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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1引言
系統(tǒng)仿真是迅速發(fā)展起來(lái)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(lái)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(wèn)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(guò)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（CPU）、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(guò)各種傳感器接受各種輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(guò)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(lái)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。
1.2課題研究的背景與意義
近２０多年來(lái)，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(wèn)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(lái)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(lái)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%-30%，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?？梢哉f(shuō),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(lái)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(wèn)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(lái)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(guò)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(lái)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(guò)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(lái)模擬實(shí)際運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)故障診斷，通過(guò)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(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使理論教學(xué)更直觀，實(shí)踐過(guò)程更容易。
1.３ 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，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(guò)的方法所遇到的主要問(wèn)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(lái)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(Diagnostics)，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(guò)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(méi)有應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)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(guò)熱、有異味等情況。再依靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)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(guò)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(wèn)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(wèn)題的解決。
1.4半實(shí)物仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，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(lái)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。
1.5本半實(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。
第2章 大眾GTX發(fā)動(dòng)機(jī)半實(shí)物仿真系統(tǒng)研究
2.1汽車電子控制系統(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。
2.1.1 汽車電子技術(shù)的發(fā)展
世界汽車電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)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。
2.1.2發(fā)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ECCS系統(tǒng)就同時(shí)具有點(diǎn)火正時(shí)、汽油噴射、廢氣再循環(huán)、怠速控制系統(tǒng)及故障診斷等多種功能。
2.1.3 汽油機(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(lè)和乘坐舒適性等方面。
2.2半實(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(lái)調(diào)試、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
2.2.1半實(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(guò)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。
2.2.2實(shí)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(lái)說(shuō)，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。
（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。
2.2.3電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(lái)說(shuō)，空氣與汽油的比例為14.7：1。
一般用α表示過(guò)量空氣系數(shù)，即：
α=
α=1時(shí)稱為標(biāo)準(zhǔn)混合氣，α﹤1稱為濃混合氣，α﹥1稱為稀混合氣。
電子控制汽油噴射裝置（EFI），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)。控制器綜合各種不同傳感器送來(lái)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3.1所示是電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理圖。
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
圖 3.1 電子控制汽油噴射的基本原理方框圖
2.2.4 電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。
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(guò)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0.3Mpa,然后經(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?？諝饬渴怯呻娍貑卧ㄟ^(guò)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(guò)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ECU、傳感器和執(zhí)行器組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖3.2所示。
傳感器
I/O
CPU
存儲(chǔ)器
執(zhí)行器
模
擬
信
號(hào)
數(shù)
字
信
號(hào)
輸出回路
轉(zhuǎn)換器
輸入信號(hào)
輸入信號(hào)
ECU
圖3.2 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：
（１）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號(hào)；
（２）接受傳感器或其他裝置輸入的各種信息；
（３）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；
（４）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；
（５）輸出執(zhí)行命令，把弱信號(hào)變?yōu)閺?qiáng)的執(zhí)行命令；
（６）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(lái)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ECU，在節(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(lái)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ECU反饋相應(yīng)的電壓信號(hào)，ECU根據(jù)此信號(hào)，控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。
執(zhí)行器有主繼電器和短路繼電器，用來(lái)控制系統(tǒng)和燃油泵的電源。
2.3 點(diǎn)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ECU；執(zhí)行ECU指令的執(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ECU中。CPU根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號(hào)，在存儲(chǔ)器ROM中檢查到與發(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CPU計(jì)算出最佳的點(diǎn)火提前角，再根據(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(lái)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。
2.4 故障診斷原理
電子控制系統(tǒng)正常工作時(shí)，ECU輸入、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。
2.4.1傳感器的故障診斷
各種傳感器正常工作時(shí)，其輸入ECU的信號(hào)數(shù)值都是在一定范圍內(nèi)變化的。
當(dāng)某一傳感器電路出現(xiàn)超出規(guī)定的信號(hào)時(shí)，ECU就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)，ECU就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0.1～4.8V之間變化；如果輸出電壓低于0.1V（相當(dāng)于冷卻液溫度高于139℃）或高于4.8V（相當(dāng)于冷卻液溫度低于-50℃），CEU檢測(cè)到電壓值超出規(guī)定范圍時(shí)，既判定為冷卻液溫度傳感器短路或斷路。
2.4.2 執(zhí)行器的故障診斷
ECU向執(zhí)行器發(fā)出指令信號(hào)，如果沒(méi)有來(lái)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(lái)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ECU。如果ECU得不到點(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)，ECU立即采取措施，使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)，ECU并不會(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)，ECU才判定為故障。
2.4.3 線路故障診斷
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ECU在故障診斷系統(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、ECU和相關(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。
2.5 半實(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(lái)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(guò)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(guò)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ECU故障碼，從而排除故障。
2.6半實(shí)物仿真系統(tǒng)的工作原理及過(guò)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(lái)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(guò)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/min，即怠速工況下的轉(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/min——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/min——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(guò)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。
2.7本章小結(jié)
本章主要闡述GTX半實(shí)物仿真系統(tǒng)實(shí)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(guò)程。從理論上來(lái)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。
第3章 大眾半實(shí)物仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1 總體方案的確定
3.1.1 實(shí)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1.6L的排量，單缸5氣閥比單缸2氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)的功率從53kW提高到74kW。因?yàn)樵O(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(guò)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)GTX為參考車型。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CT型、GT型捷達(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。
3.1.2 實(shí)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PC機(jī)及其顯示器、噴油裝置、點(diǎn)火裝置、系統(tǒng)電源、汽車ECU、控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、PC機(jī)和顯示器的相對(duì)位置決定?？紤]到在教學(xué)實(shí)驗(yàn)或汽車維修過(guò)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(guò)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。此外，在使用過(guò)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。
3.1.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)整體結(jié)構(gòu)校核
通過(guò)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5Kg、主機(jī)重量約15Kg、臺(tái)架自重約70Kg，其他部分大約為25Kg，則臺(tái)架總重大約為110Kg。臺(tái)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55Kg的均布載荷P。簡(jiǎn)化后的力學(xué)模型如圖4.2y
x
P
X
L
FAy
AAA
FBy
B
所示。
圖4.2 實(shí)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Q和彎距圖M分別如圖4.3、圖4.4所示。
圖4.3 剪力Q圖
受力較核：
1．求支座的約束力FAy、FBy
由載荷及支座約束力的對(duì)稱性可知
FAy = FBy = PL （4.1）
圖4.4 彎矩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A的距離為X，由平衡條件可得
∑Fiy = 0
則： FAy－PX－FQ(X) = 0 （4.2）
∑Mio＝0
則： FAyX ―PX2―M(X)＝0 （4.3）
將（4.1）代入（4.2）可得：
FQ(X)＝FAy－PX＝PL－PX （0＜X＜L） （4.4）
將（4.1）代入（4.3）可得：
M(X)＝FAyX－PX2＝PLX－PX2 （4.5）
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。即求M(X)的最大值。所以由（4.5）代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：
當(dāng)時(shí)X = L = 37.9N/m
橫截面上的最大正應(yīng)力公式為：
?。?.6）
其中Wz為彎曲截面系數(shù)
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：
則
由參考資料查得， 該鋼板的許用拉應(yīng)力為
許用壓應(yīng)力為
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。
3.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的制作
3.2.1 臺(tái)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(guò)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(guò)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(lái)固定面板。
3.2.2 控制面板的制作
1、材料的選擇
實(shí)驗(yàn)臺(tái)有一塊控制面板，用來(lái)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
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(lái)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。
3.2.3組件的安裝
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。
3.2.4 實(shí)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(lái)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(lái)整齊美觀了。因?yàn)椋刂瓢逦覀冞x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(lái)美觀了。
3.3 硬件的選擇與安裝
3.3.1 實(shí)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(guò)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、LED顯示器：該顯示器主要用來(lái)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0.1V；
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)。ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗、高性能8位89C51單片機(jī)有豐富的硬件資源，在其內(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(lái)了很大的方便，且芯片價(jià)格非常便宜，近年來(lái)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)。
3.4 實(shí)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12MHZ晶振。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4.7焊接好電路。
圖3.7 內(nèi)部電路圖
3.5 本章小結(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。
第4章 仿真系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1數(shù)據(jù)采集和分析
4.1.1 數(shù)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(guò)數(shù)據(jù)流的分析來(lái)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VAS—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VAG1551/1552，并且有些功能已經(jīng)超過(guò)VAG1551/1552，近似于原廠的VAS5051，還可以利用現(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VAG1551/1552所有功能外還有如下特點(diǎn)：
１、通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕顯示，避免了類似像VAG1551/1552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。
２、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VAG1551/1552的兼容。
３、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。
４、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(wèn)題。
５、獨(dú)特的K/L線電子保護(hù)系統(tǒng)，任何錯(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)，電腦每隔1.3秒會(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?500r/min左右，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)。
4.1.2 數(shù)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/min—920r/min。此時(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(guò)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(guò)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)，ECU一般不根據(jù)吸入的空氣質(zhì)量來(lái)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ROM內(nèi)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5.1。
圖5.1 點(diǎn)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5.2。
圖5.2 空氣質(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5.3。
圖5.3 節(jié)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)系曲線如圖5.4。
圖5.4 噴油時(shí)間與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線
（5）氧傳感器電壓與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線如圖5.5。
圖5.5 氧傳感器電壓與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線
（6）轉(zhuǎn)速信號(hào)模擬，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)模擬輸出為60-2脈沖波形，在發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出波形的頻率不同。其波形圖5.6如下：
圖5.6 轉(zhuǎn)速信號(hào)波形圖
其中，在一個(gè)周期內(nèi)每輸出58個(gè)對(duì)稱脈沖以后，有兩個(gè)脈沖寬度的低電平。此波形用定時(shí)器控制輸出。溢出時(shí)間的計(jì)算方法如下：
曲軸每轉(zhuǎn)兩圈為一個(gè)周期，這樣對(duì)應(yīng)于N r/min的周期T為：
周期T（ms）：
（4.2）
溢出時(shí)間t（ms）：
?。?.3）
定時(shí)器初值TC：
?。?.4）
各轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的周期、溢出時(shí)間和定時(shí)器初值見附錄3。
在轉(zhuǎn)速信號(hào)模擬中，采用了AT89C51芯片，12MHZ晶振，在設(shè)計(jì)過(guò)程中加有按鍵復(fù)位電路。圖5.7為89C51芯片引腳圖。
4.2仿真系統(tǒng)信號(hào)源程序編制
主程序在剛上電時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后讀一次鍵開關(guān)狀態(tài)，由鍵位值決定程序的執(zhí)行方式。當(dāng)p1.0口為高電平時(shí)，執(zhí)行自增程序；當(dāng)p3.0口為高電平時(shí)，執(zhí)行自減程序。在此程序中，最低轉(zhuǎn)速為600r/min，最高轉(zhuǎn)速為3500r/min，當(dāng)p1.0和p3.0都為低電平時(shí)，p1.2口輸出當(dāng)前轉(zhuǎn)速的波形信號(hào)，從而控制執(zhí)行器的工作。
圖５.7 AT89C51引腳圖
在系統(tǒng)初始化時(shí)，將所用的定時(shí)器初值從ROM表中裝入寄存器R3和R4中。
自增程序中使用了定時(shí)器1，控制轉(zhuǎn)速的增加，每隔2秒鐘，轉(zhuǎn)速增加50r/min，當(dāng)增到上限3500r/min時(shí)，便不再增加。
類似于自增程序，每隔2秒鐘，轉(zhuǎn)速減少50r/min，當(dāng)減到600r/min時(shí)，便不再減小。
子程序中使用了定時(shí)器0，以p1.2口為輸出口，控制輸出60-2脈沖信號(hào)。系統(tǒng)源程序見附錄。
4.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)的調(diào)試
4.3.1 程序的調(diào)試
在程序的調(diào)試當(dāng)中，使用了偉福系列E51/S仿真器和RIGOL DS 5062C型示波器。偉福仿真器具有以下先進(jìn)特點(diǎn)：
（1）主機(jī)＋POD組合，通過(guò)更換POD，可以對(duì)各種CPU進(jìn)行仿真。
（2）具有WINDOWS和DOS兩種操作平臺(tái)，其中WINDOWS版本功能強(qiáng)大。有豐富的窗口顯示方式，多方位，動(dòng)態(tài)地顯示仿真的各種過(guò)程，使用極為便利。
（3）雙工作模式
軟件模擬仿真（不要仿真器也能模擬仿真）和硬件仿真。
（4）雙CPU結(jié)構(gòu)，100%不占用戶資源。
（5）雙集成環(huán)境
編輯、編譯、下載、調(diào)試全部集中在一個(gè)環(huán)境下。
（6）強(qiáng)大的邏輯分析儀綜合調(diào)試功能。
（7）強(qiáng)大的追蹤器功能。
DS5062C型示波器具有以下特點(diǎn)：
（１）具有兩個(gè)信號(hào)輸入通道。
（2）有自動(dòng)捕捉信號(hào)功能。
（3）可以截取其中任意一段信號(hào)。
（4）可以調(diào)置橫向和縱向的圖相位置。
（5）可以讀取信號(hào)周期，發(fā)生頻率。
在程序調(diào)試前，先把仿真器與電腦主機(jī)箱連接好，接通電源，把示波器與89C51芯片的p1.2引腳連接。啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，設(shè)置仿真器，選擇E51/S型仿真頭。調(diào)入所編程序，進(jìn)行編譯，然后執(zhí)行程序。在這里，由于沒(méi)有外部扳鍵，在程序中用軟件控制p1.0或p3.0的位狀態(tài)。當(dāng)p1.0與p3.0位都為低電平時(shí)，自動(dòng)捕捉所得到的信號(hào)波形輸出的頻率保持在一定幅度內(nèi)不變；當(dāng)置p1.0位為高電平時(shí)，波形的輸出頻率每隔2秒鐘會(huì)增加一點(diǎn)，當(dāng)增到某一頻率時(shí)將不再增加；相反，當(dāng)置p3.0位為高電平時(shí)，波形的輸出頻率將會(huì)逐漸減小，當(dāng)降到某一最小頻率時(shí)將保持不變。其中，由于扳鍵的抖動(dòng)、連接電路的穩(wěn)固性和儀器本身的精度，在波形輸出時(shí)會(huì)出現(xiàn)小范圍的波動(dòng)，屬正常情況。
4.3.2外部電路的調(diào)試
將調(diào)試無(wú)誤的程序?qū)懭?9C51芯片的ROM中，接好上電復(fù)位電路和按鍵復(fù)位電路，并將扳鍵開關(guān)與p1.0和p3.0口按照電路圖接好，將信號(hào)輸出口p1.2口與汽車電腦入口端子相連，并將汽車電腦的控制端子與點(diǎn)火裝置、噴油器接好。開啟電源，芯片在上電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，如果開關(guān)在空擋位置，則噴油、點(diǎn)火裝置在怠速工況下工作；如果開關(guān)置在p1.0處，則噴油、點(diǎn)火逐漸加快，當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)刻將不再增快；如果開關(guān)置在p3.0處，則噴油、點(diǎn)火速度逐漸減緩，當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)刻就會(huì)保持不變。在工作的任意時(shí)刻，可以通過(guò)復(fù)位開關(guān)進(jìn)行硬件復(fù)位。
4.4本章小結(jié)
實(shí)驗(yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)流的采集和分析，以及控制系統(tǒng)信號(hào)源程序的編制。分析數(shù)據(jù)流時(shí)，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行了圓整處理，這樣所得到的相應(yīng)曲線就是階梯形，使程序的編制簡(jiǎn)單，容易理解。
結(jié) 論
本設(shè)計(jì)是對(duì)大眾GTX半實(shí)物仿真系統(tǒng)作初步的研究。通過(guò)對(duì)大眾車系最具代表性車型的基本資料作大量的調(diào)查以及對(duì)其實(shí)際工作情況進(jìn)行測(cè)量后，完成以下設(shè)計(jì)工作：
1、用單片機(jī)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)模擬噴油和點(diǎn)火演示及故障診。
2、測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流，利用匯編語(yǔ)言編寫控制信號(hào)源程序。
3、 實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵部件的受力校核。
4、通過(guò)AutoCAD軟件繪制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖，控制面板布置圖、系統(tǒng)電路圖和零件圖。
由于個(gè)人的能力有限，本設(shè)計(jì)只針對(duì)一些基本的傳感器信號(hào)做了數(shù)據(jù)分析和處理，并對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行模擬，可以達(dá)到輔助教學(xué)的目的。如需要進(jìn)行一步精控系統(tǒng)的運(yùn)行，完成故障診斷。
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致 謝
三月的畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束了，在這三月的設(shè)計(jì)過(guò)程中讓我重新的回顧了大學(xué)四年中所學(xué)的知識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于上了四年大學(xué)的我是一次對(duì)我所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)和考核，真是應(yīng)正那句古話：“書到用時(shí)方恨少”我畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是大眾GTX發(fā)動(dòng)機(jī)半實(shí)物仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)題目涉及到很多知識(shí)：電控系統(tǒng)的知識(shí)；單片機(jī)的知識(shí)；診斷診斷知識(shí)；材料力學(xué)；機(jī)械制圖的知識(shí)以及電工電子知識(shí)等。
正如上面提到的這么多知識(shí)要用到畢業(yè)設(shè)計(jì)里，說(shuō)實(shí)話如果不是多位老師和鮑宇老師的不厭其煩的指導(dǎo)的話，即使再努力的復(fù)習(xí)以前所學(xué)的知識(shí)那也會(huì)心有余而力不足的。在這里先提前謝謝指導(dǎo)我的每一位老師。衷心希望每位老師都能身體健康，工作順利合家幸福。
這三月的畢業(yè)設(shè)計(jì)里鮑宇老師耐心的指導(dǎo)對(duì)于我工程素養(yǎng)培養(yǎng)有很大的幫助，同時(shí)我感覺(jué)對(duì)于我發(fā)動(dòng)機(jī)電控知識(shí)有很大的提升，動(dòng)手能力也提高了不少。我設(shè)計(jì)的題目主要是為了方便教學(xué)而設(shè)計(jì)的，無(wú)論是是汽車類的高校還是職業(yè)技術(shù)學(xué)校一般用于教學(xué)的電控燃油系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)都未能脫離實(shí)體發(fā)動(dòng)機(jī)，而我設(shè)計(jì)的半實(shí)物仿真系統(tǒng)就是為了能脫離實(shí)體發(fā)動(dòng)機(jī)而進(jìn)行教學(xué)。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、模擬噴油演示、發(fā)動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)功能、故障診斷功能、以及與車輛結(jié)合分析車輛故障原因的功能。
我深信這三月的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于即將跨出大學(xué)的我無(wú)疑一次全面的檢驗(yàn)，它讓我更自信的走向社會(huì)。迎接新的挑戰(zhàn)。
對(duì)應(yīng)于各轉(zhuǎn)速的周期與定時(shí)器初值
附錄
轉(zhuǎn)速信號(hào)程序
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;* 主程序及其入口地址 *
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org 0000h ;主程序入口地址
ljmp start
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;* 初始化程序 *
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