汽车发动机转速测量系统研究

这是车辆电子控制技术的一个课程作业：设计一个电控系统（硬件和软件），该系统可按照SAEJ1939采集发动机油门踏板和发动机转速信号，如果监测到的发动机转速超过1600rpm，则控制发动机转速稳定工作在1600rpm。

要求：画出电路原理图和PCB图（自行选择单片机、接口电路和绘图软件），给出相关的源程序（编程语言不限）。

备注：禁止任何形式的抄袭，如发现抄袭无论被抄袭者还是抄袭者，该作业一律0分。

发动机转速信采集与控制的设计作业分析：为完成此项目，首先要确定硬件系统，从而利于进行软件的设计；第二了解SAEJ1939通讯协议，以便进行发动机油门踏板信号和发动机转速信号的解析；第三进行软件编程，实现对硬件系统的初始化，通过CAN总线接收油门踏板信号与转速信号的数值，控制电路实现对发动机稳定转速1600rpm的控制。

（一）硬件系统设计系统核心MCU采用MC9S12XDP512单片机，负责采集传感信号，实现CAN总线通讯，输出信号控制输出电路。

整车硬件系统采用MC9S12XDP512单片机，由频率量采样电路、模拟量采样电路、驱动电路、CAN总线通讯电路组成，通讯速率250kps。

图1 硬件系统原理频率量采样电路实现对发动机转速、空气流量传感器等具有脉冲输出的功能信号的采集，同时也能实现对开在信号的采集。

模拟量采样电路可以实现对怠速、点火、启动、空档、空调等开关信号的采集，也能实现对空气流量传感器、曲轴、凸轮轴、节气门等位置传感器信号的采集，还能实现对进气、冷却液等热电阻温度传感器信号的采集。

驱动电路实现对电磁喷油器的PWM控制，对电动汽油泵继电器的通断控制。

CAN总线接口电路实现与整车总线的连接，采集发动机转速、油门的开度信号；实现数据的上传；实现软件升级下载。

1. 供电电路设计图2 供电电路设计设定车载供电为24V，电压波动范围是16V至32V。

如果车载供电电压为12V，则将LM2937－12的输入与输出短接即可。

测功机的原理测功机的原理测功机，又称为发动机试验台或发动机台架，是一种用于测量和评估发动机性能的设备。

其基本原理是通过对发动机施加负载并测量相关参数来评估发动机的功率输出和效率。

测功机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 减速器：发动机的输出轴通过减速器与测功机上的负载机构相连。

减速器的作用是将发动机的高速旋转转换为负载机构所需要的低速高扭矩输出。

2. 负载机构：负载机构用于对发动机施加负载，并通过负载的变化来测量发动机的性能参数。

有两种常用的负载类型：液力负载和电力负载。

液力负载通过流体动力传递负载到发动机，而电力负载则通过电机反馈负载到发动机。

3. 测量系统：测功机配备有一套完整的测量系统，用于测量发动机的转速、扭矩、温度和燃油消耗等参数。

这些参数通常通过传感器获取，并通过数据采集设备转换为数字信号。

4. 控制系统：控制系统负责控制测功机的操作和调节负载，以达到测试要求。

控制系统通常由计算机控制，通过预先设定的控制算法控制负载机构的运行。

5. 数据分析与显示：测功机上安装了一个数据分析与显示系统，用于实时监测和显示测量数据，并对数据进行分析。

通过数据分析，可以评估发动机的性能指标，并检测发动机的故障。

测功机的原理是基于能量守恒和力学原理。

发动机通过燃烧燃料产生的化学能转化为机械能，然后传递到测功机上的负载机构。

测功机的负载机构将发动机的机械能转化为米制物理学中的功，通过测量功和相关参数，可以计算出发动机的功率输出和效率。

在实际使用测功机进行测试时，首先将发动机安装于测功机上，并连接好电气和机械连接。

然后根据所需的测试要求，通过控制系统设定负载和运行参数。

接下来，控制系统将发动机启动并使其达到稳定运行状态，并开始记录测量参数，如转速、扭矩、燃油消耗等。

根据这些参数，可以计算出发动机的有效功率、效率和其他性能指标。

测功机广泛应用于发动机制造、研究开发和故障诊断等领域。

它可以对各种类型的发动机进行测试和评估，包括汽车发动机、船舶发动机、飞机发动机等。

发动机实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对发动机的性能参数进行测试和分析，掌握发动机的工作原理和性能特点，为进一步的研究和应用提供数据支持。

二、实验原理。

发动机是一种能够将燃料的化学能转化为机械能的装置，其工作原理主要包括进气、压缩、爆燃和排气四个过程。

在发动机工作时，气缸内的活塞做往复运动，通过连杆和曲轴将活塞的往复运动转化为旋转运动，驱动机械设备工作。

三、实验内容。

1. 测量发动机的转速和扭矩曲线；2. 测量发动机的燃油消耗率和排气温度；3. 测量发动机的功率和热效率。

四、实验步骤。

1. 将发动机连接到测功机上，测量发动机在不同转速下的扭矩曲线；2. 使用燃油消耗量计和排气温度计，测量发动机在不同工况下的燃油消耗率和排气温度；3. 根据测得的数据，计算发动机的功率和热效率。

五、实验数据处理。

1. 根据测得的扭矩曲线和转速曲线，绘制发动机的动力性能曲线；2. 根据测得的燃油消耗率和排气温度，分析发动机的燃烧效率和排放特点；3. 计算发动机的功率和热效率，并进行数据对比和分析。

六、实验结果与分析。

通过实验测得的数据和曲线分析，得出了发动机在不同工况下的性能特点和燃烧特性。

发动机的动力性能曲线表现出了明显的峰值，燃油消耗率和排气温度也呈现出一定的规律性。

通过计算得出的功率和热效率数据，可以直观地反映出发动机的工作状态和性能表现。

七、实验结论。

本实验通过对发动机的性能参数进行测试和分析，全面了解了发动机的工作原理和性能特点。

实验结果表明，发动机在不同工况下具有不同的性能表现，燃油消耗率和排气温度也受到一定的影响。

通过对发动机的功率和热效率进行计算和分析，可以更好地评估发动机的工作状态和性能指标。

八、实验改进与展望。

在今后的实验工作中，可以进一步完善实验方案，增加更多的参数测量和分析，以更全面地了解发动机的性能特点和工作状态。

同时，也可以结合实际应用，对发动机的性能进行优化和改进，提高其工作效率和环保性能。

篇一：发动机实验报告柴油机性能试验报告班级：姓名：学号：柴油机负荷特性实验一、实验目的1．掌握柴油机负荷特性的试验方法。

了解电涡流测功机、油耗仪、转速传感器、扭矩传感器、温度传感器的测量原理和使用方法。

2．熟悉负荷特性试验测试数据的分析和处理方法，绘制柴油机负荷特性曲线并分析其经济性。

二、实验原理当转速n保持不变时，柴油机某些性能参数随负荷的改变而变化的关系称为负荷特性。

三、实验设备 1.试验用柴油机一台。

2.功率测量设备：电涡流测功机3.燃油消耗量测量：油耗仪4.转速测量传感器。

5.压力传感器、温度传感器。

6. fc3000发动机测控系统。

四、实验步骤 1.开机(1)检查发动机和测功机各连接件的螺丝和螺栓的松紧度、如发现过松须将其拧紧。

(2)先将测功机冷却水进水阀打开。

(3)将油耗仪电源打开。

(4)将启动稳压电源插头插到墙上的插座中,合上开关。

(5)打开控制台电源、将控制台下油门励磁控制仪打开、励磁电源开关打开、（注意：如果测功机冷却水未开、当油门励磁控制仪打开时会出现报警现象、这时需将测功机冷却水进水阀打开、复位可消除）(6)将启动钥匙顺时针转到底启动发动机，逐步将转速升高至标定转速。

2.实验(1)机器发动起来后，首先将控制模式选定“n/m”方式，将转速设定为2200r/min，扭矩设定为最大负荷点的数值，使柴油机在该状态运行2-3分钟，待热稳定后记录一次数据。

(2)将扭矩设定为次大负荷点的数值，使柴油机在该状态运行2-3分钟，待热稳定后,将控制切换到“m / n”模式, 使柴油机在该状态运行2-3分钟, 待工况稳定后,记录一次数据。

(3)按上述步骤逐渐减小负荷测量,直到负荷特性曲线上的实验点全部做完，共做10个工况。

在试验中，每调节一次负荷，应同时调节油门位置，使转速保持不变。

各次测量均需同时记录下列参数：功率pe、扭矩te，燃油消耗量b、燃油消耗率be、排烟温度、机油温度等,一起填入表1所示的表格中。

基于曲轴信号测转速的计算方法随着汽车、船舶、飞机等交通工具的使用日益普及，发动机的性能和稳定性成为了人们关注的焦点之一。

而发动机的转速是其性能和稳定性的重要指标之一。

为了准确地测量发动机的转速，工程师们设计了多种计算方法，其中基于曲轴信号的测转速方法是其中一种。

在本文中，我将详细介绍基于曲轴信号测转速的计算方法，并探讨其在实际工程中的应用。

一、曲轴信号的获取1. 在传统内燃机中，曲轴通常安装有一块齿轮，该齿轮通过传感器可产生一个脉冲信号。

2. 这个脉冲信号的频率与发动机的转速成正比，通过采集并处理这个信号，即可得到发动机的转速数据。

二、计算方法1. 频率计数法通过测量单位时间内脉冲信号的数量，再经过一定的处理，即可得到发动机的转速。

2. 数字滤波平均法利用数字滤波器对脉冲信号进行平均滤波，减小噪声对测量结果的影响，提高转速测量的准确性。

3. 相位锁定环法通过锁定脉冲信号的相位差，提高转速测量的精度和稳定性。

三、应用案例1. 汽车发动机的转速测量在汽车领域，利用曲轴信号进行转速测量是非常常见的。

通过测量发动机每分钟的转数，可以为驾驶员提供及时准确的参考数据，帮助其合理驾驶车辆。

2. 船舶发动机的转速测量在航海领域，船舶发动机的转速对于船只的航行稳定性至关重要。

利用曲轴信号测量转速，可以帮助船长及时调整船速，保证船只在航行中的安全和稳定。

3. 飞机发动机的转速测量在航空领域，飞机发动机的转速测量同样至关重要。

通过曲轴信号测量，飞行员可以及时掌握发动机的运行状态，确保飞机飞行的安全和稳定。

四、总结基于曲轴信号测转速的计算方法，是一种简单而有效的转速测量技术。

它不仅具有高精度和稳定性，而且在各种交通工具中有着广泛的应用。

随着科技的发展和工程技术的进步，基于曲轴信号测转速的计算方法将会得到进一步的优化和改进，为交通工具的运行安全和稳定性提供更好的保障。

基于曲轴信号测转速的计算方法是一种非常常见且有效的技术。

发动机实验学院：能源与动力工程学号：1008180141姓名：阳维一、实验目的①、了解发动机实验台架主要仪器设备的功能、组成结构、工作原理；②、学习内燃机性能实验的基本方法，掌握一定的实验操作技能；③、应用课堂学习的相关理论，加深对理论的认识。

二、实验概述发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。

利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。

衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。

由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。

发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。

以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。

然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。

如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。

不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。

图2.1发动机负荷特性三、实验原理及方法发动机原理实验系统框图如图3.1所示。

测控系统通过测功机调节发动机的运行工况，同时测控系统可以实时监测发动机的各种运行参数。

图3.1实验系统框图四、实验仪器设备与条件发动机原理实验所使用的汽车动力装置实验台架为南京理工大学“211”建设项目之一，主要有电涡流测功机，转速转矩测试仪，油耗仪，冷却系统以及测控系统等组成，用于进行汽车发动机（最大功率为100KW，最高转速为6000r/min），变速器等汽车动力装置部件或总成性能及其控制的实验研究，可测试经济性，动力性以及传动效率等性能。

匹配其他相关设备或传感器后，还可测量发动机排气成分，发动机示工图等。