柴油机喷油嘴测控系统融合实训室建设研究

2020-04-15杨伟钧陈援峰

广州城市职业学院学报 2020年1期

杨伟钧,陈援峰

(广州城市职业学院机电工程系，广东广州 510405)

在广东乃至全国物流业大发展背景下，物流用柴油车喷油嘴的维修设备核心技术被国外垄断，国内产品功能参差不齐、技术落后。特别是柴油机喷油嘴测控系统国内生产厂家众多，产品种类五花八门且功能各异，技术员在维修过程中操作繁琐，面临不小困难，因此急需开展柴油机喷油嘴测控系统的融合(互联互通)研究工作。由于验证手段的不完善，不同功能的系统互联互通过程中，每个准备或正在接入互联互通平台的用户都会遇到诸多方面的问题[1]。因此迫切需要搭建一个平台来检测终端、系统、测控功能的兼容性，检测准备和正在接入互联互通平台的产品能否在此平台上运行[2]，经过大量的数据验证运行成功，则表示此产品达到了互联互通的基本标准，可顺利进入互联互通系统。

互联互通实训室的成功搭建，可以为不同柴油机喷油嘴测控系统互联互通的建设提供一个安全可靠、客观公正的第三方验证手段[3]，对于不同应用场合的新线建设、终端升级改造、产品的更新换代等都可以通过互联互通实训室进行使用前的调试，对柴油机喷油嘴测控系统建设的整体规划在技术层面进行把关，同时互联互通实训室在运营过程中可对出现的问题进行分析解决，在相应建设标准和技术标准的修订上起技术支撑作用。

一、实训室建设理念

(一)实训室建设基础

依托现有校企合作协同创新基地和校外实践基地“广州绿谷柴油机科技有限公司”，同时借助已获得立项的广州市高校第九批教育教学改革项目“高职电子信息类专业创新创业人才培养模式研究”，以及2018年广州市科技计划“柴油机尿素喷射系统故障检测技术的研究及应用”的研究平台，基于柴油机喷油嘴测控系统技术融合研究基础，开展柴油机喷油嘴测控系统融合实训室的建设与实践。

(二)建设目的

通过“实训室”的建立，来指导柴油机喷油嘴测控系统内终端、系统、控制芯片与功能的检测，使终端、系统、控制芯片与功能符合相应的技术规范并适合其应用，保证产品的质量，形成良好的用户体验，形成实训室在柴油机喷油嘴测控系统领域的示范性，增强其在相关行业的影响力。

(三)工作定位

为提高柴油机喷油嘴测控系统互联互通项目中不同厂家的设备、控制芯片的无关性和不同类型管理平台的通用性，需要对多标准系统与终端进行融合[4]。实训室定位于柴油机喷油嘴行业产品，形成终端、控制芯片、系统功能的完整检测，具体定位如下：不同柴油机喷油嘴标准、规范的资料收集和归类；柴油机喷油嘴体系内产品检测与认定机构；为符合柴油机喷油嘴测控系统标准的产品研发提供协助和技术支持；建立柴油机喷油嘴测控体系内不同行业产品信息库；打造产学研相结合的文化中心。

二、中心平台体系构建

(一)平台结构

为了柴油机喷油嘴测控系统互联互通工作顺利开展，我们提出了实训室的建设，这是以柴油机喷油嘴测控系统项目中互联互通的顺利运行及后期维护为首要目的[5]，在此前提下，逐步建设成为不同企业产品互联互通示范实训室。其建设主要由五部分组成，即：基础环境建设、标准解释体系、检测与认定、协助与支持、信息库[6]。具体结构如图1所示。

图1 实训室框架图

(二)测试平台

测试平台是互联互通测试的重要基础条件，对实训室进行科学、充分的调研，购买先进、急需的仪器设备，研发特制设备，搭建技术、服务平台。目前，实训室测试平台主要由各种型号终端、各类别芯片、后台系统、压力测试系统、频谱分析系统、协议分析系统组成，以不同类型柴油机喷油嘴测控系统为服务目标，逐步实现权威检测(图2)。

图2 测试平台发展路线图

1.测控系统终端

测控系统终端为已接入互联互通项目的终端设备，包括MCU控制单元、检测终端、控制终端等，其应具有最基本的测控功能并满足互联互通的要求与标准：能够测试高压共轨的压力、流量和喷油量，能够控制角阀的开度、控制高压部分电压的输出以及控制PWM等。

2.后台系统

后台系统分正式与测试，主要用于终端、渠道、商户等信息的管理，同时支持所有已接入互联互通项目的测控系统终端的文件的接收，数据的打包、发送、处理及清算查询。后台系统能够与系统中心进行正常的数据交互，并具备良好的稳定性、安全性。在数据处理上，能够正确的自动按类别分离数据，自动上传、下发数据，并能将终端参数、程序、黑名单等通过采集器或无线方式下载至终端设备。

3.压力测试系统

测控系统终端与喷油嘴联合压力测试装置为特制研发设备，通过控制参数的调节，在检测喷油嘴、终端、系统产品的兼容性、系统终端与喷油嘴的联合压力测试、终端存储容量、终端读写错误率检测、后台系统稳定性、输出控制信息与实际喷油量的测试数据等测试方面发挥了重要作用。

4.频谱分析系统

谐振频率作为主控制芯片MCU通过PWM方式控制系统喷油量的重要特征参数，在产品设计、验证和质量控制等方面提供了重要参考价值，但由于诸多原因业界尚未形成统一测量标准，实训室结合大量测试数据，在特定测试环境下针对不同柴油机喷油嘴测控系统制订了相应的测试规范，以使其健康发展，采用先进的频谱分析仪进行分析测试。

5.协议分析系统

协议分析系统为互联互通测试中系统终端与柴油机高压共轨喷油嘴的信息传输提供了一个完整、客观且全面的过程展现，在技术层面上对整个物理通信及应用流程进行检测。为柴油机喷油嘴测控系统互联互通测试工作的顺利进行在技术层面和测试手段上提供了有效保障，同时帮助企业缩减因测试产品适应性而投入的大量人力、物力和财力。

三、管理制度

建立科学合理、权责明晰的管理机制是实训室正常运行的基础保障，建设与管理二者缺一不可，实训室的各项工作必须有章可循，且要注重落实，才能保证各项工作有条不紊地开展。目前，实训室制订了四项管理制度：

建立《实验室测试管理制度及流程》，规范实训室检测流程的管理。确保检测工作按照流程顺利进行，并对柴油机检测的数据进行有效的管理及控制。

建立《实验室中心管理条例》，为实训室建设思路提供方向指导，并明确不同实验人员的职能和分工。

制定《柴油机检测技术和设备操作规范》，为嵌入式终端、系统、柴油机喷油嘴的检测提供技术参考，并保证每台仪器设备的正常运行和及时维修。

制定《文档管理制度》，确保各类技术资料的完整性、保密性及其存放规范，并保护合作企业的利益和知识产权。

在以上制度的保障下，实训室的建设发展已经取得了初步的成效：2016年柴油机油嘴检测项目立项了广东省科技计划，获得30万元的经费资助；2018年柴油机尾气检测系统立项了广州市科技计划，获得了20万元的经费资助；近五年内申请了发明专利2项，授权计算机软著2项，授权国家实用新型专利12项。可以预见，随着管理制度的逐渐完善，科研人员的环境得到保障和创新意识加强，实训室将产生更多相关的科研成果并实现成果转化。

四、人才队伍建设

人才队伍建设是实训室建设的重要环节，建设高效的实训室，必须具备一支高水平的专业技术队伍，它是确保互联互通测试工作的基础，是实践创新的骨干力量：实训室立足于校企合作协同创新，在校外实践基地培养一批技术过硬的测试技术人员队伍;通过开展已立项的省、市科技计划研究项目，以项目为载体，以任务为驱动，从中选拔一批优秀的人员，使其具备专业的测试实验技能和丰富的实践经验；鼓励人员参加相关的学历进修或培训，提升相应的学历或技能。

目前，经过人才队伍建设的激励机制建设，在人才的培养上也取得了一些成效：近三年内培养了一名工学博士，进修一名博士和一名国内访问学者；2018年实训室开展深度校企合作，培养5名专任教师获得“职业教育教师资格能力”证书；近三年内，以该实训室为依托的“嵌入式产学研基地”，培养了12名应用电子技术复合型创新型技术技能人才，并获得了广东省技能竞赛的二、三等奖6项。随着人才队伍素质和能力的提高，实训室科研成果的产出将得到更大的保障。