汽车电子控制课程设计--发动机台架测试系统设计

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1、前言随着国家经济发展，普通群众购买汽车热情高涨，对汽车性能要求也不断提高。发动机作为汽车的心脏也越来越受到厂家的重视。发动机试验作为发动机研发极其重要的一环，是衡量发动机动力性和经济性的必要手段，同样受到汽车及发动机厂家的高度重视。试验台架作为发动机最基本的测试平台，对发动机性能观测有着至关重要的知道意义。新发动机在装备汽车之前，需要在专门的试验台架上对其性能、质量等指标进行严格的测试。由于发动机实验内容多变过程复杂，参数种类多（包括扭矩转速、机油温度、进排气温度、冷却水温度、进排气压力、发动机输出功率等），采集频率快、

2、精度要求高，试验后数据处理要求严格，其水平的高低将直接影响到能否如实地反映发动机的性能。因此对试验台架测控系统在功能、性能和扩展性等方面提出了很高要求。1发动机台架测试系统设计方案及布置框图1.1水力测功机简介1.1.1水力测功机组成水力测功机由制动器、测力机构、供水系统和指示控制部分组成。制动器是吸收功率的不见，由转子和壳体组成。1.1.2水力测功机原理水力测功机是利用物体在水中运动产生摩擦阻力吸收发动机的功率的一种测功装置。水通过进水管同时进入两侧的进水环室，然后由定子上的进水孔进入涡流中心。转子使水在涡流室中作旋转

3、运动，通过与外壳的摩擦，使外壳摆动。控制阀控制出水量以调节水层厚度，水层越厚，水与外壳的摩擦力矩越大，吸收功越多，此时外壳摆动角度也大，测力计上的读数也增加。这样，发动机输出的机械能被水吸收变成热能并将扭矩传到外壳上，由测功器测出。1.2总体布置设计台架试验主要包括调速性能试验、负荷特性试验、速度特性试验和万有特性试验等。主要测试项目有：转矩、油耗、机油温度、水温、排气温度、机油压力，油门实际开度、转速等八个输入量。发动机台架测试系统的基本任务是实现发动机台架试验数据的采集与分析的自动化。其主要功能如下：(1)自动采集发

4、动机试验参数，包括发动机转速，扭矩，水温，机油温度，排气温度，进气温度，进气压力等基本物理量。(2)自动进行试验数据的处理，包括消除误差，拟合曲线等，并且生成数据文件供二次处理使用。(3)自动绘图，即试验人员可以将试验特性曲线送到绘图仪输出。(4)试验过程报警，当发动机工作异常时，系统会提示试验人员，并暂停工作(5)系统维护，试验人员可以修改运行参数，增加新的测试模块，以满足不同试验的需要。主控计算机上位机处理器打印机数据采集系统电子油门及执行器油耗仪温控系统发动机转速扭矩测功机铸铁平版1传感器接口电路的设计1.1传感器

5、的评价指标与选择传感器处于测试装置的输入端，其性能将直接影响整个测试系统的工作质量。选择传感器时，主要可以考虑以下几个方面的性能指标(1)灵敏度一般来说，应该尽量选用灵敏度高的传感器，因为传感器灵敏度越高，对被测量的感知能力越强，被测量有微小的变化，传感器就能有较大的输出，但是灵敏度越高的传感器价格也越昂贵，因此传感器的选择应该在满足试验要求的基础上取精度与成本之间的折中。(2)精确度传感器的精确度反映传感器的输出值与被测参数的真值的符合程度。精确度越高，表明传感器越能真实的反映被测量值。但是，越高的精确度往往要求更高的

6、制造成本。因此，要同时考虑到经济条件。(3)稳定性稳定性表示传感器在一个相当长的时期内，维持其输出特性恒定不变的性能。影响传感器稳定性的两个因素通是时间和环境。环境因素包括温度、湿度、尘埃、磁场和电场干扰、振动和外界噪声干扰等，这些因素都会引起传感器稳定性的变化。(4)线性范围传感器在线性范围内工作时，其输出和输入成比例关系，这是保证测量精度的主要条件。因此任何传感器都有一定的线性东圃。线性范围越宽，则表明传感器的工作量程越大。但是不可能要求任何传感器都绝对在线性范围内工作。某些条件下，允许在一定的非线性误差范围内工作，

7、也可以在其近似线性区域内应用。(5)响应特性响应特性表示传感器对被测量的微小变化的响应速度的快慢。一般总希望响应速度越快越好，但实际传感器的响应总有一定的延迟，希望这延迟越短越好。在选用传感器时，不可能要求这些指标能同时全面的满足高标准要求，而且这也是没有必要的。因此在选用传感器时，首先应根据测试目的和实际使用条件，合理的做出选择。可以根据不同的使用场合及要求，突出其中一个或两个主要指标，而对其他指标则可以降低至允许范围以内。同时，选用传感器还应考虑到实际条件下的工作方式。此外选用传感器时还应兼顾结构简单、体积小、重量轻

8、、价廉、易于维修和更换等要求。工程中应用的传感器种类繁多，往往一种被测量可应用多种类型的传感器来的检测。因此，合理选择传感器也是系统设计中的一个重要部分。在进行传感器的造型方面时，在保证传感器的精度和灵敏度的前提下，从以下几个方面进行了考虑：(1)尽量选用市场上供货较多、比较成熟、性能稳定的传感器，保证所选择的传感器