本實(shí)用新型屬于車輛工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性進(jìn)行研究，是車輛工程領(lǐng)域進(jìn)行學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通常研究學(xué)習(xí)時(shí)，需要針對(duì)已有的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物進(jìn)行研究，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)物進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。這種研究方式過程繁瑣，效率低，且完成的周期也非常長(zhǎng)，還需耗費(fèi)大量的人力和資金。

現(xiàn)階段也有使用仿真模擬技術(shù)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特性進(jìn)行研究的，但模擬可選擇的參數(shù)范圍較窄，不能夠適應(yīng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)測(cè)試分析的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物進(jìn)行研究效率低、周期長(zhǎng)且需大量資金及現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模擬仿真技術(shù)參數(shù)選擇范圍窄的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)，包括CPU處理器、數(shù)據(jù)采集卡和半物理仿真單元；所述半物理仿真單元表征實(shí)體發(fā)動(dòng)機(jī)；所述CPU處理器的油門信號(hào)輸出端、負(fù)載信號(hào)輸出端分別與所述數(shù)據(jù)采集卡的油門信號(hào)輸入端、負(fù)載信號(hào)輸入端連接，所述數(shù)據(jù)采集卡的油門信號(hào)輸出端、負(fù)載信號(hào)輸出端分別和所述半物理仿真單元對(duì)應(yīng)的油門信號(hào)輸入端、負(fù)載信號(hào)輸入端連接，所述半物理仿真單元的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端與所述數(shù)據(jù)采集卡的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端連接，所述 數(shù)據(jù)采集卡的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端與CPU處理器的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端連接。

優(yōu)選地，所述半物理仿真單元包含：定時(shí)芯片、排插、電阻、電位器、第一電容和第二電容；所述排插的第一插孔分別連接有所述定時(shí)芯片的復(fù)位管腳、電源管腳；所述排插的第二插孔連接有所述電阻的一端，所述電阻的另一端和所述電位器的一端連接；所述電位器的動(dòng)觸點(diǎn)和所述定時(shí)芯片的放電管腳連接，所述電位器的另一端分別連接有所述定時(shí)芯片的高觸發(fā)管腳、低觸發(fā)管腳和所述第一電容的一端；所述第一電容的另一端分別和所述定時(shí)芯片的接地管腳、所述排插的接地端、所述第二電容的一端連接；所述第二電容的另一端和所述定時(shí)芯片的控制管腳連接；所述排插的第三插孔連接有所述定時(shí)芯片的輸出管腳；所述排插的第一插孔、第二插孔、第三插孔還分別與所述數(shù)據(jù)采集卡的負(fù)載信號(hào)輸出端、油門信號(hào)輸出端、轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)連接。

優(yōu)選地，所述定時(shí)芯片采用NE555定時(shí)芯片。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集卡采用NI USB6009采集卡。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過CPU處理器、數(shù)據(jù)采集卡及定時(shí)芯片構(gòu)成的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)，可在CPU處理器內(nèi)通過軟件設(shè)置不同的油門、負(fù)載信號(hào)值，能輕松容易地對(duì)不同型號(hào)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，同時(shí)完成數(shù)據(jù)的采集、驗(yàn)證、測(cè)試和分析。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物進(jìn)行研究效率低、周期長(zhǎng)且需大量資金及現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模擬仿真技術(shù)參數(shù)選擇范圍窄的問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是圖1的半物理仿真單元的電路圖。

圖中，1、CPU處理器；2、數(shù)據(jù)采集卡；3、半物理仿真單元；4、定時(shí)芯片；5、排插；6、電阻；7、電位器；8、第一電容；9、第二電容。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)，包括CPU處理器1、數(shù)據(jù)采集卡2和表征實(shí)體發(fā)動(dòng)機(jī)的半物理仿真單元3；油門信號(hào)輸出端、負(fù)載信號(hào)輸出端分別與所述數(shù)據(jù)采集卡2的油門信號(hào)輸入端、負(fù)載信號(hào)輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡2的油門信號(hào)輸出端、負(fù)載信號(hào)輸出端分別和半物理仿真單元3的對(duì)應(yīng)的油門信號(hào)輸入端、負(fù)載信號(hào)輸入端連接，半物理仿真單元3的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集卡2的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡2的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端與CPU處理器1的轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端連接。

參照?qǐng)D2，半物理仿真單元3包含：定時(shí)芯片4、排插5、電阻6、電位器7、第一電容8和第二電容9；排插5的第一插孔S1分別連接有數(shù)據(jù)采集卡2的負(fù)載信號(hào)輸出端和定時(shí)芯片4的復(fù)位管腳R端、電源管腳VCC端；排插5的第二插孔S2連接有電阻6的一端，電阻6的另一端和電位器7的一端連接，電位器7的動(dòng)觸點(diǎn)和定時(shí)芯片4的放電管腳DE端連接，電位器7的另一端分別連接有定時(shí)芯片4的高觸發(fā)管腳THR端、低觸發(fā)管腳TRIG端和第一電容8的一端；第一電容8的另一端分別和定時(shí)芯片4的接地管腳GND端、排插5的第四插孔S4(即接地端)和第二電容9的一端連接；第二電容9的另一端和定時(shí)芯片4的控制管腳CVoL端連接；排插5的第三插孔S3連接有定時(shí)芯片4的輸出管腳Q端。排插5的第一插孔、第二插孔、第三插孔還分別與所述數(shù)據(jù)采集卡2的負(fù)載信號(hào)輸出端、油門信號(hào)輸出端、轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)連接。

其中，數(shù)據(jù)采集卡2采用NI USB6009采集卡，該采集卡具有8路模擬輸入通道，14位分辨率，12條數(shù)字I/O線，2路模擬輸出通道，1個(gè)計(jì)數(shù)器。在LabVIEW 軟件驅(qū)動(dòng)下，能夠高速完成數(shù)據(jù)的采集。

定時(shí)芯片4采用NE555定時(shí)芯片，NE555定時(shí)芯片操作電源范圍大，輸出供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載，且計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，價(jià)格便宜。

電位器7用來調(diào)整輸出頻率，電阻6起限流作用。

測(cè)試時(shí)，測(cè)試員先通過CPU處理器1中的LabVIEW軟件設(shè)定一個(gè)油門信號(hào)值和一個(gè)負(fù)載信號(hào)值。然后利用LabVIEW軟件的DAQ助手驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集卡2，將設(shè)定的油門信號(hào)值、負(fù)載信號(hào)值分別通過數(shù)據(jù)采集卡2輸入半物理仿真單元3中的定時(shí)芯片4，定時(shí)芯片4的輸出管腳Q端輸出一組代表發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的頻率給數(shù)據(jù)采集卡2，數(shù)據(jù)采集卡2再將代表轉(zhuǎn)速的頻率傳給CPU處理器1，CPU處理器1通過LabVIEW軟件生成負(fù)載、油門及轉(zhuǎn)速的特性曲線。

當(dāng)輸出的油門信號(hào)值不變時(shí)，負(fù)載信號(hào)從數(shù)據(jù)采集卡2輸出后，被加載在定時(shí)芯片4的復(fù)位管腳R端和電源管腳VCC端，影響定時(shí)芯片4的輸出狀態(tài)；負(fù)載值越大，從定時(shí)芯片4的輸出管腳Q端輸出的代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖頻率越低，則表示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越慢；負(fù)載值越小，從定時(shí)芯片4的輸出管腳輸出的脈沖頻率越高，則發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高。

油門信號(hào)從數(shù)據(jù)采集卡2輸出后，經(jīng)過電阻6和電位器7，分別和定時(shí)芯片4的高觸發(fā)管腳THR端、低觸發(fā)管腳TRIG端及第一電容8連接；從而影響第一電容8的充電時(shí)間；輸入的油門信號(hào)值越大，定時(shí)芯片4輸出的代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖頻率越高，則發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高；輸入的油門信號(hào)值越小，定時(shí)芯片4輸出的脈沖頻率越低，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。

根據(jù)本實(shí)用新型的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性測(cè)試系統(tǒng)生成的負(fù)載、油門及轉(zhuǎn)速的特性曲線，由公式：

$P_e=\frac{M_e\×n}{9550},$

$g_e=\frac{G_T}{P_e}\×{10}^3,$

可計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率值P_e和燃油消耗率為g_e，其中，M_e為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)值、G_T為油門信號(hào)值、n為轉(zhuǎn)速信號(hào)值。

本實(shí)用新型通過由CPU處理器1、數(shù)據(jù)采集卡2及定時(shí)芯片4構(gòu)成的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性測(cè)試系統(tǒng)，可在CPU處理器1內(nèi)通過LabVIEW軟件設(shè)置不同的油門、負(fù)載信號(hào)值，能輕松容易地對(duì)不同型號(hào)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，同時(shí)完成數(shù)據(jù)的采集、驗(yàn)證、測(cè)試和分析。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)物進(jìn)行研究效率低、周期長(zhǎng)且需大量資金及現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)模擬仿真技術(shù)參數(shù)選擇范圍窄的問題。且方法新穎，實(shí)施條件簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的可操作性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。