工科汽車類專業實驗設備改造的探索與實踐

摘 要：該文闡述了汽車類專業實驗設備改造的目的和意義，分析了實驗設備改造要解決的問題。介紹了汽車電子點火與燃油噴射實驗系統的改造方案。對專業實驗設備進行合理的改造，改善實驗性能，增強實驗功能，可以提高專業實驗設備的利用率。

關鍵詞：實驗設備 汽車 專業實驗 設備改造

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）05（b）-0181-01

目前，各高校使用的電噴發動機等汽車電子控制類實驗設備中，有相當數量的設備是屬于示教系統（示教板），主要用于學生對汽車電噴發動機電子控制裝置結構組成的感性認識、電子控制工作原理的理解，以及故障診斷與排除訓練，性能上很難滿足本科生實驗教學要求，直接影響教學效果，導致設備利用率低下[1]。對這類專業實驗設備進行合理的改造，改善實驗性能，增強實驗功能，以提高專業實驗設備利用率，做到物盡其用。

1 汽車專業實驗設備改造的目的和意義

汽車專業實驗設備，單臺價格一般在幾萬元到十幾萬元，也有更貴的，同時結構尺寸較大，需要較大的實驗室空間，因此，提高設備的利用率，最大程度地發揮已有設備的使用效益，具有現實意義。

1.1 增強設備實驗功能，提高設備利用率

汽車專業實驗設備基本上是非標準的，各生產廠家根據自己的理解進行設計制造，在使用性能上與現實實驗教學的要求有一定差距。單臺設備的使用功能單一，由于工科院校的專業實驗課時一般較少，專業實驗課結束后，儀器設備就處于閑置狀態，要等到下一年才再次使用，造成設備使用率低[2]。

根據實驗教學的實際情況，對現有實驗設備的結構、性能和功能進行研究分析，進行合理的改造，改善性能，增加實驗功能，開發不同層次的實驗內容，實現一機多用，從而提高專業實驗設備的利用率。

1.2 改善設備實驗性能，提高設備使用效益

隨著汽車技術的快速發展，原有汽車專業實驗設備的某些性能會顯得落后，不能滿足當前實驗教學要求，影響設備利用率，甚至導致設備的閑置。適時地對這些專業實驗設備進行改造，恢復或增強其性能，從而延長這此設備的使用壽命，提高使用效益。

1.3 鍛煉師資隊伍，提高教學水平

參加設備改造的教師和實驗技術人員，必然要對設備的結構性能和功能充分了解，通過實驗設備改造實踐過程，學習掌握汽車新技術，熟悉實驗設備的結構與功能，便于開發新的實驗項目，提高實驗教學水平。

2 汽車專業實驗設備改造應注意的問題

2.1 設備改造原則

在專業實驗教學過程中，要注意對設備的使用情況進行觀察記錄，結合當前汽車技術的發展，總結設備使用中存在的問題與不足，提出切實可行的設備改造方案。改造方案要尊重原實驗設備，注意小改、少改，以最小投入獲得最大收益為原則。選擇改造的設備在技術性能方面要具有一定先進性和代表性，保證設備改造后具有較高的使用價值。

2.2 設備改造資金

對專業實驗設備進行改造，需要更換或新增一些電氣元件各零部件，必須要有資金保障，通過學校實驗室管理部門的設備改造立項或學校實驗室開放基金立項，獲得資金支持。

2.3 設備改造時間

在普通高校里，汽車專業實驗設備的臺套數一般較少，對設備改造必然影響設備在一定時間段內的正常使用，為了不影響專業實驗教學使用實驗設備，設備改造宜安排在實驗設備使用間隔期內或安排在假期沒有實驗教學的時間內。

2.4 設備改造人員

實驗設備改造要組建一個課題組，人員包括專業教師、實驗技術人員和高年級本科學生或研究生，這樣，既鍛煉了師生的能力，又便于實驗設備的管理，便于針對實驗設備開發新的實驗項目。

3 汽車電子點火與燃油噴射實驗系統的改造

3.1 實驗系統改造的必要性

汽車電子點火與燃油噴射實驗系統選用時代超人電控發動機的電子控制系統，廣泛應用于現在的汽車上，技術性能比較先進，具有代表性。實驗系統采用桌子加直立面板的結構形式，可視性好，便于示教。

但是，該實驗系統在模擬發動機的工作過程中，節氣門開度和空氣流量與發動機轉速之間的關系沒有反映出來，與發動機工作的實際控制過程不符。一是發動機的模擬轉速不是通過調節節氣門的開度來改變，而是由調速電動機的調節旋鈕來實現；二是節氣門不能控制進氣量的變化，沒有反映出發動機轉速與進氣量和噴油量之間的控制關系。

因此，有必要對該實驗系統進行改進，提高其仿真度，擴展其實驗功能，提升實驗水平。

3.2 實驗系統的改造方案

該實驗系統改造項目得到了學校實驗室開放基金的支持，組成了有教師、實驗技術人員和汽車專業學生參加的課題組，對實驗系統實施改造。

第一，加裝節氣門操縱機構。節氣門操縱機構包括節氣門開度與轉速調節聯動機構和節氣門開度控制機構。前者實現節氣門開度調節，同時通過轉速調節聯動機構實現調速器調節電機轉速與節氣門開度相一致，實現發動機模擬轉速的調節。后者主要由節氣門開度指示板和節氣門開度鎖定器組成，指示節氣門開度大小的百分值，并能鎖定節氣門開度保持在所設定的百分值。發動機曲軸轉速由電動機模擬，電動機的轉速快慢可通過汽車加速踏板調頻控制調節[3]。

第二，實現空氣流量檢測。為了使空氣流量計能檢測到進氣量隨著節氣門開度的變化，要把節氣門體與空氣流量計連接在一起。原來實驗臺上節氣門體和空氣流量計的安裝位置基本不變，用一根進氣管將節氣門體與空氣流量計連接起來，同時在節氣門體一端加裝一臺可調轉速的微型風機，模擬發動機氣缸進氣。

4 結語

汽車電子點火與燃油噴射實驗系統改造后，提高了技術性能，充分發揮實驗系統良好的示教特點，同時，增強了實驗系統的實驗功能，可針對不同層次的學生開展結構和工作原理的演示性實驗、工作原理分析和故障診斷與排除方面的綜合性實驗、結合汽車電子技術實驗系統平臺進行噴油量及點火提前角控制方面的設計性創新性實驗，實現一機多用。因此，在實踐教學中，針對某些專業實驗設備進行合理改造，改善技術性能，增強實驗功能，達到提高設備的利用率和使用效益是可行的。

參考文獻

[1]魏俞涌，陳開考.桑塔納3000電控發動機實訓教學系統開發[J].實驗室研究與探索，2011，30（4）：195-198.

[2]姜麗偉.教學實驗設備使用與管理優化[J].實驗技術與管理，2011，28（10）：206-208.

[3]劉建江，劉占峰，吉平.汽車電器設備試驗臺架研制與探索[J].實驗室科學，2010（5）：76-78.