发动机原理虚拟实验室软件简介

适用专业:车辆工程、汽车服务工程、汽车维修工程教育、能源与动力工程等相关专业。

发动机原理课程是车辆工程、汽车维修工程教育等相关专业的一门主干基础课,其理论性和实践性都很强,它的实验教学是发动机原理课程教学中的一个重要实践环节。目前,现实中的发动机原理实验存在以下局限性:

1、硬件依存性较强,只能在特定实验室中进行;

2、需要数量较大的仪器设备,才能满足学生人手一套设备独立进行实验的需求;

3、部分实验的操作过程比较繁琐,导致学生在实物实验中操作不顺畅,缺少时间去主动思考,如发动机台架实验;

4、部分实验设备学生虽可进行拆装操作,但无法透过外壳看到设备运行时内部零件的相互配合情况,如发动机组成原理实验;

随着招生规模的逐年扩大,教学改革的不断深入,发动机原理实验的教学任务越来越重,仪器设备台套数和实验教师数量相对不足等问题愈加突出。为了以最少的经费投入解决以上问题,并进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量,我们开发了开放式网上发动机原理虚拟实验室软件。

该软件是针对大学专科、本科《发动机原理》、《发动机结构》实验课程配套开发的可在网上开展的虚拟实验,软件模拟实验中用到的器材和设备,提供与真实实验相似的实验环境,提供网上实验教学过程管理功能,包括:典型实验库的维护、实验安排、提交实验报告、实验批改、成绩统计、实验答疑等功能模块。可满足高等学校和各类培训机构实验教学环节的需要,尤其适用于远程教学。

使用现有器材模型,系统可开展如下7个常用发动机原理虚拟实验的训练:

•     发动机负荷特性;

•     发动机强迫振动;

•     发动机速度特性;

•     发动机台架实验;

•     发动机组成原理;

•     柴油发动机工作原理及拆装;

•     汽油发动机工作原理及拆装

发动机速度特性

本实验可在虚拟三维实验室进行漫游,进行全方位的设备认知。通过系统引导依次打开FC2000发动机测控系统电源 、工控机电源、打开电脑、启动测试软件、启动发动机等到发动机启动到额定转速后,通过按发动机测控系统操作面板上的p1/p,n/p,旋转p,n按钮来观察并记录不同转速下转矩、功率、油耗量、油耗率、修正油耗率、修正转矩等参数。至少记录8组数据就可以绘制转矩与功率,转速与消耗,转速与消耗率关系曲线。  

图1设备认知

图2设备开启

图3数据记录

图4生成关系曲线

发动负荷度特性;

本实验可在虚拟三维实验室进行漫游,进行全方位的设备认知。通过系统引导依次打开FC2000发动机测控系统电源 、工控机电源、打开电脑、启动测试软件、启动发动机等到发动机启动到额定转速后,通过按发动测控系统操作面板上的p1/p,m/n,旋转p,M/P1按钮来观察并记录不同扭矩下转矩、功率、油耗量、油耗率、修正油耗率、修正转矩等参数。至少记录8组数据就可以绘制转矩与消耗量,转矩与消耗率关系曲线。

图5设备认知

图6设备开启 

图7数据记录

图8生成关系曲线

发动机强迫振动;

本实验可在虚拟三维实验室进行漫游,进行全方位的设备认知。通过系统引导组装测试设备,依次打开FC2000发动机测控系统电源、打开电脑、启动测试软件、设置采样频率、工控机电源、启动发动机等到发动机启动到额定转速后,点击软件中的首通道选择不同的通道查看对应的实验曲线。 

图9设备认知

图10测试系统组装

图11设置采样频率

图12选择通道查看对应曲线

发动机台架实验;

本实验可在虚拟三维实验室进行漫游,进行全方位的设备认知。通过系统引导依次打开进回水阀、回油阀、打开温控装置水路、打开强电弱电打开电脑启动耗油仪的供油泵和发动机泵,在电脑上查看实验结果、关闭设备及强弱电等操作。  

图13设备认知

图14打开水阀

图15开启油泵

图16查看实验数据

发动机组成原理;

以三维互动的形式,展现发动机的结构组成、燃烧系统、进排气系统。

图17发动机燃烧系统

图18进排气系统

图19结构组成

柴油发动机工作原理及拆装;

本实验可以360度观看柴油发动机三维模型,并可以单独查看汽缸套,燃料系统,凸轮轴组等十几个机构。并可查看柴油机动画

图20柴油机整体

图21柴油机缸体

图22柴油机工作动画

汽油发动机工作原理及拆装

本实验可以360度观看汽油发动机三维模型,并可以查看曲柄连杆机构,水泵,机油泵等十几个工作原理动画。在发动机拆解与组装装模块有自动和手动两种形式

图23汽油机整体

图24工作原理动画 

图25发动机拆解

图26发动机组装