电控汽油发动机传感器信号模拟试验系统设计

摘要

电控燃油喷射发动机以降低燃油消耗、降低排放及提高功率等优点得到了迅速的普及，随着国Ⅲ标准的实施，电控燃油喷射发动机将会成为不可阻挡的发展趋势。虽然电控发动机故障率低，但一旦发生故障，不仅影响发动机的性能，而且故障诊断困难，因而对电控发动机故障机理的研究将是一个非常必要和迫切的任务。 本文重点介绍了电控发动机工作的工作原理，针对目前电控燃油喷射发动机所采用的各类传感器，详细分析了其结构、原理、信号特点及可能发生的常见故障，并以此为依据，设计了信号前端处理电路、原机/模拟信号切断电路及信号丢失电路等硬件电路；并提出了电控发动机各类传感器信号模拟的思路及其实现方法；应用研华PCI-1712高速数据采集卡、PCI-1721高速输出卡和美国NI公司的LabVIEW软件实现了电控发动机各种传感器故障模拟；重点模拟了转速传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器及冷却液温度传感器信号减弱及丢失等故障，并获得了较好的使用效果。 本文所制作的电控汽油发动机传感器信号模拟试验台实现了虚拟仪器与发动机技术的有机结合，可以为汽车维修人员、研究人员以及汽车专业学生提供研究学习的机会，可以实时再现发动机传感器故障，对研究电控发动机故障机理提供了很好的平台；并且具有很好的通用性，不仅可与不同的电控汽油机台架配合组成传感器信号采集、故障模拟和显示系统，也可与汽车其他电子控制系统配合组成相应的传感器信号采集、信号模拟和显示系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1课题的提出及意义

1.2虚拟仪器在发动机实验中的应用

1.2.1国外应用状况

1.2.2国内应用状况

1.3本课题研究的主要内容

第二章发动机电子控制系统概述

2.1汽车电子控制系统的基本组成和分类

2.2发动机电子控制系统的组成及原理

第三章电控发动机传感器

3.1汽车传感器

3.1.1汽车传感器概述

3.1.2汽车传感器的分类

3.1.3汽车传感器的性能要求

3.2电控发动机传感器结构原理及常见故障

3.2.1曲轴与凸轮轴位置传感器

3.2.2空气流量传感器

3.2.3进气歧管压力传感器

3.2.4节气门位置传感器

3.2.5氧传感器

3.2.6爆震传感器

3.2.7温度传感器

第四章试验系统及设备

4.1试验用发动机

4.1.1电子控制燃油喷射系统

4.1.2电子点火系统

4.2实验设备

4.2.1硬件

4.2.2软件

4.2.3其他试验设备

第五章 基于虚拟仪器技术的电控发动机传感器信号模拟及显示系统设计

5.1 虚拟仪器及LabVIEW

5.1.1虚拟仪器概念

5.1.2虚拟仪器结构

5.1.3 LabVIEW语言

5.2 基于虚拟仪器技术的传感器信号模拟及显示系统方案设计

5.2.1总体方案设计

5.2.2采集卡和输出卡简介

5.2.3传感器信号模拟系统方案设计

5.2.4传感器模拟信号的产生

5.3传感器信号采集系统及前端处理电路

5.4传感器信号模拟系统及控制电路

5.4.1传感器信号模拟系统功能

5.4.2原机/模拟信号切换电路

5.4.3传感器信号丢失故障控制电路

5.5显示系统设计

5.5.1传感器信号采集系统显示与控制

5.5.2传感器信号模拟系统显示与控制

5.6电控发动机传感器信号模拟

5.6.1转速传感器故障模拟

5.6.2空气流量传感器故障模拟

5.6.3冷却液温度传感器故障模拟

5.6.4节气门位置传感器故障模拟

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢