購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 緒 論 言 系統(tǒng)仿真是迅速發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，隨著系統(tǒng)仿真的理論方法和應(yīng)用技術(shù)的研究和深入以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)或假想的的系統(tǒng)進(jìn)行仿真的技術(shù)越來越受到人們的重視?？偨Y(jié)和回顧系統(tǒng)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用歷史，系統(tǒng)仿真技術(shù)不僅在航天，航海，原子能，電力等領(lǐng)域進(jìn)一步提高了應(yīng)用水平，而且逐步發(fā)展到應(yīng)用于社會(huì)，經(jīng)濟(jì)，交通，生態(tài)系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域，已成為高科技產(chǎn)品從論證，設(shè)計(jì)，生產(chǎn)試驗(yàn)，訓(xùn)練到更新等生命周期各個(gè)階段不可缺少的技術(shù)手段，為研 究和解決復(fù)雜的系統(tǒng)問題提供了有效的工具。 目前，電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用主要以微處理機(jī)對(duì)各種工作過程進(jìn)行控制為主要特征。微處理機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一種比較簡(jiǎn)單、便宜的單片計(jì)算機(jī)。它把中央處理單元（ 存儲(chǔ)器和輸入輸出接口電路集成在一塊芯片上。微處理機(jī)工作時(shí)，通過各種傳感器接受各種輸入信號(hào)，經(jīng)過分析、計(jì)算后再向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，控制機(jī)械裝置動(dòng)作。由于汽車運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過程相當(dāng)復(fù)雜，因此，要對(duì)其進(jìn)行適時(shí)控制，傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)已力不從心，而微處理器在這方面卻能大顯身手。 在本 仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中，本人主要是用 單片機(jī)模擬各種傳感器信號(hào)，編寫傳感器信號(hào)發(fā)生程序。從而可以用此程序來實(shí)現(xiàn)汽車微處理機(jī)對(duì)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的控制，并且可以檢測(cè)微處理機(jī)的工作是否正常。 題研究的背景與意義 近多年來，隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的發(fā)展，汽車工業(yè)和汽車技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。采用電子技術(shù)已經(jīng)成為解決汽車質(zhì)量與性能諸多問題中的最佳方案。應(yīng)用微機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油與點(diǎn)火就是為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)汽車排放法規(guī)與節(jié)能的要求。目前，多數(shù)轎車都已裝用發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制發(fā)動(dòng)機(jī)的控制已由早期的模擬裝置發(fā)展成為微機(jī)控制的數(shù)字控制系統(tǒng)。在發(fā) 動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，微機(jī)不僅控制點(diǎn)火定時(shí)與噴油系統(tǒng)的空然比，還控制怠速轉(zhuǎn)速，爆燃，增壓壓力，近期和廢棄再循環(huán)以及變速器傳動(dòng)諸多方面，還增加了自診斷系統(tǒng)，后備系統(tǒng)與保護(hù)裝置，提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性。 現(xiàn)代汽車工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟的發(fā)展階段，世界各大汽車制造商為進(jìn)一步地爭(zhēng)奪汽購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 車銷售市場(chǎng)，不斷加強(qiáng)開發(fā)投資力度，試圖以提高汽車安全性、降低能耗、改善舒適性和增加功能等來推動(dòng)汽車工業(yè)向高附加值方向發(fā)展。 汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，汽車電子化被認(rèn)為是汽車技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中的一次革命。在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用 越來越廣泛，汽車已經(jīng)由單純的機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展為高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，成為所謂的“電子汽車”。 汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展 , 現(xiàn)代汽車技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)融合在一起 , 汽車已成為現(xiàn)代科技的載體和結(jié)晶。 據(jù)核計(jì)，目前平均每輛車上的電子裝備已經(jīng)占到整車成本的 20%在一些豪華轎車上，使用單片微型計(jì)算機(jī)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到 50個(gè)，電子產(chǎn)品費(fèi)用占到整車成本的 50%以上。 可以說 ,目前電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)并在提高汽車的操縱性能、燃油經(jīng)濟(jì)性、可靠性和自動(dòng)化程度等方面發(fā)揮 著越來越重要的作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車已經(jīng)進(jìn)入電子時(shí)代，汽車電子控制技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代汽車技術(shù)領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)問題。 由此可以看出，現(xiàn)代汽車已不再是傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品，其中汽車的機(jī)械部分的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了極致，汽車?yán)^續(xù)改進(jìn)的空間將集中在傳統(tǒng)汽車技術(shù)和電子技術(shù)的的結(jié)合上，汽車上 70%的革新來自汽車電子技術(shù)及產(chǎn)品。然而，由于汽車運(yùn)行的環(huán)境多變，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)所處的環(huán)境惡劣，因此，由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)引起的故障也相應(yīng)增多。據(jù)相關(guān)從事汽車維修多年的人員表示，現(xiàn)代汽車由于電控系統(tǒng)引起的故障大約占全車故障的 70%，特別是新車。 發(fā)動(dòng)機(jī)電子燃油噴射是一項(xiàng)涉及面很廣的技術(shù)，它包括了傳感器技術(shù)、微處理技術(shù)、控制工程等多方面知識(shí)。并且， 在汽車修理過程中，由于車系、車型的差別，維修人員判定傳感器元件信號(hào)及電子控制單元導(dǎo)致的故障很困難。這就給汽車維修和汽車教學(xué)帶來了很大的障礙。 而現(xiàn)有的教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)架絕大部分仍然基于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，這是制約學(xué)生理論學(xué)習(xí)和提高實(shí)踐能力的一個(gè)重要原因。本設(shè)計(jì)通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制部分實(shí)施改制，使之形成可以脫離發(fā)動(dòng)機(jī)本體試驗(yàn) 的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，應(yīng)用相應(yīng)傳感器來模擬實(shí)際運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)故障診斷，通過故障代碼的分析，查找并排除故障。研制 出一套對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)診斷準(zhǔn)確、操作方便、快速經(jīng)濟(jì)的故障診斷系統(tǒng)，從而把理論教學(xué)與實(shí)踐過程有機(jī)地結(jié)合起來，使理論教學(xué)更直觀，實(shí)踐過程更容易。 國(guó)內(nèi)外汽車電子系統(tǒng)的半實(shí)物研究狀況 我國(guó)仿真技術(shù)的研究與應(yīng)用開展得比較早，發(fā)展迅速。 80年代就建設(shè)了一批水平高 、規(guī)模大的半實(shí)物仿真系統(tǒng)，如射頻制導(dǎo)導(dǎo)彈半實(shí)物仿真系統(tǒng) 、工程飛行模擬等等，購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 主要應(yīng)用于軍事用途。目前半實(shí)物仿真在工業(yè)、交通優(yōu)化逐步開始應(yīng)用，同時(shí)，半實(shí)物仿真技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)汽車工程師研究的熱點(diǎn)，已滿足應(yīng)用設(shè)計(jì)周期的縮短、產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高、開發(fā)及設(shè)計(jì)費(fèi)用 的減少的要求。 在國(guó)外，汽車公司的工程師感到他們需要一種替代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的新途徑 。他們?cè)?jīng)嘗試過的方法所遇到的主要問題還是硬件原型的不完備，整個(gè)設(shè)計(jì)在工程化時(shí)需要重新設(shè)計(jì)和重新編程。因此汽車公司的工程師開始尋找一種新的方法來 填補(bǔ)傳統(tǒng)與現(xiàn)代的汽車電子控制系統(tǒng)開發(fā)之間的空白，使得需求定義者控制器設(shè)計(jì)人員有一個(gè)共同的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 故障診斷 (是指確定故障的起因，即在不拆卸發(fā)動(dòng)機(jī)本體或僅拆下個(gè)別零件的條件下，查找故障零件部位和查明故障原因的過程。診斷技術(shù)，是指能用于發(fā)現(xiàn)和分析故障元件及故障區(qū)域的技 術(shù)。按故障診斷技術(shù)從無(wú)到有，與電控燃油噴射技術(shù)的發(fā)展水平相對(duì)應(yīng)的診斷技術(shù)可分為人工經(jīng)驗(yàn)診斷、簡(jiǎn)單儀器診斷、精密監(jiān)測(cè)診斷和人工智能診斷四個(gè)階段。 人工經(jīng)驗(yàn)診斷： 20 世紀(jì) 50 年代以前，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，電控燃油噴射系統(tǒng)還沒有應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，通過簡(jiǎn)單的測(cè)試儀表，如轉(zhuǎn)速表、氣壓表、真空表電壓表、電流表等，或者是判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否有異響、是否過熱、有異味等情況。再依靠人工經(jīng)驗(yàn)來完成對(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷工作。目前，人工經(jīng)驗(yàn)診斷方法對(duì)某些復(fù)雜故障的診斷仍十分有效。 簡(jiǎn)單儀器診斷： 20 世紀(jì) 50年代初至 70年代末，由于汽油噴射系 統(tǒng)開始應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，傳感器、微處理器技術(shù)、控制工程技術(shù)也隨之在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到應(yīng)用。因此，在汽油噴射系統(tǒng)故障診斷過程中就必須借助相關(guān)傳感器、微處理器及示波器等儀器設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況進(jìn)行檢測(cè)，以判定其工作性能的好壞。 精密監(jiān)測(cè)診斷： 20 世紀(jì) 80年代初至 90年代初，電子技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)電控燃油噴射系統(tǒng)的控制內(nèi)容更加全面，控制程度更加精確。隨之，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的各種精密診斷設(shè)備得到了快速的發(fā)展，對(duì)電控發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確率也有了很大提高。如各種發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀、點(diǎn)火正時(shí)儀、電腦檢測(cè)儀以及各種電子化檢測(cè)儀表等都是 進(jìn)行精密檢測(cè)所必備的儀器。 人工智能診斷： 20 世紀(jì) 90 年代開始，由于汽車電控燃油噴射技術(shù)的不斷完善，而且車型及其控制技術(shù)又不盡相同。因此，在汽車維修中，故障診斷就成為關(guān)鍵性問題。應(yīng)用人工智能理論與技術(shù)以及現(xiàn)代的信息技術(shù)開發(fā)出的各種故障系統(tǒng)將有助于電控燃油噴射系統(tǒng)故障診斷問題的解決。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 實(shí)物仿真 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 近年來，一些新的科學(xué)分支的出現(xiàn)和發(fā)展及其在設(shè)備故障診斷中的成功應(yīng)用，為汽車故障診斷技術(shù)的發(fā)展開拓了新的途徑。 由于汽車電子化的趨勢(shì)是從整體上來設(shè)計(jì)全車的控制系統(tǒng)，因此，現(xiàn)代故障診斷系統(tǒng)的技術(shù)正向著 故障專家系統(tǒng)、人工智能故障診斷系統(tǒng)方面發(fā)展，開發(fā)要求是：具有在線更新自診斷功能、故障預(yù)測(cè)功能、自我保護(hù)功能，并且還可以實(shí)現(xiàn)在線信息資源的交流與共想。 半實(shí)物仿真系統(tǒng) 的主要研究?jī)?nèi)容 （ 1） 半實(shí)物仿真系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)：具有較強(qiáng)的演示功能，可以實(shí)現(xiàn)隨車故障診斷以及針對(duì)不同 電子控制系統(tǒng)元件進(jìn)行信號(hào)測(cè)試； （ 2） 控制面板的設(shè)計(jì)：能夠?qū)崿F(xiàn)與大眾車系不同測(cè)試車輛控制系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)車輛控制信號(hào)測(cè)試； （ 3） 車用傳感器信號(hào)程序編制：編制曲軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等車用傳感器信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)試； （ 4） 實(shí)現(xiàn)相關(guān)教學(xué)功能，可以進(jìn)行噴油和點(diǎn) 火演示，使學(xué)生能夠直觀看到發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油和點(diǎn)火，并對(duì)不同的演示現(xiàn)象進(jìn)行必要的分析 。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 2章 大眾 究 車電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用 汽車電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志， 現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性 , 改善了行駛的穩(wěn)定性和舒適性 , 推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展 , 還為電子產(chǎn)品開拓了廣闊的市場(chǎng) , 從而推動(dòng)了電子工業(yè)的 發(fā)展。因此 , 發(fā)展汽車電子控制新技術(shù) , 加快汽車電子化速度 , 是振興和發(fā)展汽車工業(yè)的重要手段。 車電子技術(shù)的發(fā)展 世界汽車電子技術(shù)的發(fā)展過程在不同的資料介紹中略有不同，但按照時(shí)間順序大致可以分為以下三個(gè)階段： 第一階段 （ 1960 1975年）： 20世紀(jì) 60年代晶體管收音機(jī)、晶體管點(diǎn)火裝置的實(shí)用化揭開了電子化時(shí)代的序幕，主要產(chǎn)品有交流發(fā)電機(jī)、電子電壓調(diào)節(jié)器、電子點(diǎn)火控制器等。 第二階段 （ 1975 1985 年）：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，汽車上廣泛應(yīng)用集成電路和 16位 以下的微處理器。 第三階段 （ 1985 年現(xiàn)在）：高科技的迅速發(fā)展時(shí)期，汽車電子產(chǎn)品的研制開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，主要側(cè)重于汽車性能的進(jìn)一步提高、各種功能的進(jìn)一步完善及減少汽車的質(zhì)量，開始使用 32位微處理器。 動(dòng)機(jī)功率和排放的閉環(huán)控制系統(tǒng) 電子點(diǎn)火正時(shí)：電子點(diǎn)火正時(shí)是利用專用微機(jī)或大規(guī)模芯片實(shí)行對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的最佳控制 , 它的關(guān)鍵部件是高精度曲軸位置傳感器、負(fù)荷傳感器、排氣含氧量傳感器、爆然傳感器、進(jìn)排氣溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器等。 電子控制燃油供給系統(tǒng)。目前使用最普遍的是電子汽油噴射系統(tǒng) , 其次是電 子式化油器和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制等。它們的關(guān)鍵部件除與電子點(diǎn)火正時(shí)系統(tǒng)相同外 , 還包括進(jìn)氣流量傳感器、燃油泵和噴油嘴。電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用往往是綜合性的 , 這樣才易于降低成本 , 提高性能。如日本日產(chǎn)汽車公司生產(chǎn)的 油噴射、廢氣再循環(huán)、怠速控制系統(tǒng)及故障診斷等多種功能 。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 油機(jī)電子綜合控制系統(tǒng) 汽油機(jī)電子控制裝置除完成一般的電子控制汽油噴射裝置的起動(dòng)噴油量控制、伺服噴油量控制、暖車工況控制外 , 還能實(shí)現(xiàn)空燃比反饋控制、點(diǎn)火控制、排氣再循環(huán)控制和二次空氣供給控制 、怠速控制等。此外 , 新型汽油機(jī)電子控制裝置還裝有自適應(yīng)控制 , 智能控制及故障自診斷操作等。汽油機(jī)電子綜合控制已將發(fā)動(dòng)機(jī)的工作控制在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。 此外，電子技術(shù)還應(yīng)用于柴油機(jī)綜合控制系統(tǒng)、汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系、主動(dòng)懸架、通訊導(dǎo)航、娛樂和乘坐舒適性等方面。 實(shí)物仿真系統(tǒng)的原理 半實(shí)物仿真系統(tǒng)是一種硬件在線實(shí)時(shí)技術(shù)，它把實(shí)物利用計(jì)算機(jī)接口嵌入到軟件環(huán)境中去，并要求系統(tǒng)的軟件和硬件都要實(shí)時(shí)運(yùn)行，從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用半實(shí)物仿真研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)能大大加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度，降低成本。本 文的目的就是利用實(shí)物實(shí)時(shí)仿真技術(shù)驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制控制用的邏輯、算法以及確定各種控制參數(shù)，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)外部物理環(huán)境來調(diào)試、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。 實(shí)物仿真系統(tǒng)的工作流程一般如下 用戶在進(jìn)行實(shí)物仿真系統(tǒng)時(shí)，一般要進(jìn)行“瀑布式”的過程：對(duì)實(shí)物系統(tǒng)進(jìn)行建模 、 進(jìn)行純數(shù)學(xué)建模 、 對(duì)模型進(jìn)行修改 、 設(shè)計(jì)定型 、 將模型中部分?jǐn)?shù)學(xué)化的模型 用實(shí)物代替作半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真 、 再修改模型進(jìn)行仿真，最后確定模型。 時(shí)仿真系統(tǒng)的基本組成與原理 半實(shí)物仿真系統(tǒng)屬于實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)。他是一種硬件在線實(shí)時(shí)技術(shù)，他把實(shí)物利用計(jì)算機(jī)接口嵌入 到軟件環(huán)境 中去，并要求系統(tǒng)的軟件和硬件都要實(shí)時(shí)運(yùn)行，從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，從而模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)一般由以下幾部分組成。 （ 1） 仿真計(jì)算機(jī) 仿真計(jì)算機(jī)是實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的核心部分，它運(yùn)行實(shí)體對(duì)象和仿真環(huán)境的模型和程序 。 一般來說，采用層次化 、 模塊化的建模法 ，將模塊化程序劃分為不同的速率塊，在仿真計(jì)算機(jī)中按速率塊實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行。 （ 2） 物理效應(yīng)設(shè)備 物理效應(yīng)設(shè)備的作用是模擬復(fù)現(xiàn)真實(shí)世間的物理環(huán)境，形成仿真環(huán)境或成為虛擬環(huán)境。物理效應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑多種多樣。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 （ 3） 接口設(shè)備 仿真計(jì)算機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)經(jīng)變換后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的物理效應(yīng)設(shè)備 。接口設(shè)備同時(shí)將操作人員或?qū)嵨锵到y(tǒng)的控制輸入信號(hào)到仿真計(jì)算機(jī)。實(shí)現(xiàn)半實(shí)物仿真。 子控制 燃 油噴射的基本原理 由內(nèi)燃機(jī)原理知，汽油和空氣必須按一定比例組成的混合氣進(jìn)入氣缸后，才能容易點(diǎn)燃和完全燃燒。理論上完全燃燒一定量的汽油所需的空氣量，可以用化學(xué)當(dāng)量比進(jìn)行計(jì)算。按質(zhì)量計(jì)，對(duì)汽油來說，空氣與汽油的比例為 1。 一般用 表示過量空氣系數(shù)，即： = 實(shí) 際 吸 入 氣 缸 的 空 氣 量理 論 汽 油 完 全 燃 燒 所 需 的 空 氣 量 =1時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)混合氣， 1稱為濃混合氣， 1稱為稀混合氣。 電 子控制汽油噴射裝置（ 就是利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的混合氣的空燃比都在規(guī)定的范圍之內(nèi)?？刂破骶C合各種不同傳感器送來的信息作出判斷，控制噴嘴以一定的壓力，正確、迅速地把燃油噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管里，與吸入的空氣混合后，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，同時(shí)配合電子控制點(diǎn)火在最佳時(shí)刻點(diǎn)燃可燃混合氣。圖 圖 子控制汽油噴射的基本原理方框圖 子控制燃油噴射系統(tǒng)的組 成 電控汽油噴射系統(tǒng)主要由燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。 汽 油 泵 噴 油 嘴 壓力調(diào)節(jié)器 汽 油 箱 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 傳 感 器 控 制 器 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 1、 燃油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)的作用是將燃油從油箱中吸出，經(jīng)過加壓濾清后由噴 油 嘴向發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中噴射。主要由汽油箱、汽油濾清器、電動(dòng)汽油泵、壓力調(diào)節(jié)器、電磁噴油器等組成。 汽油在電動(dòng)汽油泵的壓力作用下從油箱中泵出，再經(jīng)濾清器除去氧 化鐵、粉塵等固體夾雜物 后由燃油管輸送到 壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)油壓，使燃油壓力始終高于進(jìn)氣管壓力約 后經(jīng)汽油分配管送給各缸 電磁噴油器 ， 電磁噴油器 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的指令將汽油適時(shí)地噴入進(jìn)氣管中。 2、 空氣供給 系統(tǒng) 空氣供給系統(tǒng)的任務(wù)是按發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的需要，適時(shí)地提供足夠的空氣，并測(cè)量進(jìn)入氣缸的空氣量。空氣量是由電控單元通過進(jìn)氣壓力傳感器測(cè)出的壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)出的曲軸轉(zhuǎn)速計(jì)算求得。它主要由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門控制單元、進(jìn)氣歧管等組成。 發(fā)動(dòng)機(jī)從外界吸入的空氣，經(jīng)空氣濾清器除去雜質(zhì)后，再由節(jié)氣門根據(jù)相關(guān)工況對(duì)其進(jìn)氣量進(jìn)行控制，將足夠的空氣量通過進(jìn)氣歧管與燃油混合后或直接送入發(fā)動(dòng)機(jī)。 3、 控制系統(tǒng)的組成和控制原理 控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和車輛運(yùn)行狀況確定汽油的最佳噴射量和噴射時(shí)刻，使發(fā)動(dòng)機(jī)即 可獲得較大的動(dòng)力，又可具備良好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)又能滿足排放的要求。該系統(tǒng)主要由 感器和執(zhí)行器組成。 基本結(jié)構(gòu)如圖 圖 控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 電子控制單元是電子控制系統(tǒng)的核心部件，它主要由輸入回路、 A/D 轉(zhuǎn)換器、微型計(jì)算機(jī)和輸出回路等四部分組成。其基本功能如下： （） 給傳感器提供基準(zhǔn)電壓，將所需輸出的信息轉(zhuǎn)變成控制單元所能接受的信傳感器 模 擬 信 號(hào) 數(shù) 字 信 號(hào) 輸入信號(hào) 輸入信號(hào) 轉(zhuǎn)換器 輸出回路 I/O 存儲(chǔ)器 行器 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 號(hào)； （） 接受傳感器或其他裝置輸入的各種信息； （） 進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處 理信息；存儲(chǔ)該車的特征參數(shù)；計(jì)算出輸出值；存儲(chǔ)運(yùn)算中的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)故障信息； （） 運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值，并將輸出信息與標(biāo)準(zhǔn)值比較； （） 輸出執(zhí)行命令，把弱信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)的執(zhí)行命令； （） 自我修正、自我保護(hù)和自診斷功能； 微機(jī)利用數(shù)字控制，能在較短的時(shí)間內(nèi)處理很多信號(hào)，且具有上述功能，能夠進(jìn)行高精度的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。 進(jìn)氣溫度傳感器：它是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電阻，即溫度升高阻值下降。它安裝于進(jìn)氣管道上，是檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣的溫度的傳感器。 由于吸入空氣溫度的變化會(huì)引起空氣密度發(fā)生變化，因此需要進(jìn)行燃油噴 射量修 正。將進(jìn)氣溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，送給控制單元，用于各種控制功能的修正。如果該信號(hào)中斷，控制單元將啟用一個(gè)替代值，但不能準(zhǔn)確感知進(jìn)氣溫度，會(huì)導(dǎo)致熱啟動(dòng)困難，排放升高等故障。 冷卻水溫傳感器也是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)電阻，它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器處，直接與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水接觸。 溫度越低阻值越大 ，并 將冷卻液溫度的高低，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，輸出給電控單元，從而控制供油加濃量 、點(diǎn)火正時(shí)和怠速轉(zhuǎn)速。該信號(hào)是一個(gè)較重要的修正信號(hào)，如果該信號(hào)中斷，控制單元將啟用一個(gè)替代值，但不能準(zhǔn)確感知冷卻水溫度，將會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)冷熱啟動(dòng)困難、油耗增加、怠速自 適應(yīng)差、排放升高等故障。 空氣流量計(jì)：空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間，用來精確地測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量的多少，作為決定基本噴油量的參數(shù)，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳的空燃比。根據(jù)測(cè)量原理不同，可分為葉片式、卡門渦流式、熱線式和熱膜式等幾種。當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、油耗增加等故障。 節(jié)氣門位置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，是檢測(cè)節(jié)氣門開度的傳感器，有線性輸出型和開關(guān)量輸出型兩種形式。它把節(jié)氣門打開的角度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到 節(jié)氣門不同開度下進(jìn)行油量 控制，怠速觸點(diǎn)信號(hào)用于斷油控制和點(diǎn)火提前角的修正。 氧傳感器：氧傳感器安裝在三元轉(zhuǎn)化器前面和排氣支管或排器管內(nèi)，用來檢測(cè)排氣中的氧含量，以確定實(shí)際空燃比與理論空燃比相比是稀還是濃，并向 饋相應(yīng)的電壓信號(hào)， 制噴油量的增加或減少，從而實(shí)現(xiàn)空燃比反饋控制。癢傳感器有氧化鋯和氧化鈦兩種，當(dāng)它出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放會(huì)增加。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 執(zhí)行器有主繼電器和短路繼電器，用來控制系統(tǒng)和燃油泵的電源。 火系的組成及原理 現(xiàn)代汽車中的普遍使用了電子點(diǎn)火系統(tǒng)，使點(diǎn)火時(shí)間的控制精度和可靠性發(fā)生了巨大的變化 。電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要有三大部分組成：檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的傳感器；處理信號(hào)并發(fā)出工作指令的 行 令的執(zhí)行器，包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等等。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間，各種傳感器分別將每瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置和轉(zhuǎn)速、負(fù)荷（進(jìn)氣歧管壓力）以及冷卻水溫度等工況信號(hào)輸入 。 據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，在存儲(chǔ)器 檢查到與發(fā)動(dòng)機(jī)所處工況下對(duì)應(yīng)的最佳基本點(diǎn)火提前角和初級(jí)線圈通電時(shí)間（閉合角），并根據(jù)冷卻水溫度等信號(hào)查出相應(yīng)的點(diǎn)火提前角修正值。據(jù)此，由 根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角和曲軸位置 傳感器判別出曲軸位置、轉(zhuǎn)角及第幾缸處于壓縮上止點(diǎn)，向點(diǎn)火器發(fā)送點(diǎn)火正時(shí)信號(hào)，按所需的通電時(shí)間，先控制功率三極管接通點(diǎn)火線圈電路，經(jīng)一段最佳通電時(shí)間，使一次電流達(dá)到飽和后，再切斷初級(jí)線圈電路，在次極線圈中感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，直接送往相應(yīng)的火花塞，點(diǎn)燃混合氣。 在點(diǎn)火控制系統(tǒng)中，采用爆震傳感器來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有無(wú)爆燃現(xiàn)象，并將信號(hào)送入發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元，從而對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的閉環(huán)控制，有效地抑制了發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃現(xiàn)象的發(fā)生。 障診斷原理 電子控制系統(tǒng)正常工作時(shí)， 入、輸出信號(hào)的電平都是在規(guī) 定的范圍內(nèi)變動(dòng)。當(dāng)某信號(hào)一段時(shí)間內(nèi)不變化或超出規(guī)定范圍時(shí)，故障自診斷系統(tǒng)就會(huì)判定為該信號(hào)的元件或電路出現(xiàn)故障， 并把這一故障以代碼的形式存入內(nèi)部存儲(chǔ)器，同時(shí)點(diǎn)亮儀表盤上的故障指示燈 。 感器的故障診斷 各種傳感器正常工作時(shí)，其輸入 當(dāng)某一傳感器電路出現(xiàn)超出規(guī)定的信號(hào)時(shí)， 判定為該電路或傳感器信號(hào)發(fā)生故障。例如冷卻液溫度信號(hào)，當(dāng)傳感器值異?；虿荒茏R(shí)別時(shí)， 可判定冷卻液溫度傳感器出現(xiàn)故障。冷卻液溫度傳感器正常工作時(shí)，其輸出電壓值在 間變 化；如果輸出電壓低于 當(dāng)于冷卻液溫度高于 139 ）或高于 當(dāng)于冷卻液溫度低于 ）， 判定為冷卻液溫度購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 傳感器短路或斷路。 行器的故障診斷 執(zhí)行器發(fā)出指令信號(hào)，如果沒有來自執(zhí)行器的信號(hào)信息，則顯示執(zhí)行器故障。因此，在故障診斷時(shí)，常需要增加專用回路來監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的工作信息。例如：當(dāng)點(diǎn)火回路中的大功率晶體管不能正常工作時(shí)，點(diǎn)火器內(nèi)的點(diǎn)火監(jiān)視器回路就不能把大功率晶體管正常工作信號(hào)輸送給控制發(fā)動(dòng)機(jī)的 果 不到點(diǎn)火器的監(jiān)控信號(hào)， 就判定點(diǎn)火系發(fā)生故障。此時(shí)， 噴油器停止燃油噴射。 如果由于某種原因偶爾出現(xiàn)一次不正常信號(hào)， 不會(huì)判定為故障。只有當(dāng)不正常的信號(hào)持續(xù)一定時(shí)間或多次出現(xiàn)時(shí)， 路故障診斷 故障信號(hào)的出現(xiàn)，不僅與傳感器或執(zhí)行器本身有關(guān)，還可能與出現(xiàn)故障的整個(gè)電路有關(guān)，而 故障診斷系統(tǒng)判定故障時(shí)，只是提供了故障的性質(zhì)和范圍，要最后確定故障的原因，還應(yīng)進(jìn)一步檢查配線、插頭、 相關(guān)元件，才能準(zhǔn)確地找到出現(xiàn)故障的具體位置，從而排除故障。 實(shí)物仿真系統(tǒng) 的功能 要求 為了實(shí)現(xiàn)方便教學(xué)以及汽車電腦檢測(cè)等目的，本 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求： （ 1） 電子控制方面，利用單片機(jī)模擬各種傳感器信號(hào)取代傳感器所反饋的信號(hào)來控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作。 （ 2） 可以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射、電子點(diǎn)火，以滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。 （ 3） 系統(tǒng) 要設(shè)置一塊轉(zhuǎn)接板，通過轉(zhuǎn)接板可以與同一車系不同車型的電腦連接，從而檢測(cè)汽車電腦工作是否正常。 （ 4） 系統(tǒng) 應(yīng)有一個(gè)故障診斷端 口 ，通過與發(fā)動(dòng)機(jī)故障分析儀連接，可以測(cè)出各傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)流，而且可以讀取 障碼，從而排除故障。 實(shí)物仿真 系統(tǒng) 的工作原理及 過程 在 系統(tǒng) 使用前，先將從單片機(jī)芯片輸出的傳感器模擬信號(hào)輸出端子與跳線接口的輸入端接好，再把所要檢測(cè)的汽車電腦的輸入口與轉(zhuǎn)接板上相應(yīng)的輸出口相接。啟動(dòng)電源，根據(jù)需要來操作不同的功能開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)或檢測(cè)汽車電腦工作情況的要求。 （ 1） 模擬發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射、電子點(diǎn)火，以滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。 當(dāng) 半實(shí)物仿真系統(tǒng) 作為教學(xué)演示使用時(shí)，應(yīng)該把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、控制精確的汽車電購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 腦接入 系統(tǒng) 。它的輸入端和輸出端分別與轉(zhuǎn)接板和執(zhí)行器相連。然后接通電源，通過操作面板上的功能開關(guān)控制執(zhí)行器的各工況下的工作。 接通 電源前，把操作面板上的各控制開關(guān)置于空擋位置。當(dāng)接通電源時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，程序進(jìn)行初始化，此時(shí)，操作面板上轉(zhuǎn)速顯示數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速為800r/怠速工況下的轉(zhuǎn)速。同時(shí)，在 系統(tǒng)的 演示功能區(qū)里，噴油器噴油和火花塞開始演示。當(dāng)把操作面板上轉(zhuǎn)速控制開關(guān)置于增擋位置時(shí)，數(shù)碼管顯示的轉(zhuǎn)速會(huì)每隔 2秒鐘會(huì)自動(dòng)增加 50轉(zhuǎn)，而噴油器和火花塞的工作速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加逐漸加快，當(dāng)數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速為 3500r/ 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速便不再增加。相應(yīng)地，執(zhí)行器也對(duì)應(yīng)于最高轉(zhuǎn)速工作；相反，當(dāng)置轉(zhuǎn)速控制 開關(guān)于減擋位置時(shí)，數(shù)碼管顯示的轉(zhuǎn)速會(huì)每隔 2秒鐘會(huì)自動(dòng)減少 50轉(zhuǎn)，噴油器和火花塞的工作速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的減少逐漸減緩，當(dāng)數(shù)碼管上顯示轉(zhuǎn)速為 600r/ 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速便不再減少。相應(yīng)地，執(zhí)行器也對(duì)應(yīng)于最低轉(zhuǎn)速工作。在轉(zhuǎn)速增加或減少的過程中，如果把轉(zhuǎn)速控制開關(guān)置于空擋位置時(shí)，那么實(shí)驗(yàn)臺(tái)將會(huì)在當(dāng)前轉(zhuǎn)速工況下工作。如果按下操作面板上轉(zhuǎn)速?gòu)?fù)位鍵時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)執(zhí)行器就回到怠速工況，隨后再根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)繼續(xù)工作。同樣，在操作面板上還有進(jìn)氣溫度控制開關(guān)和水溫控制開關(guān)，當(dāng)它們工作時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將會(huì)對(duì)應(yīng)于不同的進(jìn) 氣溫度和水溫進(jìn)行不同工況下的工作。 執(zhí)行器在工作時(shí)，可以用專用儀器接在故障診斷端子上讀取各信號(hào)數(shù)據(jù)流，對(duì)汽車電腦的工作進(jìn)行分析，從而就可以對(duì)汽車電子控制系統(tǒng)進(jìn)行更深入的研究。 章小結(jié) 本章主要闡述 驗(yàn)臺(tái)的基本原理，明細(xì)的講解了車用主要傳感器工作原理和控制過程。從理論上來分析故障發(fā)生的位置和機(jī)理，提出了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能要求，對(duì)以后設(shè)計(jì)任務(wù)的切實(shí)開展有明確的指導(dǎo)作用。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 3章 大眾半實(shí)物仿真系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 體方案的確定 驗(yàn)臺(tái)車型選擇 在選擇設(shè)計(jì)參照車型時(shí)應(yīng)充分考慮它的代表性，在中國(guó)目前的家庭用車中 ,德國(guó)大眾公司的捷達(dá)車系占有很大的比例 ,而捷達(dá)車系的發(fā)動(dòng)機(jī)由于采用了五閥電噴這一世界領(lǐng)先技術(shù) ,它的 采用雙頂置凸輪軸，充氣效率大大提高 , 同為 排量，單缸 5氣閥比單缸 2 氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)的功率從 53高到 74為設(shè)計(jì)就是要體現(xiàn)理論進(jìn)步的成果，在今后的幾年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不至于過早的被淘汰。為了使同學(xué)對(duì)汽車有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，所以選擇捷達(dá)車系的捷達(dá)王為參考車型，設(shè)計(jì)故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 為了保證實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有 鮮明的教學(xué)特色以及更好地為汽車工程相關(guān)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)服務(wù)。提高學(xué)生的工程實(shí)踐動(dòng)手能力，擬選用捷達(dá) 參考車型。捷達(dá)轎車是大眾汽車有限公司采用德國(guó)大眾公司的先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的中級(jí)汽車，該車型設(shè)計(jì)先進(jìn)、選材精良、工藝一流，與同級(jí)車型比較，其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性及舒適性均為上乘，在中國(guó)的汽車行業(yè)中，有著很大的市場(chǎng)。一汽 大眾汽車有限公司運(yùn)用當(dāng)今德國(guó)頂尖發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)，批量生產(chǎn) 20閥電控多點(diǎn)噴射汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，并配以創(chuàng)新的雙頂置凸輪軸，安裝匹配于 、 捷達(dá)轎車上。多點(diǎn)燃油噴射技術(shù)的應(yīng)用，使燃油得到最充分的燃 燒，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放性能都得到極大提高。 驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 按照該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能要求可以知道，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)上需安裝的主要硬件設(shè)備有 油裝置、點(diǎn)火裝置、系統(tǒng)電源、汽車 制面板等其他附屬件。其中控制面板上安裝 診斷 端 子 、各種傳感器等。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸主要由點(diǎn)火和噴油裝置、 慮到在教學(xué)實(shí)驗(yàn)或汽車維修過程中學(xué)生或維修人員大都采用站立的姿勢(shì)操作故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，且為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)用性，操作方便、易于觀察，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)成三維一體結(jié)構(gòu)。這在使用過 程中將平視噴油和點(diǎn)火的演示，俯視控制面板，且控制面板與水平面成一定角度斜置。按照人機(jī)工程學(xué)的原理，人站立時(shí)的最佳垂直觀察視野值大約為水平線以下 65度，所以可以將控制面板設(shè)計(jì)成與水平面成大約 25度角安裝，修正為 30度。購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 此外，在使用過程中考慮到它移動(dòng)的方便，可以在臺(tái)架底面安裝轉(zhuǎn)向輪。 驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)校核 通過上面對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)，可以知道實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總重量主要由三部分組成：即顯示器的重量約 5機(jī)重量約 15架自重約 70他部分大約為 25臺(tái)架總重大約為 110架由四個(gè)轉(zhuǎn)向 輪支撐，將四個(gè)支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)化為兩根簡(jiǎn)支梁上各兩個(gè)約束點(diǎn)，這兩根簡(jiǎn)支梁分別承受 55均布載荷 P。 圖 驗(yàn)臺(tái)臺(tái)受力分析 對(duì)其進(jìn)行受力分析， 所得到的剪力圖 分別如圖 圖 力 受力較核： 1 求支座的約束力 載荷及支座約束力的對(duì)稱性可知 21 （ y x P X L 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 ( )圖 矩 M(X)圖 2 求任意截面上的內(nèi)力 設(shè)所求危險(xiǎn)截面距支座 ，由平衡條件可得 0 則： ) = 0 （ 0 則： 21M(X) 0 （ 將（ 入（ 得： ) 1 （ 0 X L） （ 將（ 入（ 得： M(X) 111 （ 因?yàn)?,彎曲應(yīng)力的最大之發(fā)生在彎矩最大點(diǎn) ,求彎矩的最大值求 M(X)的最大值 。所以由 （ 入相關(guān)數(shù)據(jù)可得： 當(dāng)時(shí) X = 21L m 橫截面上的最大正應(yīng)力公式為 ： （ 其中 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 由于該支撐輪處的制作材料選用的是 45號(hào)鋼板制成。根據(jù)型鋼表可以查得： 3633 則 M p / 6m a xm a x 參考資料查得， 該鋼板的許用拉應(yīng)力為 t許用壓應(yīng)力為 c由受力圖可知該支撐架只承受壓應(yīng)力，因此，此時(shí)無(wú)需對(duì)拉應(yīng)力進(jìn)行校核只需對(duì)壓應(yīng)力進(jìn)行校核即 可。 由于 所以該支撐架符合要求，所選材料合格。 驗(yàn)臺(tái)的制作 架的焊接 根據(jù) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)所用的器材部件 確定出試驗(yàn)臺(tái)臺(tái)架各邊尺寸，在制做過程中要將框架的各邊按照所設(shè)定的進(jìn)行選材，根據(jù)校核，我們選擇 45#碳素鋼材作為實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的基礎(chǔ)材料，采用焊接技術(shù)進(jìn)行連接。我們將選好的材料按實(shí)際設(shè)計(jì)的尺寸進(jìn)行選截，由于理論的設(shè)計(jì)尺寸，和現(xiàn)實(shí)中制作的誤差，在截取后還要進(jìn)行尺寸測(cè)量，對(duì)不符合要求的要采取適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行校準(zhǔn)，以滿足制作的需要。在整個(gè)焊接過程中要遵循由簡(jiǎn)入煩、由外到內(nèi)、由下至上的原則進(jìn)行。 將鋼料截好之后，按由下到上的順序?qū)⒏鬟吅附釉谝黄穑聪葘⑾碌孛娴母鬟吅附釉谝黄鹬?，再焊接四根立柱，最后焊接上部橫梁。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架各主邊焊接完了后，我們要在框架主邊上焊接或用螺栓連接一些小的部件，用來固定 面板。 制面板的制作 1、 材料的選擇 實(shí)驗(yàn)臺(tái)有一塊控制面板，用來顯示和操作。為了與臺(tái)架更好的連接，選擇與臺(tái)架一樣的材料即 45號(hào)薄鋼板。 2、 尺寸的確定 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 為了使實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體布局合理、美觀，所以使控制板的長(zhǎng)度以框架的長(zhǎng)度保持一致 ，同時(shí)又考慮到安裝在控制板上的各組 件的大小及尺寸和 方便操作員的實(shí)際操作，操作面板的高度要適當(dāng)。 3、 控制面板的布置 考慮到控制板上的布局美觀和線束的簡(jiǎn)潔和縮短線束的距離，因此我們按照接線方式和連接形式來確定各組件的安裝位置。在操作板上左側(cè)是顯示器，右側(cè)下方是各種控制開關(guān)和傳感器 。 件的安裝 1、 在上面我們已經(jīng)將各組件的位置確定了，并且使各組件間保持了一定的間隙，先將各組件在控制板上的位置用鉛筆畫出他們具體的位置，之后，在畫出的組件的位置上用做出是組件固定在控制板上的螺紋孔。然后把各個(gè)器件依次用螺栓固定在面板上。 2、 把面板組放在 臺(tái)架上，用螺栓固定。 3、 連接線路和管路。 驗(yàn)臺(tái)的整體合理性 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體合理性：在實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部安裝完了后，由于控制板上各組件的連接造成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)線路的混亂，為了避免實(shí)驗(yàn)時(shí)線路損壞和實(shí)驗(yàn)臺(tái)布線的合理性，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)的線路按其分布捆成線束，以線束的方式固定，這樣就避免了實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)線路的混亂，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體布局合理。同時(shí)為了使實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體看起來美觀，將實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架刷上油漆，就使實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體看起來整齊美觀了。因?yàn)?，控制板我們選用的是膠合板因此就不可避免的存在邊緣的不整齊和毛邊，為了使控制板美觀，將控制面板半邊用裝 飾條包上，這樣就使控制板看起來美觀了 。 件的選擇與安裝 驗(yàn)臺(tái)主要部件的選擇 1、 微機(jī)的選擇：本實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要功能是進(jìn)行點(diǎn)火和噴油的教學(xué)演示和故障診斷， 通過微機(jī)系統(tǒng)輸出相關(guān)的診斷結(jié)果。 一般的個(gè)人電腦都能滿足要求。 2、 顯示器主要用來顯示轉(zhuǎn)速的變化，普通的 8位就可以； 3、 電位器：控制精度要求達(dá)到 4、 單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制中樞，所有模擬信號(hào)的接收和輸出的發(fā)送都是由它控制，因此要求單片機(jī)控制精度高，傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 低功耗、高性能 8位 89其內(nèi)部增加了閃速可電改寫的存儲(chǔ)器給單片機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用帶來了很大的方便，且芯片價(jià)格非常便宜，近年來的到了廣泛的應(yīng)用； 5、 點(diǎn)火系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)：故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)是以大眾捷達(dá)為參考所設(shè)計(jì)的，因此可以選用原車配件； 6、 電源：要求電壓穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。 驗(yàn)臺(tái)電路設(shè)計(jì) 內(nèi)部電路中包含有一個(gè)按鍵復(fù)位電路和一個(gè)扳鍵開關(guān)，采用 12振。其中，按鍵復(fù)位電路中有 1000 歐和 8200 歐電阻各一個(gè)，一個(gè) 10 微法電容；兩個(gè) 30 皮法起振電容。電路使用 +5V 電源。按照下面電路圖 接 好電路。 圖 部電路圖 章小結(jié) 半實(shí)物仿真系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)是該設(shè)計(jì)的主體部分，詳細(xì)闡述了其總體方案的確定，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了必要的受力校核，以及相關(guān)重要電器元件的選擇，控制面板的布置。這是下一步進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，電器元件的好壞將影響到軟 系統(tǒng) 調(diào)試與運(yùn)行。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 第 4章 仿真系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 據(jù)流的采集 要能夠比較精確地模擬 發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器的信號(hào)，就需要從所選發(fā)動(dòng)機(jī)上采集所需的大量的數(shù)據(jù)流，通過數(shù)據(jù)流的分析來確定各傳感器信號(hào)的特點(diǎn)，利用奇特點(diǎn)編制出相應(yīng)的控制信號(hào)源程序，從而能控制信號(hào)的精度。 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)流的采集使用了“奧迪大眾 5051B”電腦診斷工具，該電腦診斷系統(tǒng)是一個(gè)用計(jì)算機(jī)對(duì)汽車進(jìn)行檢測(cè)、診斷、編碼等為一體的診斷設(shè)備。將它安裝在微機(jī)上，利用數(shù)據(jù)傳輸線、適配器與車載接口連接后，就可以運(yùn)行。該系統(tǒng)適用于大眾 /奧迪 /斯克達(dá)等車型，完全可以取代 552，并且有些功能已經(jīng)超過552，近似于 原廠的 可以利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷地升級(jí)更新。 該系統(tǒng)除了具備 552 所有功能外還有如下特點(diǎn)： 、 通過計(jì)算機(jī)屏幕顯示，避免了類似像 552 的繁瑣操作，很多控制已經(jīng)集中成按鈕放在一個(gè)頁(yè)面上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可完成操作，使用非常簡(jiǎn)便。 、 為配合使用維修手冊(cè)，本軟件幾乎所有控制按鈕旁都增加了操作的號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與 552的兼容。 、 在本系統(tǒng)的適配器上增加了指示 K/L 線的紅色發(fā)光二極管和指示控制模塊通信狀態(tài)的綠色發(fā)光二極管，根據(jù)發(fā)光管的閃爍，用戶能很快 判斷計(jì)算機(jī)與適配器、適配器與車上控制模塊之間的工作是否正常。 、 增加了車輛與計(jì)算機(jī)之間的送話系統(tǒng)，解決了因測(cè)試電纜加長(zhǎng)后講話不便的問題。 、 獨(dú)特的 K/何錯(cuò)誤接線都不會(huì)損壞適配器。 在采集數(shù)據(jù)流時(shí)，先將儀器與發(fā)動(dòng)機(jī)診斷端子接好，再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，然后輸入所要測(cè)信號(hào)的通道號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在水溫達(dá)到正常即 80時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，會(huì)自動(dòng)記錄一次。用手拉動(dòng)節(jié)氣門拉索，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牡∷倨鹁徛齽蛩俚卦黾拥?3500r/右，這樣反復(fù)多次采集，就可以得到比較準(zhǔn)確的發(fā)動(dòng)機(jī)的各種信號(hào)數(shù) 據(jù) 。 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 據(jù)流的分析 從所得的數(shù)據(jù)流可以看出，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍為 800r/920r/時(shí)，各傳感器信號(hào)都比較穩(wěn)定；隨著轉(zhuǎn)速的不斷增加，傳感器信號(hào)開始變化。轉(zhuǎn)速越高，在相同時(shí)間內(nèi)，曲軸相應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度越大，且如果混合氣的燃燒速率不變，最佳點(diǎn)火提前角則應(yīng)呈線性增加。而在實(shí)際過程中轉(zhuǎn)速升高時(shí)，由于混合氣的壓力和溫度的升高以及擾流的增加，使燃燒速率隨之加快，故最佳點(diǎn)火提前角應(yīng)隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高而增大，但不是線性關(guān)系。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大，無(wú)論是空氣流量計(jì)還是進(jìn)氣歧管壓力傳 感器，都不能精確測(cè)量進(jìn)氣量。因此，啟動(dòng)時(shí)， 般不根據(jù)吸入的空氣質(zhì)量來計(jì)算噴油時(shí)間，而是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的實(shí)際溫度由 存儲(chǔ)的水溫 噴油時(shí)間圖查出基本噴油脈寬，然后再根據(jù)進(jìn)氣溫度信號(hào)和蓄電池電壓信號(hào)，進(jìn)行進(jìn)氣溫度修正和蓄電池電壓修正，以此得到啟動(dòng)時(shí)的噴油脈寬。 根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)，可以作出點(diǎn)火提前角、空氣質(zhì)量流量、噴油時(shí)間、節(jié)氣門開度、氧傳感器電壓分別和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖曲線。 （ 1） 點(diǎn)火提前角與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線如圖 圖 火提前角與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線 （ 2） 空 氣質(zhì) 量流量 與發(fā)動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速的 關(guān) 系曲 線如圖 購(gòu)買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 圖 氣質(zhì)量流量與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線 （ 3） 節(jié)氣門開度與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線如圖 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 r / m i 300 1600 2100 2600 3100 35003300 r/80024002 . 233 . 53 . 94 . 34 . 85 . 66 . 16 . 97 . 88 . 7101 1 . 715圖 氣門開度與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線 （ 4） 噴油時(shí)間與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)