发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统技术方案

本发明专利技术涉及本发明专利技术的一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，包括电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、电位计控制器、发动机分析仪、电源、支撑架、信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、齿形带，所述电机分别与电位计控制器、曲轴位置传感器电连接，发动机分析仪分别与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电连接，电源分别与电位计控制器、凸轮轴位置传感器电连接；所述支撑架与信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接，齿形带分别与小带轮、大带轮连接。本发明专利技术具有较强的演示功能和结构展示功能，真实还原发动机信号轮传感器的运转情况，且信号输出符合发动机运转的真实情况，且正时准确。

【技术实现步骤摘要】
发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统
本专利技术涉及一种模拟发动机运转的测试系统，具体涉及一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统。
技术介绍
信号轮传感器是传感器中具有代表性的传感器，是将旋转的转速信号变换成电信号输出的传感器，根据测试原理一般可分为霍尔式、磁电式及光电式转速传感器。发动机上采用的信号轮传感器有两种，一种是曲轴位置传感器，另一种是凸轮轴位置传感器，是发动机电子控制系统中极为重要的传感器，多采用霍尔式或磁电式，这两种传感器均属于信号轮触发的传感器。凸轮轴位置信号和曲轴位置信号之间的关系是曲轴转两圈，凸轮轴信号转子转一圈，曲轴位置信号转子转两圈，发动机电脑会根据两个传感器的信号判断气缸的工作行程并控制点火提前时刻、喷油时刻及喷油脉宽，因此其输出信号直接影响到点火正时、喷油正时和VVT控制的精度，从而影响发动机动力性，燃油经济性和排放清洁性。因此，对于维修技术人员来说掌握该传感器结构、工作原理、信号输出特性对汽车故障诊断具有非常重要意义。传感器原理与应用是理工科学生的一门专业基础课，其教学内容与实验密切相关。目前，市场上传感器的教学仪器一种是在发动机台架上的实物系统，另一种是采用电机驱动器控制，部分产品用DSP控制器控制电机转速，测控精度基本能满足。前者不能看到传感器的结构，在信号的测量和读取的时发动机运行导致资源浪费和环境污染，后者是单一传感器的结构和工作原理的展示，不能很好的展现出发动机工作时两种传感器的信号关系。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，具有较强的演示功能和结构展示功能，又有传感器的信号波形测量功能，有助于工程技术人员掌握传感器结构、工作原理和信号输出，真实还原发动机信号轮传感器的运转情况，且信号输出符合发动机运转的真实情况，且正时准确。为了达到上述目的，本专利技术有如下技术方案：本专利技术的一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，包括电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、电位计控制器、发动机分析仪、电源、支撑架、信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、齿形带，所述电机分别与电位计控制器、曲轴位置传感器电连接，发动机分析仪分别与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电连接，电源分别与电位计控制器、凸轮轴位置传感器电连接；所述支撑架与信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接，齿形带分别与小带轮、大带轮连接；所述电位计控制器通过控制电压输出，控制电机转速，调速范围0-3640转/分；电机直接带动曲轴位置传感器转动，由于所模拟的发动机实际运转过程中曲轴转速和凸轮轴转速是2：1的关系，所以通过曲轴位置传感器通过小带轮、大带轮传动带动，传动比为2:1转动带动凸轮轴传感器转动起来，把发动机分析仪安装信号测试通道1和通道2分别连接到曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号输出端，分别得到两个传感器的信号输出特性，通过改变电位计控制器输出电压，模拟发动机运转就得到不同的运转速度，因此能看到不同转速情况下的信号输出特性。其中，所述曲轴位置传感器包括传感器引线、永久磁铁、气隙一、凸齿、信号轮一，所述传感器引线分别为信号线、信号地和屏蔽线，所述信号线与永久磁铁上的线圈连接，所述信号轮一位于永久磁铁下方，气隙一位于信号轮一与永久磁铁之间，所述凸齿在信号轮一的边缘处。其中，所述凸轮轴位置传感器包括叶轮、信号轮二、永久磁铁、霍尔元件、气隙二，所述信号轮二与永久磁铁连接，气隙二位于信号轮与霍尔元件之间，叶轮在信号轮二的边缘上。由于采取了以上技术方案，本专利技术的优点在于：本专利技术与传统焊接装置相比：1、具有较强的演示功能和结构展示功能，又有传感器的信号波形测量功能，有助于工程技术人员掌握传感器结构、工作原理和信号输出。2、该试验台用电机代替发动机运转，减少空气污染，并用电源实现了电机调速，调速范围0-3640转/分。3、真实还原发动机信号轮传感器的运转情况，且信号输出符合发动机运转的真实情况，且正时准确。附图说明图1为本专利技术系统的方框示意图；图2为本专利技术结构的示意图；图3为本专利技术曲轴位置传感器的结构示意图；图4为本专利技术凸轮轴位置传感器的结构示意图；图5为本专利技术在怠速760转/分情况下凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输出信号波形图；图6为本专利技术在1800转/分情况下凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输出信号波形图；图7为本专利技术在3450转/分情况下凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输出信号波形图；图8为本专利技术在最大转速3640转/分情况下凸轮轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输出信号波形图。图中：1电机，2支撑架，3小带轮，4凸轮轴位置传感器，5信号盘，6齿形带，7大带轮，8信号盘，9曲轴位置传感器，1-1传感器引线，2-1永久磁铁，3-1气隙一，4-1凸齿，5-1信号轮一，1-2叶轮，2-2信号轮二，3-2永久磁铁，4-2霍尔元件，5-2气隙二；U-CH1通道1，U-CH2通道2。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参见附图1-8，本专利技术的一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，包括电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、电位计控制器、发动机分析仪、电源、支撑架、信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、齿形带，所述电机分别与电位计控制器、曲轴位置传感器电连接，发动机分析仪分别与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电连接，电源分别与电位计控制器、凸轮轴位置传感器电连接；所述支撑架与信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接，齿形带分别与小带轮、大带轮连接；所述电位计控制器通过控制电压输出，控制电机转速，调速范围0-3640转/分；电机直接带动曲轴位置传感器转动，由于所模拟的发动机实际运转过程中曲轴转速和凸轮轴转速是2：1的关系，所以通过曲轴位置传感器通过小带轮、大带轮传动带动，传动比为2:1转动带动凸轮轴传感器转动起来，把发动机分析仪安装信号测试通道1和通道2分别连接到曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号输出端，分别得到两个传感器的信号输出特性，通过改变电位计控制器输出电压，模拟发动机运转就得到不同的运转速度，因此能看到不同转速情况下的信号输出特性。所述曲轴位置传感器包括传感器引线、永久磁铁、气隙一、凸齿、信号轮一，所述传感器引线分别为信号线、信号地和屏蔽线，所述信号线与永久磁铁上的线圈连接，所述信号轮一位于永久磁铁下方，气隙一位于信号轮一与永久磁铁之间，所述凸齿在信号轮一的边缘处。曲轴位置传感器由一个永久磁铁铁芯和铁芯外部的电磁线圈构成核心元件。其结构原理如图3所示，传感器的接线有三条，信号线，信号地，屏蔽线。信号轮为齿盘式，在圆周上均匀间隔制作58个凸齿、57个小齿和一个大齿缺，大齿缺所占弧度相当于两个凸齿和3个小齿缺所占的弧度，大齿缺输出基准信号，对应模拟发动机1缸或者4缸压缩上止点的位置，用以判断曲轴转速和曲轴转角信号。由于转子凸齿与永久磁铁间的气隙一直接影响此路的磁阻和感应线圈输出电压高低，因此凸齿与永久磁铁间的气隙一大小一般设计为0.2-0.4mm。曲轴位置传感器的性能参数与技术规格见表1。表1磁电式曲轴位置传感器性能参数与技术规格所述凸轮轴位置传感器包括叶轮、信号轮二、永久磁铁、霍尔元件、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，其特征在于：包括电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、电位计控制器、发动机分析仪、电源、支撑架、信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、齿形带，所述电机分别与电位计控制器、曲轴位置传感器电连接，发动机分析仪分别与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电连接，电源分别与电位计控制器、凸轮轴位置传感器电连接；所述支撑架与信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接，齿形带分别与小带轮、大带轮连接；所述电位计控制器通过控制电压输出，控制电机转速，调速范围0‑3640转/分；电机直接带动曲轴位置传感器转动，由于所模拟的发动机实际运转过程中曲轴转速和凸轮轴转速是2：1的关系，所以通过曲轴位置传感器的小带轮、大带轮传动带动，传动比为2:1转动带动凸轮轴传感器转动起来，把发动机分析仪安装信号测试通道1和通道2分别连接到曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号输出端，分别得到两个传感器的信号输出特性，通过改变电位计控制器输出电压，模拟发动机运转就得到不同的运转速度，因此能看到不同转速情况下的信号输出特性。

【技术特征摘要】
1.一种发动机信号轮传感器半实物仿真教学系统，其特征在于：包括电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、电位计控制器、发动机分析仪、电源、支撑架、信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、齿形带，所述电机分别与电位计控制器、曲轴位置传感器电连接，发动机分析仪分别与曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器电连接，电源分别与电位计控制器、凸轮轴位置传感器电连接；所述支撑架与信号盘一、信号盘二、小带轮、大带轮、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器连接，齿形带分别与小带轮、大带轮连接；所述电位计控制器通过控制电压输出，控制电机转速，调速范围0-3640转/分；电机直接带动曲轴位置传感器转动，由于所模拟的发动机实际运转过程中曲轴转速和凸轮轴转速是2：1的关系，所以通过曲轴位置传感器的小带轮、大带轮传动带动，传动比为2:1转动带动凸轮轴传感器转动起来，把发动机分析仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋美丽，龙建，任小龙，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：发明
国别省市：北京,11