前，在各高校汽车或汽修专业教学中，教师在讲解喷油原理的同时，常采用燃油喷射演示实验台，展示上述喷油过程和喷油规律，达到直观教学的目的。但是，各高校现有的汽车发动机燃油喷射实验台都是针对单一车型的，即一部实验台只能模拟一种车型的喷油状态，现在汽车类型很多，需要配备多种实验台，如此教学成本就提高了。为了解决这一难题，本课题组研制开发了发动机多种燃油喷射时序实验系统：采用单片机程序控制，利用仿真技术，模拟各种汽车发动机的喷油过程。

(二) 汽车发动机多种燃油发动机时序喷射系统的实践研究解决的技术难题

1.发动机多种燃油喷射时序实验系统的组成

各种车型发动机的燃油供给系统的组成基本相同，都是有电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管等器件组成，主要作用是燃油泵向喷油器提供足够压力的燃油，喷油器根据来自电子控制单元的控制信号，向进气歧管或进气门上方喷射定量的燃油。其系统结构原理如图1所示。

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图1 燃油供给系统结构原理图

本实验系统的主体是汽车发动机燃油喷射时序实验台，主要装置有油箱、油泵、高压油管、电磁喷油器、电压表、电流表、燃油压力表、燃油压力调节器、观察油杯等。（实验台外观如图3）。其中油箱设有出油管和回油管，出油管上接有油泵，装有压力表，与多支喷油管相通，各个喷油管中部装有电磁阀。喷油管由喷油架支撑，端部接有喷油嘴。演示台上设有四个开关，即喷油时序控制开关、节气门开度控制开关、车速控制开关、油泵开关，单片机程序控制器连接上述四个开关，并与喷油管上的电磁阀相连。

原理图2（实验台外观）

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图2 实验台外观图

2.发动机多种燃油喷射时序实验系统控制电路

本实验系统的控制电路采用燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路，此种控制电路可根据发动机转速和负荷的变化，通过燃油泵继电器改变燃油泵供电线路，从而控制燃油泵工作转速。

实验台控制电路设计如图3所示，核心部件是单片机控制器IC，与电磁阀D1、D2、D3、D4、D5、D6相连。设计有电源开关K1、油泵开关K2、车速控制开关K3,、节气门开度控制开关K4、喷油时序控制开关K5以及电磁继电器J。工作时，点火开关接通后即通过主继电器将开路继电器与电源接通，开路继电器的线圈通电，发动机正常运转时，晶体管导通，开路继电器中线圈通电，均使开路继电器

触点闭合，油泵继电器端子与电源接通，燃油泵工作。

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单片机控制器

图3 燃油供给系统控制电路

利用实验台演示发动机喷油过程和喷油规律时，先将所要演示的各种汽车发动机的喷油规律编制成不同的程序，输入控制器，通过喷油时序控制开关发出各种不同的指令，控制各喷油管上的电磁阀动作，通过面板上的LED灯闪烁情况，演示完成次序喷射、分组喷射、同时喷射等喷油特点，并且可以模拟节气门开度大小、车速快慢等情况下的喷油状态，使各种车型发动机燃油喷射情况一目了然。

3.多种燃油喷射时序控制过程

3.1点火顺序喷射

喷油器按照发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射，具有喷油正时，由曲轴位置传感器提供信号辨别各缸的进气行程，适时发出各缸的喷油脉冲信号，从而实现顺序喷射。四缸发动机次序为1—3—4—2，六缸发动机次序为1—5—3—6—2—4。实验台面板上显示的效果是喷油管顺序喷射的同时，LED灯次第闪烁，清晰显示按照气缸进气行程喷油的情况。这是目前车型常见的喷射方式。

3.2分组喷射

针对偶数气缸发动机，根据发动机各缸的工作过程，将喷油器分成两组交替喷射，单片机发出两组指令，每路指令控制一组喷油器。四缸发动机为1、4缸为一组，2、3缸为一组，每组工作时两缸同时喷射。此种喷射时序为当今高档轿车常采用的形式。

3.3同时喷射

根据发动机气缸数，各喷油器工作时同开同闭，由同一喷油指令控制。实验台上演示的效果是喷油管喷油的同时，LED灯全部闪烁，清晰显示出气缸喷油的 5

情况。

3.4缸序喷射

按照汽车发动机的气缸顺序进行喷射，即四缸发动机为1-2-3-4，六缸发动机为1-2-3-4-5-6方式。通过实验台上LED灯闪亮与喷油器协调动作，显示喷油过程。

4. 汽车行驶速度对燃油喷射的控制过程

汽车行驶速度对燃油喷射有何影响？本实验系统可以清晰演示这一情况。根据汽车发动机的仿仿真技术，模仿汽车行驶的快慢，通过LED灯显示和观察喷油管，显示出汽车行驶速度越快，喷油速度越快，相应的喷油量越多，反之，汽车行驶速度越慢，则喷射速度越慢，喷油量越少。喷油速度和喷油量的大小均与汽车行驶速度成正比。

5.燃油量喷射大小的控制过程

在本实验系统中，汽车发动机燃油量喷射的多少，由设置的节气门控制开关控制，由计量油杯进行计量。根据汽车发动机仿真技术，仿照汽车驾驶员所踏的油门踏板来控制节气门开度的大小，实现燃油量多少的控制。即节气门开度越大，喷油量越多，节气门开度变小，喷油量则减少。喷油量的多少与节气门开度成正比。

四、研究成果及应用价值

1．本实验系统已在我院机电工程系汽车检测与维修专业实验教学中应用，填补了高职院校在这一领域的空白

我院机电工程系汽车检测与维修专业正处于发展阶段，现有的其他实训设备数量很少，种类不足，并且与标准差距很大。此试验台的研制开发，为学院填补了实训设备，补充这一方面的空白，培养学生更快更好的掌握汽车的新技术，大大节约经费成本，为教育教学发展奠定基础。

机电工程系成立了汽车电控燃油喷射实验系统研制重点实验室，研究本专利技术改进及在教学中的推广应用。实验室由寿茂峰老师任主任，带领本专业教师大胆创新，教师自己动手，设计、改造、创新，开展工作。自实验台使用以来，已经在两届学生的课堂教学中使用，提高了教学质量。

2.用于汽车维修、装配、管理从业人员培训

根据本专利技术，设计改造的汽车电控系统燃油喷射实验台能进行模拟和分 6

析诊断汽车燃油喷射，用于汽车维修从业人员培训，提高汽车维修、装配、管理人员素质，从而达到为学生提供仿真的实物模具、创造情境化的教学和学习环境、提高学生学习兴趣，从而提高维修质量和效率的目的。共培训从业人员1000余人。

3.开发研制多种燃油喷射时序试验台可以展示汽车的新技术并与国内汽车新技术接轨，体现了汽车维修、装配、管理教学前沿领域的新要求。

本专利技术目前在汽车行业处于领先水平，展示汽车的新技术并与国内汽车新技术接轨，尤其是在高职院校教学方面，解决了实训设备缺乏的问题。

4.与相关兄弟院校交流研讨，与企业达成使用协议。

20xx年9月我院与吉林一汽合作，共同培养能从事汽车维修的专业人才，本专利是能与一汽合作的重要硬件条件，一汽看中我院专业教师的开发能力和人才培养的能力，实现了与企业的深度合作，为我院及通辽市的职业教育的大发展做出了贡献。

5. 挂牌成立了内蒙古自治区职工创新工作室

以本专利技术为依托，经通辽市总工会推荐，内蒙古总工会批准，在我院挂牌成立了内蒙古自治区职工创新工作室。工作室由寿茂峰老师任主任，成员有张继红老师、白音布和老师、李焕军老师等。工作室的主要任务是带领教学骨干进行科技创新，研发新技术。

6.技术转让

自20xx年9月获得专利以来，深圳、珠海、竞速、江苏等地厂商和博览会与我院联系，纷纷表达技术转让等意向。目前，与珠海市外资初步达成技术转让协议，准备投入商业生产。

7、发表论文

论文1《汽车电控发动机多功能燃油喷射时序试验台的研制》，发表在国际六大检索系统之一的工程索引期刊《Advanced Materials Research》20xx年Part1上。

论文2《绝缘材料在电气设备中的应用》发表在国际六大检索系统之一的工程索引期刊《Advanced Materials Research》20xx年Part1上。

论文3《基于工作任务导向的“工程力学”项目课程开发》发表在核心期刊《教育与职业》20xx年9月上

论文4《关于工学结合教育若干问题的思考》发表在省级期刊《内蒙古电大 7

学刊》上

论文5《高职教育实施理实一体化教学模式的困境与出路》发表在省级期刊《卫生与职业教育》上

论文6《工作任务视角下的“工程合同管理”项目课程开发》发表在核心期刊《教育与职业》20xx年11月上

8、编写教材

编写了二十一世纪汽车专业 “十二五”规划精品教材《汽车故障诊断技术》，该教材中的(项目二、项目三)内容，并担任副主编，并于20xx年出版。

参编审核了二十一世纪汽车专业“十二五”规划新教材《汽车发动机电控系统结构检修》、《汽车底盘电控系统结构检修》二本，并于20xx年出版。

编写了二十一世纪汽车专业 “十二五” 普通高等院校规划教材《电子电工技术基础》教材中的(第10章、第11章、第12章)内容，20xx年五月份出版。

五、成果的社会效益和经济效益

1、社会效益：本实验台是在吸取了大量汽车专家的意见的基础上开发研制而成的，通过动态演示，把汽车电控系统燃油喷射的相关技术，以生动有趣、形象直观的形式展示给学习者，不仅可以提高教学效率，还可以大大提高学生的学习兴趣。在高校的教学改革、自主创新方面打开了新局面。通过对本实验台研究推广，大大提升了我院在全区高校中的知名度，尤其是加强了我院与其他院校在汽车专业及汽车修理专业方面的交流，扩大了招生规模。尤其值得一提的是20xx年9月我院与吉林一汽合作，共同培养能从事汽车维修的专业人才，本实验台专利技术是能与一汽合作的重要硬件条件：一汽看中我院专业教师的开发能力和人才培养的能力，实现了与企业的深度合作，为我院及通辽市的职业教育的大发展做出了贡献。

2、经济效益：本实验台是节约资金、节能环保、技术创新型产品，一部实验台可以模拟多种车型的喷油状态，省去了购置多种车型实验台所需的资金，解决了高校教学经费紧张的难题，节约了教学经费。以某高校汽修专业电控发动机实验台设备情况为例：

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通过上表可以看出，如果配备一个中型的汽车发动机电控系统实验室，购置上述设备，需教学资金为62.63万元，而本实验台的功能能完全显示所有车型的燃油喷射情况，这样不但节省了教学经费，还调动了专业人员的开发、研制和创新精神，符合高校尤其是职业院校的发展要求。

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第二篇：新型专利技术报告