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汽车发动机冷却系统试验台的研制与开发
| 论文题名： | 汽车发动机冷却系统试验台的研制与开发 |
| 关键词： | 汽车发动机;冷却系统;冷却液温度;PLC控制技术;WinCC软件 |
| 摘要： | 发动机冷却系统的作用是使发动机的温度在所有工况下均保持在适当的范围内。冷却系统不仅要防止发动机过热，也要防止发动机过冷。而传统汽车的水泵和散热风扇一般由发动机曲轴通过V带传动，传动带环绕在曲轴带轮与水泵带轮之间，因此水泵转速与发动机转速成比例关系。这种水泵轴与风扇轴随发动机曲轴转速而变化的驱动方式给发动机散热带来了诸多问题。发动机启动时，发动机温度迟迟上不来，造成发动机过冷。而怠速工作时，又造成了发动机过热。 控制好发动机的工作温度，不仅有利于延长发动机的寿命，而且发动机的启动性能，燃油经济性能，排放性能等都会有质的提升。而控制发动机的工作温度的关键又在于控制冷却液的温度和水泵的转速。所以，搭建一套冷却系统试验台来探求冷却液温度、水泵转速与发动机工作状况之间的规律的试验台就显得尤为重要了。 正是基于上述原因，本文应用PLC控制技术搭建了一套发动机冷却系统试验台。用高性能的伺服电机独立驱动水泵，采用西门子公司的PLC和必要的数字量、模拟量输入模块对各种控制信号包括压力、温度、扭矩信号、流量进行自动采集处理。并运用PLC内置的PID功能以及相应的模拟量输出模块精确的控制了冷却液的温度。同时，本文采用WinCC软件作为上位机控制软件，实现了试验过程的可控，可视以及自动化。 本文以PLC为系统控制核心，给出了系统总体方案设计以及相关的电气原理图。简要的介绍了机械方案的设计与相关机械设备的选型。重点阐述了试验台的控制程序包括主程序、自动测试程序、PID加热控制程序等的实现过程。本文的最后还阐述了上位机控制软件的实现过程，通过上位机控制软件与PLC翟序的无缝结合，实现了实验数据的自动采集、制表、存档等功能。 通过多次调试，本文介绍的发动机冷却系统试验台在PID控制冷却液温度方面具有测温准确、反应灵敏、控制精确的特点，充分的满足了试验的预期效果。在控制水泵转速的精度上达到了±1转的精确控制。通过简明直观的WinCC上位机控制软件，使得试验过程变得简单轻松，试验结果直观明了。 |
| 作者： | 张刚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 余先涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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