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基于虚拟仪器的轿车发动机故障诊断教学系统的设计与开发

作　者: 戴德荣
导　师: 时岩; 李晶
学　校: 南京理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 虚拟仪器 LabVIEW AWL发动机离线模拟诊断在线实时诊断
分类号: U472.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着汽车工业的不断发展,人们对汽车品质的要求越来越高,各种先进的控制理论、控制方法不断被应用到汽车新产品的设计和研发之中,汽车的控制系统变得越来越复杂,发生故障后的检测诊断难度也随之增大,对故障诊断设备的要求也越来越高。本人在对汽车修理厂使用的故障诊断设备进行充分调研之后,认为传统的诊断设备普遍存在功能单一、通用性差、移动不方便等缺点,而专用设备价格相对较高,很多修理厂都买不起,更何况从事专业教学的普通院校呢,而虚拟仪器的出现恰好弥补了传统仪器的不足,其发展潜力巨大,因此作为汽车行业从业人员,开发一套汽车虚拟诊断设备具有十分重要的意义。本文首先分析了近年来我国汽车工业发展的基本情况,对只有加快汽车维修人才培养的步伐和不断开发先进的诊断设备才能适应汽车维修高科技时代的要求的必要性作了详细的论述,并总结了虚拟仪器在汽车故障诊断方面的优势及其在国内外发展的现状；然后介绍了发动机电控燃油喷射系统的组成和工作原理、电控点火装置的控制方式和怠速控制策略,分析了汽车发动机故障的形成机理；最后详细讲解了基于虚拟仪器的轿车发动机故障诊断系统的设计与开发方法。本系统硬件的设计包括Passat1.8T AWL发动机综合故障试验台的设计及多功能数据采集卡和PC机的选择方法,设计与选用的原则是保证实训效果的同时又不能过多增加设计成本,所以试验台架发动机选用的是已经报废的帕萨特轿车AWL型发动机,PC机选用个人笔记本电脑,数据采集卡选用性价比较高的NI USB-6218型多功能数据采集卡。系统软件的设计包括登陆、离线模拟诊断、在线实时诊断和标准数据查询等模块的设计,用户在输入正确的用户名和密码后就进入了诊断主界面,可以选择需要的诊断方式,也可以查询需要的数据,本软件系统文字简洁明了,图形立体感强,易学易用。在系统试验方面选用典型的传感器和执行器进行试验,并对试验结果进行了详细的分析。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究的背景和意义  7-8
  1.2 国内外汽车发动机故障诊断技术的研究现状  8-10
    1.2.1 国外汽车故障诊断技术的研究现状  8-9
    1.2.2 国内汽车故障诊断技术的研究现状  9-10
  1.3 论文的主要研究内容  10-11
2 汽车发动机管理系统及其故障形成机理  11-17
  2.1 电控燃油喷射系统  11-12
    2.1.1 空燃比的控制策略  11-12
    2.1.2 喷油脉宽的计算流程  12
    2.1.3 燃油修正  12
  2.2 电控点火装置  12-13
    2.2.1 点火提前角控制  12-13
    2.2.2 闭合角控制  13
    2.2.3 爆震控制  13
  2.3 怠速控制  13-14
    2.3.1 怠速控制装置  13
    2.3.2 怠速控制策略  13-14
  2.4 汽车发动机故障形成机理  14-16
    2.4.1 汽车电控元件的故障分类  15-16
    2.4.2 时效故障的性质和特点  16
  2.5 本章小结  16-17
3 诊断系统硬件的设计与开发  17-28
  3.1 Passat 1.8T AWL发动机综合故障试验台的设计  17-25
    3.1.1 移动式电控发动机台架的设计  17-20
    3.1.2 原车电路及信号显示装置的设计  20-22
    3.1.3 信号检测及故障诊断接口的设计  22-23
    3.1.4 旋钮开关式故障模拟系统的设计  23-25
  3.2 多功能数据采集卡的选择  25-26
  3.3 PC机的选抒  26-27
  3.4 本章小结  27-28
4 诊断系统软件的设计与开发  28-37
  4.1 虚拟仪器与LabvIEW  28
  4.2 系统软件的设计  28-36
    4.2.1 用户身份确认界面的设计  29-31
    4.2.2 离线模拟诊断系统的设计  31-32
    4.2.3 在线实时诊断系统的设计  32-33
    4.2.4 标准数据查询模块的设计  33-36
  4.3 本章小结  36-37
5 试验结果及分析  37-58
  5.1 AWL发动机传感器的试验结果及分析  37-51
    5.1.1 进气流量传感器  37-39
    5.1.2 节气门角度传感器  39-42
    5.1.3 转速传感器  42-44
    5.1.4 霍尔传感器  44-46
    5.1.5 冷却液温度传感器  46-48
    5.1.6 增压压力传感器  48-51
  5.2 AWL发动机执行器的试验结果及分析  51-55
    5.2.1 点火模块  51-53
    5.2.2 喷油器电磁阀  53-55
  5.3 教学应用之故障实例分析  55-57
    5.3.1 冷却液温度传感器损坏引起的发动机起动困难  55-56
    5.3.2 点火模块线束磨损搭铁引起的发动机动力不足  56-57
  5.4 本章小结  57-58
6 论文总结与展望  58-59
  6.1 论文总结  58
  6.2 展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-61

基于虚拟仪器的轿车发动机故障诊断教学系统的设计与开发

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