基于虚拟仪器的电控发动机点火系统故障预警和诊断平台的设计毕业论文

 2021-04-21 09:04

摘 要

汽车发动机是核心部位,点火系统对于发动机而言,更是之重。在一些实际的故障分析中发现,发动机中常见的故障,由于点火系统工作不良引起的发动机故障几乎占了大半。现如今,虚拟仪器故障诊断检测应用的快速发展,很好地弥补了传统仪器检测发动机故障的不足之处,虚拟仪器有着极为优越的发展前景。

对于本设计来说,本人选择的虚拟仪器开发工具是由NI公司开发的应用极为广泛的图形化编程工具LabVIEW,用来成为软件开发的平台同时,在PC机上,开展测试与诊断系统的软件设计的工作。分析点火系统的组成部分以及各信号之间相关性作为本软件设计的基础,帕萨特1.8TAWL发动机试验台的台架作为此次实验的平台,PC机是其核心,再通过USB来连接数据采集卡等相应的硬件设备,同时利用了LabVIEW所具有的强大的信号分析和处理功能,以及良好的用户操作界面来设计得到出一款主要用于采集、检测电控发动机点火系统各电控元件信号的故障诊断和检测系统。

本设计的系统软件的设计部分,主要包由登陆、模拟输入,故障报警等模块构成的,想要使用本软件者,在输入相应的正确的用户名及其正确的密码,就可以进入到所设计的系统的主界面,然后诊断方式根据个人的需求来选择。在发动机点火系统试验方面,试验主要针对较为熟悉的传感器与执行器,并验证本系统的模拟输入,登录界面,故障报警模块的可行性。

关键词:LabVIEW;电控点火;曲拟分析;故障诊断与开发

Design of Fault Alarm and Diagnosis Platform For Electroic Control Engine Igniting System Based on

Virtual Instrument

ABSTRACT

Automobile engine is the core part, ignition system for the engine, is more heavy. In some practical fault analysis, it is found that most of the engine failures caused by the poor ignition system account for almost half of the common engine faults. Nowadays, the rapid development of fault diagnosis and detection of virtual instruments has made up for the shortcomings of traditional instruments in engine fault detection.

For this design, the virtual instrument development tool I choose is LabVIEW, a graphic programming tool developed by NI Company, which is used as a platform for software development, and at the same time, on PC. Develop the software design of test and diagnosis system. The analysis of the components of ignition system and the correlation between signals is the basis of the software design. The platform of Passat 1.8 TAWL engine test bench is the core of this experiment. Then the USB is used to connect the corresponding hardware equipment such as the data acquisition card and so on. At the same time, the powerful of LabVIEW is used. A fault diagnosis and detection system which is mainly used to collect and detect the signals of the electronic control engine igniting system is designed by using the function of signal analysis and processing and a good user interface.

The system software design part of this design, the main package consists of login, analog input, fault alarm and other modules, want to use this software, enter the corresponding correct user name and the correct password, You can enter the main interface of the designed system, and then select the diagnostic method according to the individual needs. In the engine ignition system test, the test is mainly aimed at familiar sensors and actuators, and verifies the feasibility of the system's analog input, login interface and fault alarm module.

Key word: LabVIEW; Electronically controlled innition; convoluted analysis; fault diagnosis and development

目 录

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 本人研究思路 3

2 电控点火系统的组成及故障研究 4

2.1 帕萨特1.8TAWL电控发动机点火系统结构 4

2.1.1 传感器 5

2.1.2 电子控制单元 7

2.1.3 火花塞 7

2.1.4 点火线圈 7

2.2 帕萨特1.8TAWL电控发动机点火系统工作原理 8

2.3 帕萨特1.8TAWL电控发动机点火系统常见故障 8

2.3.1 低压电路故障 9

2.3.2 高压电路故障 9

2.3.3 点火时刻不准确 9

2.3.4 点火性能不稳定 9

2.4 帕萨特1.8TAWL电控发动机故障码 9

3 电控发动机点火系统的平台设计 11

3.1 实验设备 11

3.2 故障预警和软件平台设计 13

3.2.1 LabVIEW软件平台设计 13

3.2.2 数据采集设计 14

3.2.3 数据处理设计 15

3.2.4 数据存储设计 16

3.2.5 点火系统故障报警 17

4 实验验证 19

4.1 数据处理验证 19

4.1.1 曲轴位置传感器实验验证 20

4.1.2 节气门位置传感器实验验证 20

4.1.3 凸轮轴位置传感器实验验证 20

4.1.4 初级点火波形验证 21

4.1.5 次级点火波形验证 21

4.2 点火系统故障报警验证 22

5 总结与展望 23

致谢 24

参考文献 25

1 绪论

1.1 研究背景

电控发动机结构越来越复杂,内部各系统之间关系变得更加微妙,产生的故障更加繁杂,这这给电力控制发动机的故障诊断带来了较大的困难。单故障诊断技术或诊断方法不能完全满足现代电气控制发动机故障诊断的需要。为了快速准确地找出问题的原因鼓励人们将汽车发动机故障诊断研究重点转向多种诊断技术,多种诊断方法结合多样化和综合诊断方向。通过国内外的发动机检测系统,发展状况的分析,可以知道:随着计算机技术的发展,发动机检测系统自动化、智能化程度越来越高、功能越来越完善,而利用虚拟仪器开发发动机测控系统必将成为今后一个重要的发展方向[1]

虚拟仪器是近十几年才发展起来的,是测试仪器的发展趋势。它通过应用程序,将通用计算机与仪表硬件相结合,将传统仪器的一些硬件,甚至整个仪器都换成了计算机软件,并使用了虚拟仪器的开发平台发的检测系统,工作性能更加稳定,测试结果精度

更高,而成本却较低。因此,运用虚拟仪器开发平台具有实用价值[2]

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