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、精度要求高，试验后数据处 理要求严格， 其水平的高

2、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

3、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

4、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。 2 传感器接口电路的设计 2.1 传感器的评价指标与选择 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