發(fā)動機部件和燃油燃燒特性的研究離不開相應的試驗裝置,而測試系統(tǒng)是保證試驗成功的關鍵,其中,人機交互界面友好、容錯性和可靠性高的測控軟件起著重要的作用。本文針對活塞環(huán)組摩擦力測量和定容燃燒彈試驗的基本要求,分別搭建或開發(fā)測控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),并基于LabVIEW開發(fā)環(huán)境設計相應的測控軟件,研究內容具有重要的現實意義和實用價值。主要研究內容包括:（1）活塞環(huán)組摩擦力數據采集系統(tǒng)設計。利用曲軸位置傳感器、電荷放大器、同步采集卡、計算機組建硬件平臺,開發(fā)上位機數據采集軟件,配合發(fā)動機試驗臺測試系統(tǒng)進行試驗,確定不同曲軸轉角下活塞環(huán)與缸套摩擦力關系,為進一步降低摩擦損失、提升發(fā)動機性能提供數據支撐。（2）定容燃燒彈試驗測控系統(tǒng)設計。采用上、下位機協(xié)調工作方式,基于MC9S12XEP100微控制器,設計控制器硬件和相應的嵌入式系統(tǒng)軟件,實現點火與時序控制、高速攝像機觸發(fā)控制、燃燒彈內壓力采集和火焰圖像采集等功能。同時,人機界面交互軟件具備數字通信、狀態(tài)參數配置、狀態(tài)顯示、圖像顯示、數據顯示與回放、故障預警等功能。（3）為明確系統(tǒng)設計的可靠性與可行性,在實驗室開展了模擬試驗分析,發(fā)現整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

浮動裝置結構圖

與冷卻水的密封層，環(huán)座上端設計有火焰凸臺，能夠防止火焰噴出。氣缸墊的內徑增加后達到與環(huán)座擋火焰凸臺相同尺寸，在具有氣缸蓋燃氣密封工作的基礎上，還能夠始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，不會對缸套軸向浮動產生任何干擾。氣壓平衡孔是燃氣到達缸套軸內的主要通道，集體上端增加的四個通孔為頂桿座的固定孔。缸套下部斷面上的若干個圓形孔中均安裝有鋼珠，通過與集體的對接，形成軸承的整體結構，為缸套輸出徑向力，并起到一定的支撐作用，缸套在安裝到機體上之后，采用螺栓進行固定。1.缸套2.傳感器支座3.安裝窗口4.傳感器5.機體圖2.2傳感器的安裝示意圖Figure2.2Installationdiagramofthesensor測試設備裝置中采用了兩個拉壓傳感器，在周向上以均勻的間隔距離安裝在氣缸套的下端面中，不僅能夠減少高溫燃燒氣體產生的影響，還能夠避免缸套出現變形問題，且拆卸與安裝非常方便。上下支撐均是由兩個獨立的螺釘固定在傳感器兩側，一側位于缸套外部，另一側位于機體內部，兩個拉壓傳感器安裝與預設的缸體凹槽中，通過屏蔽線接入電荷放大器，信號經過放大整形之后使用采集卡采集，再顯示在上位控制界面。拉壓傳感器具體安裝方式和位置如圖2.2所示。本文在研究中設計的浮動缸套單缸柴油機無論是功能還是結構均與專用的試驗機存在較大差異，通過對特定立式單缸水冷柴油機的結構優(yōu)化設計，即可使其在模擬工作中發(fā)揮出與真實狀態(tài)相同的性能。

合肥工業(yè)大學專業(yè)碩士學位論文82.2采集系統(tǒng)構成在數據采集系統(tǒng)的設計中，本文為其配置了拉壓力傳感器、標定組件、電荷增益器、曲軸轉角信號發(fā)生器、信號采集卡、工況控制器、功率檢測器、試驗臺架、測試系統(tǒng)等。數據采集系統(tǒng)具有動態(tài)的數據采集和分析功能，可動態(tài)測量發(fā)動機轉速參數與符合參數。采集到的信號來自于兩側線路，電荷放大器的輸出電壓在0～5V之間。在數據的采集方面主要采用了轉向角同步采集機制，曲軸轉角與信號發(fā)生器并聯(lián)，編碼器可進行光電信號的處理和編輯，最大轉角分辨率為1°CA，發(fā)動機每完成一圈轉動生成的脈沖信號數量為360個。發(fā)動機在工況狀態(tài)下的轉速最大值為2600r/min，信號最高頻率為15.6kHz。數據模塊的在工況狀態(tài)下的最高采樣頻率為20kHz，A/D轉換器的最大位數為24位，最小位數為16位，電壓輸入范圍可基于需求在0~±10V的范圍內進行選擇。數據采集系統(tǒng)的整體架構見圖2.3所示。設備型號如表2.1所示。圖2.3數據采集系統(tǒng)結構圖Figure2.3Dataacquisitionsystemstructurediagram表2.1采集系統(tǒng)設備選型表Table1Selectiontableofacquisitionsystemequipment2.2.1傳感器和電荷放大器本文在測試臺架的傳感器選擇方面，主要以兩方面為參考：第一，活塞環(huán)與缸套之間的摩擦力會按照缸套軸向上的作用力引發(fā)缸套位移，但位移量非常小，因此，需要采用靈敏度較高的傳感器；第二，機體與氣缸套之間的空間較小，應試驗設備采集卡拉壓傳感器電荷放大器編碼器開關電源型號NI-DAQ6223L2002TZXY8102ADBS36EYAD3-0524-WI

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種降摩擦技術在發(fā)動機上的應用[J]. 馬亞壇.  時代汽車. 2018(11)
[2]活塞環(huán)組摩擦力在線檢測方法及結構參數研究[J]. 鄭文龍,趙小勇,王星,余建.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2018(05)
[3]缸套-活塞環(huán)摩擦學性能模擬實驗研究[J]. 侯獻軍,陳必成,蔡清平,Mohamed Kamal Ahmed Ali,彭輔明.  潤滑與密封. 2017(03)
[4]基于LabVIEW的定容彈壓力采集系統(tǒng)設計[J]. 史程,王騰.  汽車實用技術. 2016(05)
[5]噴霧燃油試驗臺定容彈設計[J]. 徐威,朱必武,羅浩.  汽車實用技術. 2015(05)
[6]基于集合經驗模式分解的汽油機爆震特征提取[J]. 李寧,楊建國,周瑞.  機械工程學報. 2015(02)
[7]電控EGR臺架試驗設計與應用[J]. 蘇棟,龔元明,李朝陽,于吉寅.  上海工程技術大學學報. 2013(03)
[8]基于LabVIEW的發(fā)動機測試系統(tǒng)設計[J]. 何永艷.  測控技術. 2011(09)
[9]定容燃燒彈的點火及時序控制[J]. 汪炳昌.  中國水運(下半月刊). 2011(01)
[10]基于事件的電噴汽油機噴油點火時序控制策略研究[J]. 姚棟偉,吳鋒,周重光,蘇萬檣,俞小莉.  內燃機工程. 2009(06)

博士論文
[1]內燃機活塞—缸套系統(tǒng)低摩擦技術應用及摩擦力測量方法研究[D]. 寧李譜.上海交通大學 2014

碩士論文
[1]活塞—缸套動態(tài)潤滑建模及摩擦測量研究[D]. 鹿星晨.太原理工大學 2018
[2]基于LabVIEW的GDI燃油壓力傳感器檢測系統(tǒng)研究[D]. 郭瑋.長安大學 2018
[3]發(fā)動機部分零部件試驗測試系統(tǒng)[D]. 付中偉.合肥工業(yè)大學 2018
[4]基于LabVIEW的數字信號調制識別[D]. 李蒙蒙.北京郵電大學 2018
[5]定容燃燒彈及其數據采集和控制系統(tǒng)的設計[D]. 周旋.浙江大學 2017
[6]基于LabVIEW的液壓泵上位機測控系統(tǒng)設計與應用[D]. 田洪興.湖南大學 2018
[7]發(fā)動機附件加載試驗裝置測控系統(tǒng)的研制[D]. 牟一今.合肥工業(yè)大學 2016
[8]定容燃燒試驗臺測控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 齊楠.哈爾濱工程大學 2015
[9]基于LabVLEW的通用數據采集系統(tǒng)的設計[D]. 袁浩東.西南交通大學 2015
[10]基于LabVIEW的電子節(jié)氣門虛擬試驗臺的設計及試驗研究[D]. 徐久師.南京林業(yè)大學 2014



本文編號：3123836