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汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统解决方案

发布时间:2022-11-22

编辑人:灵图互动

阅读量:482

1. 汽车发动机原理实验教学现状分析

汽车发动机原理教学内容包括发动机的性能及特性、基本工作过程(换气过程及燃烧过程)、混合气的形成、发动机增压技术、尾气排放及控制等,通过深入介绍发动机工作过程的各个阶段,分析影响性能指标的各种因素,找出规律,研究提高发动机各项性能指标的措施与途径。实验内容繁多,且涉及到机械、热力学、电控、物理、化学等多学科知识,存在教学内容抽象、理论性强、互动少等问题。

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学现状

2. 汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统解决方案

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统主要包含了发动机工作过程、换气过程、燃烧过程、增压技术以及尾气排放与控制等5个功能模块。每个功能模块具备一些基本的技术要求,例如能够完整展示汽车发动机各总成及其零部件结构、能够交互式演示汽车发动机及其各部分的基本工作过程、能够立体展示各部分结构并且其原理演示采用交互式动画进行表达方法、能够实现各功能模块之间的动态切换、提供文件管理、场景切换、动画回放及录像、教学测试等菜单功能,使得系统具备较好的人机交互性能。

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统解决方案

发动机的进、排气过程对发动机性能有着显著影响,但由于气体流动难以观察和测量,很难通过实物实验来开展教学,为此,开设相关内容的虚拟仿真教学模块即可帮助学生直观、深入地了解发动机进、排气过程。为了更加直观地学习可变气门技术工作原理以及合理选择配气正时对充气效率的影响,学生可以实时调节各个配气相位角度来学习凸轮轴正时机构控制阀的工作原理、凸轮轴正时机构的控制电路图、凸轮轴正时系统的控制波形和配气相位,更进--步深刻理解可变气门正时系统的原理。

发动机的燃烧过程直接决定了其动力性、经济性和尾气排放性能,由于燃烧持续时间较短但是过程非常复杂,实际实验教学过程当中存在--定的危险性。利用计算机技术和发动机技术的研究成果,通过虚拟仿真实验,可帮助学生更好地了解发动机的实际燃烧过程,利用计算流体力学软件,建立包含汽油机、柴油机燃烧室模型,预先设定几个不同的燃烧工况进行模拟仿真并输出计算结果。通过采用对比分析的教学方法,对汽油机和柴油机工作过程、结构上的差异以及燃烧室结构形状对其工作性能影响进行对比分析。

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统解决方案

3. 汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统功能

根据学院实验教学发展规划,结合汽车发动机原理课程教学存在的问题,利用虚拟现实和现场教育技术,构建汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统,能够使学生了解汽车发动机工作原理、总体性能、功能。

同时,虚拟仿真实验教学系统还应具备虚拟现实系统独有的浸没感、交互性和想象性等基本特征,使学生对发动机特性性能指标、可变进气系统、增压发动机工作原理、汽油机和柴油机燃烧室形状及其对发动机性能影响等从理性认识上升到直观的感性认识。

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统功能

4. 汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统应用价值

虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要组成部分,构建虚拟仿真实验教学系统能够提高学生创新精神和实践能力,提高教学效果。根据车辆工作专业特点和人才培养要求,建设汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统,形成了虚拟仿真实验层层递进、能力素质培养贯穿始终的教学模式,以培养车辆工程专业精英人才为目标,增加学生主动参与和实践动手的机会,充分调动学生学习积极性,为毕业后从事汽车相关领域的工作和科学研究打下坚实的理论基础和积累了实践经验。

汽车发动机原理虚拟仿真实验教学系统应用价值


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