油耗计标定试验装置研制(电控设计)毕业论文.doc
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1、河南科技大学毕业设计(论文)油耗计标定试验装置研制(电控设计)0 要 汽车的发展是人类生活文明与进步的标志。汽车的发明一方面给人们 的生活和生产带来了极大的方便,另一方面也给社会带来了环境污染和能 源紧缺等严重问题。人类环境保护意识的逐渐加强,人们更加关心车辆油 耗,要求限制车辆用油量的呼声越来越强烈。因此,研究汽车的燃油消耗 和降低排放污染就成为该研究领域的重点内容之一。对汽车燃油经济性的 评价,一般是通过汽车燃油消耗量来确定的,也是诊断和分析汽车故障的 重要参考。检测汽车燃油消耗量常通过燃油消耗检测仪测定燃油消耗量的 容积或质量来表示。本文在分析和总结对目前国内外车辆油耗检测仪器精度普遍存
2、在影响 的因素基础上,决定用测定质量法,采用了先进的传感技术、单片机技术 和显示技术,分别对温度和流量变化在一定范围内进行标定。采用的先进 的智能半导体制冷和加热技术对温度控制,用节流阀和溢流阀配合使用对 其流量对其流量大小进行调节,采用电脑与单片机串口通信技术对各开关 智能切换。在控制软件的支撑下,从而实现了油耗计智能标定。该系统的开发将会为汽车油耗精确检测技术的发展提供新方向,为我 国汽车油耗检测技术发展创造新的平台,为节能型汽车的研发提供更精确 可靠的油耗数据。关 键 词:单片机,串口通信,油耗,智能标定1河南科技大学毕业设计(论文)FUEL CONSUMPTION METER CALI
3、BRATION TESTAPPARATUS DEVELOPEDABSTRACTThe development of car is the sign of human civilization and progress . On one hand,topeopleslifeandproduction, Theinventionofthecarhas broughtgreatconvenience,onthe other , it also brings environmental pollution and energy shortages. Together with the consciou
4、s of environment protection increase gradually. People pay more attention to the gas consuming. Therefore, the study of motor vehicles to reduce fuel consumption and emissions pollution is the area of one of the key element.Vehicle fuel consumption is usually determined by the automobile fuel econom
5、y rating, it is also an important reference to the car fault diagnosis. Regular testing vehicle fuel consumption was measured by detecting the fuel consumption volume or quality of fuel consumption expressed in. Ordinary car fuel consumption detecting device in the test range, testing accuracy, that
6、 the use of maintenance and reliability , not very good, needs further improvement.This article basedontheanalysisandsummaryofinfluencefactorsonthe basisofprecisionofvehiclefuelconsumptiontestinstrumentathomeand abroad,decided to use to determine quality standard which Adopted the advanced sensor te
7、chnology, micro controller technology and displaytechnology,withinacertainrangeoftemperatureandflowrateforcalibration. Besides, it Adoptsadvancedintelligentsemiconductorrefrigerationand heatingtechnologyfortemperaturecontrol.Throttlevalveandreliefvalveare usedtocontroltheflowadjustedsize.Italsousesc
8、omputerandsinglechip microcomputerserialcommunicationtechnologytoconverttheswitches intelligently. Underthesupportofcontrolsoftware,itcanrealizethe intelligentfuelconsumptionmetercalibration.2河南科技大学毕业设计(论文)Thedevelopmentofthesystemwillprovideanewdirectionforvehicle fuelconsumptionaccuratelydetecting
9、technology,createanewplatformfor automobilefuelconsumptiondetectiontechnologydevelopmentinourcountry andprovidemoreaccurateandreliablefuelconsumptiondataforfuel-efficient carresearchanddevelopment.Keywords: chip microcomputer , serialcommunication , vehiclefuel consumption,intelligentcalibration3河南科
10、技大学毕业设计(论文)目 录前 言1第 1 章 绪论21.1 课题研究的背景意义21.2 国外油耗计标定装置发展状况31.3 国内油耗计标定装置研究发展状况41.4 课题主要技术参数和主要研究内容51.4.1 主要技术参数51.4.2 主要研究内容5第 2 章 系统总体设计方案72.1 系统功能及技术指标72.1.1 功能指标72.1.1 技术指标72.2 总体设计方案72.2.1 标定系统设计82.2.2 供电电路及温度控制电路设计82.2.3 电脑和单片机通信对电磁换向阀的控制9第 3 章 系统硬件设计(电控设计)113.1 标定系统供电及温度控制硬件选型113.1.1 温度控制装置选型1
11、13.1.2 半导体制冷片的选型153.1.3 继电器的选型173.1.4 二极管的选型173.1.5 电源的选型183.2 标定系统单片机系统设计193.2.1 单片机的选型及介绍193.2.2 单片机的最小系统设计233.2.3 DB9 接口 RS232 串口电路263.2.4 按键电路27河南科技大学毕业设计(论文)3.2.5 继电器模块电路28第 4 章 系统软件设计294.1 系统软件总体设计294.2 系统软件的详细设计304.2.1 系统的准备和初始化304.2.2 键盘扫描程序设计334.2.3 串口中断程序设计344.2.4 继电器输出程序35结 论36参考文献37致 谢38
12、附 录39河南科技大学毕业设计(论文)0 言 汽车的油耗检测是衡量汽车燃料经济性及汽车发动机性能的重要手 段,而油耗计是进行油耗检测的专用仪器,它通过测量发动机消耗一定燃 料所需时间或者车辆行驶一定里程所需的燃油量来计算燃油消耗率。检测 汽车燃油消耗量常通过燃油消耗检测仪测定燃油消耗量的容积或质量来表 示。对于耗油量的参数检测,不仅要保证有足够的精度,而且还要对汽车 的正常运转不造成任何的影响。随着传感器技术的微型化、多功能化、集成化和智能化方向发展,控 制器功能的不断完善,汽车油耗检测标定装置正在向微电脑控制、智能化 方向控制发展。因此,研究与开发新型智能油耗标定装置也是对实现油耗 计产品升
13、级换代的要求,也是科学技术日益发展的需要。精确检测标定汽 车油耗,可为研制低油耗车提供依据。所以该系统的开发将会为汽车油耗 精确检测技术的发展提供新方向,为我国汽车油耗检测技术发展创造新的 平台,为节能型汽车的研发提供更精确可靠的油耗数据。为解决我国汽车 油耗使用量不断增加,石油(汽油、柴油)等非可再生资源的逐渐减少的 问题做出重要的贡献。1河南科技大学毕业设计(论文)0 1 章 绪论 0 1.1 课题研究的背景意义 自第二次世界大战结束以来,尤其是进入 21 世纪以后,世界经济的飞速前进也使得汽车工业得到了突飞猛进的发展,汽车保有量不断增长。目前汽车保有量约为 10 亿辆,预计到 2025
14、年汽车的保有量将会达到 20 亿辆。 在我国,进入 21 世纪以来,国民经济增长的同时,汽车保有量也在逐年累 增。据统计,在 2000 年,我国约有 16089 万辆,到 2006 年我国汽车总 量约为 4985 万辆,到了 2010 年,我国汽车保有量已经突破了 7500 万辆。 据中国交通部预测,到 2020 年我国汽车总量将会突破 2 亿辆口 1。汽车工 业的发展给人们出行带来了极大的便利,同时也加速了社会经济的发展, 推动了人类的进步。但是,汽车尾气的排放确对社会环境造成了极大的破 坏。从 20 世纪 70 年代开始,汽车尾气污染已成为城市中最大的大气污染源。随着汽车保有量的持续攀升,
15、汽车能源消耗问题也日益严重。现如今 世界石油储备总量正在不断地减少,石油价格不断攀升。汽车对能源的消 耗,特别是石油资源的消耗将成为制约我国经济和汽车工业发展的重要因 素。为了降低环境污染,缓解能源危机,提高人们的生活水平,几乎世界 上所有汽车工业发达的国家都制定了严格的排放法规,来对汽车的排放和 油耗进行限制。同时汽车油耗,也是是评价汽车经济性能、综合性价比的最重要指标, 也是评价汽车节能减排效果的最重要指标。特别是在公交、货运、客运、工程机械等行业,燃料成本已占到了整个运营成本的 70%以上。例如:上海闵行客运公司 10.5 米空调公交车每年耗油 2.2 万升、16 万元,徐州物恒水泥土有
16、限公司水泥搅拌车每年油耗 1.3 万升、9 万元。因此,精确地测定汽车燃油消耗,对于企业成本控制、对于驾驶员操作技能提高、对于国家2河南科技大学毕业设计(论文)节能减排指标落实,都有着十分重要的意义和作用。 而油耗计的标定,对汽车油耗计的研究与开发新型智能油耗仪起着至关重要的作用,是实现油耗计产品升级换代的要求,也是科学技术日益发 展的需要。要研制出精确检测的油耗计,就必须有高精度,稳定可行的标 定装置,同时,也为研制低油耗车提供依据。1.2 国外油耗计标定装置研究发展状况国外对标定系统的研究要早于国内,与国内的标定系统相比在技术上也遥遥领先。目前,在国际上具有代表性的标定系统有德国 SCHE
17、NCK 公司的 VEGA、德国 BOSCH 公司的 INCA 等标定系统。SCHENCK 公司开发的自动化标定系统 VEGA,从结构上看属于多机 控制标定开发系统,系统包括三个层次:最高层是标定系统主机,其控制 着整个标定的进程并对试验数据进行优化和处理;中间层是自动控制计算 机,试验过程中控制所有的测量和控制设备,包括标定控制台;最底层是 柴油机及测功机。标定系统主机通过接 121 卡与试验台上的自动控制计算 机连接并实现通讯,从而实现对柴油机、测功器和标定控制台的控制,完 成控制参数设定、工况点设定、柴油机性能参数和状态参数采集等功能。德国 BOSCH 公司的 INCA 是目前世界上应用最
18、广的标定系统,INCA的应用贯穿于整个开发过程,从单一功能模块的初始标定到在台架上对ECLI 进行预标定,再到车上的最终优化。它可以在办公室、试验室、台架和车上运用。其应用领域从电脑模拟到车载执行,从离线的标定数据管理到测量数据分析,应用极为广泛。INCA 支持所有的 ETAS 紧凑型硬件模块,提供功能强大的 ETKXETKECU 接口,用于测量、原型开发、标定和诊断等方面的应用。INCA 提供广泛的开放式和标准化接口,可以很容易将其集成到不同的标定环境当中。除上述两种标定系统之外,在国际上比较先进的标定系统还有德国Vector 公司的 VECTOR,ETAS 公司的 SAM2000、VSl0
19、0,奥地利 AVL 公司的 CAMEO,以及美国通用公司的 CALTOOL 等。3河南科技大学毕业设计(论文)1.3 国内油耗计标定装置研究发展状况国内标定系统的研究主要是国内企业、高校和科研院,例如:上海交通大学、清华大学、北京理工大学等。主要成果有:基于 CCP 协议的控制 器标定系统的研发,基于控制器局域网标定协议,用结构化编程的方法设 界面灵活友好的标定系统,通讯协议采用高级串行通讯协议 CAN 和 CAN标定协议,在 GD-1 高压共轨柴油机上得到应用,改善了柴油机的性能和 排放。车载 CAN 总线数据采集和 ECU 标定系统,基于 USB 接口的 CAN总线数据采集和 ECU 标定
20、系统,借助 LabVIEW 软件开发平台实现 USB和 CAN 通讯,具有良好的通讯功能,灵活的连接特性以及高的可靠性, 同时具有 CAN 总线和 USB 通讯的优点,适用于多场合的数据采集和标定。 电控柴油机在线标定系统设计,分析了现有离线标定系统的不足,提出“数 据区”实现在线标定的设计方案,系统基于等长结构、固定地址和指针的 数据管理机制,实现了柴油机控制 MAP 图数据的实时动态修改。基于 CAN总线的电控柴油机标定系统的研制,分析了柴油机标定系统点对点串行通 讯协议存在的缺点,在自主开发的软硬件基础上,研制了基于 CAN 总线 的电控柴油机标定系统,该系统抗干扰性强,能够辅助标定工程
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