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原文传递一种便携式发动机动态参数测量仪的研制

论文题名：	一种便携式发动机动态参数测量仪的研制
关键词：	汽车发动机;动态参数测量仪;结构设计;性能测试
摘要：	汽车发动机在实际运行过程中大部分时间处于非稳定工况，而汽车有害排放和燃油消耗的40%～80%来自于非稳定工况。因此，对于研究发动机各种工况下参数的瞬变特性和改善过渡过程的控制，动态参数测量起着非常重要的作用。然而，发动机不同参数的测量对测量仪器的要求不同。用于分析发动机工作过程的动态参数，如缸内压力等，要求很高的采样频率，需要使用高速、高精度的专用设备；而对于发动机电控系统，受传感器动态特性和ECU处理能力的限制，并不要求很高的采样速率。因此，与发动机控制相关的动态参数测量可以使用采样速率和精度相对较低数据采集仪器。发动机电控系统开发或参数标定过程中，动态参数的采集只需要与汽车上传感器的动态特性和ECU的采样速率相一致或略高一些。　　通常，发动机动态参数测量对测量仪器有两个基本要求：一是基于曲轴转角(Crankshaft Angle，CA)的外触发采样，即曲轴转角域的等间隔采样；二是旋转频率测量与模拟量的采集同步，这样才能得到瞬时转速与被测参数的关系。目前，国内数据采集设备无论是高端产品还是低端产品，大多数是按等时间间隔采样，难以满足旋转机械的数据采集要求。针对发动机电控系统开发和车载实验中动态参数采集，本文基于Freescale16位双核微控制器，设计了低成本的动态参数测量仪，可以实现多通道同步采集，通过边采样、边传送、边存储，可获得长时间内测量参数的动态信息。主要研究内容如下：　　1)综合考虑发动机常用传感器的动态响应、发动机最高工作转速、基于曲轴转角采样的角度分辨率、微控制器的最高采样频率与内存的大小、多通道同步采集要求、网络传输速率等，确定测量仪的基本性能指标，并进行总体结构设计。　　2)动态测量仪硬件电路的设计。包括主控制器的选型，核心电路、电源模块、模拟信号调理模块、转速测量模块、通信模块、液晶显示器驱动和按键检测模块的设计等。　　3)动态测量仪软件的设计。包括Flash存储器读/写程序、模拟信号采集程序、转速信号测量程序、以太网通信程序、液晶显示和按键响应程序的设计。　　4)后台管理软件设计。后台管理软件的主要任务是监控测量仪工作和管理采集的数据，软件功能包括测量仪参数设置、测量仪的运行与停止控制、接收测量仪上传的数据并存入数据库、数据时域波形显示和历史记录回放等。　　5)模拟校验与实机测试。采用多种方式对所开发的动态测量仪进行考核：利用信号发生器输出的不同频率的模拟量信号对测量仪进行校验；采用测量仪对LSU4.2宽域氧传感器闭环加热过程的温度进行测量；在夏利376发动机台架上和在配置有桑塔纳2000ARJ汽油机的电喷发动机/自动变速器ABS综合试验台上进行稳态工况和加减速工况的实际测试。结果表明，测量数据能够真实反映发动机各个参数的动态过程和循环变动，测量仪可以满足常规发动机台架试验和整车试验的要求。
作者：	罗军
专业：	动力机械及工程
导师：	滕勤
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文