馬富康

[摘? ? ? ? ? ?要]? 內(nèi)燃機(jī)裝配工藝對(duì)其使用壽命、安全性、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性有顯著作用。內(nèi)燃機(jī)裝配工藝規(guī)程主要針對(duì)裝配內(nèi)容、方法、流程、技術(shù)、工具等進(jìn)行了約束和管理。在內(nèi)燃機(jī)裝配工藝實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)中，由于經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、設(shè)備等原因，學(xué)生的動(dòng)手參與度較低。旨在通過(guò)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)裝配工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，完成內(nèi)燃機(jī)零部件結(jié)構(gòu)認(rèn)知、特征展示以及裝配工藝的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 內(nèi)燃機(jī);裝配工藝;虛擬仿真實(shí)驗(yàn);系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

[中圖分類號(hào)]? TK406? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）28-0166-02

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)思路

內(nèi)燃機(jī)裝配工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方案包含零部件認(rèn)知、裝配前準(zhǔn)備、裝配實(shí)驗(yàn)操作三個(gè)方面。具體包括以下方面。

1.內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)認(rèn)知。用戶登錄進(jìn)入實(shí)驗(yàn)，回顧和認(rèn)識(shí)要組裝的組件，包括：機(jī)體、曲軸、連桿組、活塞組、氣缸蓋、氣缸套、凸輪軸、氣門、氣門室罩、曲軸上瓦片、曲軸下瓦片、軸承蓋等。

2.內(nèi)燃機(jī)裝配前準(zhǔn)備。用戶掌握裝配前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、清洗準(zhǔn)備、裝配要點(diǎn)以及總成的檢驗(yàn)與裝配。

3.內(nèi)燃機(jī)裝配工藝實(shí)驗(yàn)。用戶按照內(nèi)燃機(jī)整機(jī)裝配工藝流程，依次完成氣缸套裝配、曲軸組裝配、活塞連桿組裝配、油底殼裝配、氣缸墊裝配、氣缸蓋總成裝配以及其他系統(tǒng)及附件裝配。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每一步操作均對(duì)應(yīng)有知識(shí)點(diǎn)提示和考核點(diǎn)要求，記錄學(xué)生的裝配操作和工藝過(guò)程，作為成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)。

（二）教學(xué)方法

采用多媒體知識(shí)點(diǎn)講解、視頻演示以及虛擬實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的教學(xué)方法開(kāi)展本實(shí)驗(yàn)，具體方法如下。

1.知識(shí)點(diǎn)講解針對(duì)內(nèi)燃機(jī)裝配前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、清洗準(zhǔn)備、裝配要點(diǎn)以及總成的檢驗(yàn)與裝配進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解虛擬仿真的目的、原理以及方法。

2.虛擬實(shí)訓(xùn)主要針對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行仿真訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)裝配工藝規(guī)程的實(shí)訓(xùn)和知識(shí)點(diǎn)的考核。

（三）評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)體系包含過(guò)程評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分。

1.過(guò)程評(píng)價(jià)：結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，該評(píng)價(jià)體系側(cè)重于過(guò)程評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，其分值占總成績(jī)比例為50%，評(píng)價(jià)依據(jù)為每一個(gè)關(guān)鍵操作步驟的完成時(shí)間與完成質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)比例為50%，評(píng)價(jià)指標(biāo)為：報(bào)告書寫的規(guī)范性、仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性、分析評(píng)價(jià)的合理性等。

二、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

內(nèi)燃機(jī)裝配工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參照實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作流程，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作各環(huán)節(jié)及規(guī)范流程，實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)配套相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)與考核，實(shí)現(xiàn)了賬戶的互聯(lián)網(wǎng)登錄和實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，為后續(xù)的系統(tǒng)擴(kuò)展提供了基礎(chǔ)支撐。

內(nèi)燃機(jī)裝配工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)采用人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)和體驗(yàn)，配套3D仿真、HTML5開(kāi)發(fā)技術(shù)，運(yùn)用Unity3D、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供內(nèi)燃機(jī)裝配工藝工程的實(shí)訓(xùn)。通過(guò)交互式仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從實(shí)驗(yàn)零部件認(rèn)知、裝配前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)裝配操作三個(gè)方面進(jìn)行，將傳統(tǒng)線下實(shí)驗(yàn)過(guò)程與線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，利用JAVA技術(shù)進(jìn)行平臺(tái)開(kāi)發(fā)，運(yùn)用Unity3D仿真技術(shù)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)、考核點(diǎn)融合，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全面性和有效性，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練的統(tǒng)一。

三、內(nèi)燃機(jī)整機(jī)裝配虛擬仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的

1.通過(guò)虛擬認(rèn)知組件模塊，鞏固和加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)組件的認(rèn)知，為后續(xù)的裝配工藝實(shí)施奠定必要的基礎(chǔ)。

2.通過(guò)虛擬裝配前準(zhǔn)備模塊，熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、清洗操作、裝配要點(diǎn)以及檢驗(yàn)方法，培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣。

3.通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)裝配模塊，掌握組件正確的裝配方法和工藝過(guò)程，解決學(xué)生在裝配過(guò)程中對(duì)零部件損壞以及安全的問(wèn)題。

4.利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成實(shí)驗(yàn)操作、工藝過(guò)程分析及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的提取。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)原理

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)組件認(rèn)知模塊、裝配準(zhǔn)備模塊和裝配實(shí)驗(yàn)?zāi)K，重點(diǎn)針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程的工藝規(guī)程進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，包括：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、裝配方法、檢驗(yàn)要點(diǎn)以及相關(guān)的分析和計(jì)算。具體包括以下10個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

1.選用同尺寸分組的氣缸套進(jìn)行裝配，氣缸套壓入氣缸體中，并使氣缸套臺(tái)肩與氣缸體上口的平面緊密貼合，同時(shí)檢查氣缸套突出高度。

2.選配主軸瓦、要涂潤(rùn)滑油、各軸承蓋順序不能亂、注意軸承蓋的箭頭朝向應(yīng)朝向前端。

3.主軸瓦凸肩應(yīng)嵌入機(jī)體軸承座孔凸肩槽內(nèi)，注意觀察機(jī)體上的油孔是否在軸瓦油槽范圍內(nèi)。

4.曲軸主軸蓋、主軸承、止推墊片按標(biāo)記并注意方向和對(duì)應(yīng)位置，氣缸體的軸承座油孔應(yīng)與軸瓦油孔對(duì)齊，調(diào)整墊片按調(diào)試的位置安放調(diào)整墊片。

5.活塞、連桿、連桿軸瓦應(yīng)按標(biāo)記配對(duì)，檢查安裝方向并與氣缸對(duì)號(hào)入座看是否準(zhǔn)確無(wú)誤，然后進(jìn)行裝配。

6.活塞、活塞銷、連桿小頭裝配精度的保證方法，分組裝配的計(jì)算方法以及間隙調(diào)整。

7.活塞環(huán)的裝配方法及其調(diào)整、檢驗(yàn)，三道活塞環(huán)端口互錯(cuò)120°，以防開(kāi)口重疊時(shí)，混合氣從開(kāi)口處竄入曲軸箱。