2015/11/2 17:13:51 发动机汽车虚拟仿真软件设计与实现

发动机价格昂贵、系统复杂,可数零部件有3000多类20000多个,维修时面临部件多、维护步骤复杂等诸多问题,而且受制于价格、购买等因素,该装备的维修培训缺少实装件,由此,急需合适的手段和方法在现实条件下实现该装备的维修训练,以提高装备的综合保障能力。

20世纪90年代开始,随着计算机技术的飞速发展,虚拟现实技术作为在三维世界中完整显示装备特性的技术手段获得了越来越广泛的应用。该技术是由计算机产生虚拟环境 ,通过视、听、触觉等作用,使用户产生身临其境感觉的交互式仿真。能够实现逼真的装备装配、故障维修操作,可提取任何已有的装备资料、状态数据并检验装备的性能。将虚拟现实技术应用在装备维修中,便构成了“虚拟装备维修”技术。目前,国内相关机构和院校已将该技术应用于火炮维修、数控机床、舰船装备等方面。借鉴诸多装备虚拟维修技术特长,选择合适的方案将虚拟现实技术应用于某型发动机的维修训练中,开发虚拟维修训练系统软件,其在降低训练费用、保障训练安全、提高训练效率、掌握设备的原理知识等方面,效果十分显著。

维修训练要求

目前,国内开发的大部分虚拟维修训练系统,主要侧重于装备的虚拟样机实现、虚拟装备拆卸及装配过程,这对于结构部件数量相对少、原理相对简单的设备已足够满足需求。但对某型发动机,目前的系统不能满足要求。结合部队实际维修情况,对该发动机维修训练系统提出如下要求。

1、发动机构造及原理虚拟实现

在建立发动机虚拟样机的基础上,使受训人员通过部件的分解与组装、三维视景展现及外虚内实等显示方式,熟练掌握部件的结构特点、连接关系等。发动机除各类机械部件外,还有复杂的燃油、滑油、通气等管路,对机械师的培训,除了要求熟练掌握内部构造,还要熟悉发动机各大部件如压气机、燃烧室、涡轮和燃油、滑油等系统的工作原理,掌握滑油、液压油、冷却气等的流经路线,以适应现代维修能力的要求。

2、发动机典型故障显示与排除的虚拟化实现

除对部件的拆装流程实现虚拟化实现外,应结合部队外场维护的实际,能够对发动机的典型故障如压气机叶片断裂、滑油系统管路堵塞等问题,通过可视化参数虚拟实现故障现象;通过诊断策略实现发动机故障的定位,突出故障部件和其功能相关部件之间的关系;通过对发动机的虚拟拆装、部件更换实现故障排除过程的维修训练。

3、发动机外场维护流程虚拟实现

虚拟维修训练系统重点在于对装备维修、维护的过程实现虚拟化仿真,以指导、训练维修人员操作。航空发动机的维护过程复杂,内容繁多,形式多样。因此,该虚拟维修系统的训练内容应以外场机务维修的重点和难点为主要突出点。

虚拟维修训练系统设计

    1、依据国际大赛级规范标准制定研发

每个螺栓的拆卸都按照大赛级规范模式为准,完全依据国际大赛操作步骤和实战模式制定,同时巨资聘请国家汽车专业教授和汽车专业高级技工亲自指导、合作研发。

基于上海通用汽车维修工艺设计力矩设置完全按照维修手册标准,   含拆装7个模块共计268步发动机总成、发动机外围部件、凸轮轴盖、油底壳、正时机构、气缸盖、气缸体,不仅能够让学生清晰直观的了解发动机的不同构造,强化学生的记忆能力,方便练习。更能够便于老师教学演示,让教学变得一目了然!

2、内设操作提示判定正误功能

若在练习模式中用户操作发生错误,系统会自动发出语音报警提示,便于用户学习使用发动机拆装各种专用工具组合工具、科鲁兹系列专用工具、五金常用工具(部分工具有动画提示操作)和实际操作工具完全一模一样,更专业,更便捷!

汽车虚拟仿真软件优势:

标准工艺,专业性强

一汽通用规定拆装工艺,结合实际检修注意事项,多位汽车技术方面专家指导意见。

真实场景,个性化设计

高度仿真4S店环境及各种设备工具,交互性强,通用性和容错性好,界面美观、设计人性化可提供多人同时操作,资源交互快。

操作简便易上手

3D仿真场景相应操作步骤文字提示、注意事项、错误提示。教师、学生操作方便上手,激发学生的学习兴趣。

助教助学效率高

教师进行教学示范、及时指导和评价,通过管理中心查询学生的实训情况,学生提高动手能力、实时记录反馈快

益教教育汽车虚拟仿真软件的应用在教学实际中的意义

1、中职学校专业教学过程中使用虚拟仿真软件,不受场地的限制,教师不需要带领学生到实训室,教学内容全部可以通过多媒体电脑展开,学生在计算机上就可模拟真实的场景来学习和练习实训的过程,课堂更加生动;

2、虚拟仿真软件平台是对工作场景的仿真再现,学生虽然闻不到汽油味,听不到发动机的轰鸣声,但却能熟知实际作业中遇到的各类问题,能仿真再现各个实训项目和模块训练中的实际场景。

3、利用仿真软件,学生在上实物操作之前先上虚拟实训课,使他们对所学内容有充分的认识和准备,对实训室的实训要求和环节更加清楚,正式进入到实训场地就能做到有的放矢,而且减少资源的损耗以及节约实训的操作时间,也在很大程度上提高了专业实训的安全性。当然,虚拟仿真软件不能完全代替实操训练,虚拟实训课程其实质是实训课的一个辅助课程,要练就过硬的技能和实操本领,还需要在实际工作环境中刻苦训练。

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