发动机功率测试系统(附件)
研究该课题是为了开发出一套车用发动机的功率测试系统。该系统能够通过测量发动机的转速和转矩，继而完成对发动机功率的测量。同时对相关数据进行存储和显示。由于计算机技术的不断成熟，虚拟仪器技术逐渐被广泛的应用。为了设计出合适的系统，同时结合当前的测试技术和现实的实验条件。本课题的硬件平台选用了工业计算机和数据采集设备，软件开发平台则是labview,同时也配备了必要的传感器、信号调理设备。该系统通过选用合适的计算发动机功率的参数，利用具体的计算功率的公式，设计出发动机的实际功率。根据发动机的实际工况，自动采集和存储发动机的功率相关参数。另外，在labview软件平台上，实验数据能够被实时处理和显示，并且根据相关显示结果，能够对试验作出总结。关键词 发动机，虚拟仪器，labview，功率测试
目录
1 引言 1
1.1 课题研究背景及目的 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究任务 2
2 虚拟仪器技术 3
2.1 虚拟仪器的定义 3
2.2 虚拟仪器的结构 3
2.3 虚拟仪器的开发平台—LabVIEW 4
3 系统设计 5
3.1 系统的设计要求 5
3.2 系统结构 6
3.3 硬件部分 6
3.4 软件部分 10
结论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 引言
1.1 课题研究背景及目的
近代百年以来，汽车技术的不断更新成熟，某种程度上也深刻反应了一个时代的特征。出于便利出行的目的，现代人们对汽车的各种性能也有了更高的要求，尤其是汽车的动力性、经济性、环保性等。而作为汽车的心脏部位——发动机，不管是其故障频率发生率之高，还是其性能提升之难都尤为罕见。因此对发动机各种性能测试的研究越加深入，对发动机功率测试的研究也是其中一项。同时，尽管车辆都会配有具体的性能参数，但是值得注意的是，因为动力在传播过程中要经过多道“阻碍”（变速箱、传动轴等），所以标明的汽车参数在实车运行中并不准确。为了更准确的测取汽车的功率参数，使其参考价值更大，对汽车发动机功率进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
行测试就显得非常必要。
我国在汽车业的发展日新月异，汽车业在各地市成为拉动经济飞速发展的强大马力。作为汽车四大组成部分中最重要的一部分——发动机的各种性能与汽车的动力性、经济性、环保性等性能息息相关。各国争相争夺制造业高精端，故而我国在汽车发动机的研发上也非常重视。通过大量的实验，对发动机各项性能指标进行测量，进而实时掌握汽车的运行状况是目前检测技术发展的一个重要方向。
传统的发动机功率测试设备没有结合新兴科学技术，存在着各种不足。诸如功能不全面，技术不过硬，效率不高，软硬件兼容困难，设备的成长性和扩展性差等问题，进而造成不能共享软硬件资源，资源浪费，生产效率下降等问题。上述可知，传统测试仪器不够系统、不够全面，在实验数据的利用上效率也并不高。
故而，通过联合相关传感器、数据采集卡等硬件设备与计算机软件相结合，充分利用计算机的强大计算能力和软件的广泛适用性，使检测技术的效率和精度大大提高，不失为一项极为有意义的课题研究。
1.2 国内外研究现状
尽管发动机功率检测方式众多，但是根据功率测试的基本原理，基本可以将其分为两类：有负荷测功和无负荷测功。
顾名思义，有负荷测功是通过对发动机施加负荷的基本原理来达到功率测试的目的。而有负荷测功有多种方式，任何可以对发动机施加阻力的成熟测功机都各有其特点。总的来说，有负荷测功机通常显示比较直接方便，测量的精确度比较高。而体积庞大，经济性差，操作复杂，不易上手等问题也同样不容忽视。
无负荷测功的优点在于不需要实验台架，检测可移动进行，缺点在于测量精度不是很高。其中加速时间法应用最为广泛；角加速度法实质上是求任意时刻的瞬时功率然后用微积分的思想求其平均功率；功率平均法实上是一种测量相对功率的方法，相对而言，功率平均法整个测量过程不受人工干预，从而避免了人为误差[11]。其测量精度相对更高。
进入21世纪以来，因为现代科学技术的不断成熟，所以基于虚拟仪器技术的现代检测技术也不断发展进步。发展初期，检测技艺多为手动、自动结合，极为不便；随后发动机的测试能力逐渐成熟，自动化程度越来越高、测量精度越来越好、实时性也得到了很大的提高。人们称此变化为所谓智能化抑或者说是微机化。简单讲也就是利用软件或者单片机实现系统在数据存储、数据显示、数据采集上的功能。同时，虚拟仪器技术的成熟，也使其的应用范围愈发广泛，去硬件化也逐渐走出了一条较为明朗的路径。
如今，随着虚拟仪器技术的日趋成熟，各种检测仪器越来越先进，所能取得的测量精度也更加精确。可以说，如今修理汽车的大部分常见故障，并不需要特别的麻烦。现代汽车携带的自检测系统就足以解决绝大部分常见故障。维修人员一般都能够利用自检测仪器查出故障的部位，继而实现快速、高效的维修。当然，自检测系统解决不了所有的故障问题，还有一些综合的故障需要维修人员凭借自身的经验进行汽车的维修。
1.3 本课题研究任务
本课题的任务是利用现有的仪器设备，充分利用计算机的强大计算能力、labview软件强大的数据库、现代高精传感器、数据采集卡等东西，设计出合适、基本功能完整的发动机功率测试系统。
根据发动机转速传感器和发动机转矩传感器传输的数据，在利用相应的功率测试的公式，本系统应该能够实现发动机的功率测试功能。该功能的最大特点应该是实时性，即测试的结果应该随采集到的参数的变化而变化。此外，该系统还应该能够对数据和实验结果作出总结。设计系统过程中，我们应该做到如下要求：
熟读熟记国家在发动机功率检测方面的法律法规，熟练掌握相关的测试规范、测试流程。搞懂该课题所用到的发动机结构、功率测试方面的原理，对其他测功原理也当有所涉猎。正确选取相关传感器、数据采集卡，并且知道为什么这么选，同时能够在老师的帮助下准确连线，将硬件部分整合起来。软件部分，选用labview软件平台，合理选用与labview版本相匹配的DAQ插件，进行数据采集系统的相关设计，还有利用图形化的labview编程环境，进行简单的发动机功率转化的后面板程序流程图连线。当然，连线接头，将硬件部分依据数据流向依次连接，再将连接好的硬件部分与计算机连通，实现整个系统的整合是最后一步。
目录
1 引言 1
1.1 课题研究背景及目的 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题研究任务 2
2 虚拟仪器技术 3
2.1 虚拟仪器的定义 3
2.2 虚拟仪器的结构 3
2.3 虚拟仪器的开发平台—LabVIEW 4
3 系统设计 5
3.1 系统的设计要求 5
3.2 系统结构 6
3.3 硬件部分 6
3.4 软件部分 10
结论 20
致 谢 21
参考文献 22
1 引言
1.1 课题研究背景及目的
近代百年以来，汽车技术的不断更新成熟，某种程度上也深刻反应了一个时代的特征。出于便利出行的目的，现代人们对汽车的各种性能也有了更高的要求，尤其是汽车的动力性、经济性、环保性等。而作为汽车的心脏部位——发动机，不管是其故障频率发生率之高，还是其性能提升之难都尤为罕见。因此对发动机各种性能测试的研究越加深入，对发动机功率测试的研究也是其中一项。同时，尽管车辆都会配有具体的性能参数，但是值得注意的是，因为动力在传播过程中要经过多道“阻碍”（变速箱、传动轴等），所以标明的汽车参数在实车运行中并不准确。为了更准确的测取汽车的功率参数，使其参考价值更大，对汽车发动机功率进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
行测试就显得非常必要。
我国在汽车业的发展日新月异，汽车业在各地市成为拉动经济飞速发展的强大马力。作为汽车四大组成部分中最重要的一部分——发动机的各种性能与汽车的动力性、经济性、环保性等性能息息相关。各国争相争夺制造业高精端，故而我国在汽车发动机的研发上也非常重视。通过大量的实验，对发动机各项性能指标进行测量，进而实时掌握汽车的运行状况是目前检测技术发展的一个重要方向。
传统的发动机功率测试设备没有结合新兴科学技术，存在着各种不足。诸如功能不全面，技术不过硬，效率不高，软硬件兼容困难，设备的成长性和扩展性差等问题，进而造成不能共享软硬件资源，资源浪费，生产效率下降等问题。上述可知，传统测试仪器不够系统、不够全面，在实验数据的利用上效率也并不高。
故而，通过联合相关传感器、数据采集卡等硬件设备与计算机软件相结合，充分利用计算机的强大计算能力和软件的广泛适用性，使检测技术的效率和精度大大提高，不失为一项极为有意义的课题研究。
1.2 国内外研究现状
尽管发动机功率检测方式众多，但是根据功率测试的基本原理，基本可以将其分为两类：有负荷测功和无负荷测功。
顾名思义，有负荷测功是通过对发动机施加负荷的基本原理来达到功率测试的目的。而有负荷测功有多种方式，任何可以对发动机施加阻力的成熟测功机都各有其特点。总的来说，有负荷测功机通常显示比较直接方便，测量的精确度比较高。而体积庞大，经济性差，操作复杂，不易上手等问题也同样不容忽视。
无负荷测功的优点在于不需要实验台架，检测可移动进行，缺点在于测量精度不是很高。其中加速时间法应用最为广泛；角加速度法实质上是求任意时刻的瞬时功率然后用微积分的思想求其平均功率；功率平均法实上是一种测量相对功率的方法，相对而言，功率平均法整个测量过程不受人工干预，从而避免了人为误差[11]。其测量精度相对更高。
进入21世纪以来，因为现代科学技术的不断成熟，所以基于虚拟仪器技术的现代检测技术也不断发展进步。发展初期，检测技艺多为手动、自动结合，极为不便；随后发动机的测试能力逐渐成熟，自动化程度越来越高、测量精度越来越好、实时性也得到了很大的提高。人们称此变化为所谓智能化抑或者说是微机化。简单讲也就是利用软件或者单片机实现系统在数据存储、数据显示、数据采集上的功能。同时，虚拟仪器技术的成熟，也使其的应用范围愈发广泛，去硬件化也逐渐走出了一条较为明朗的路径。
如今，随着虚拟仪器技术的日趋成熟，各种检测仪器越来越先进，所能取得的测量精度也更加精确。可以说，如今修理汽车的大部分常见故障，并不需要特别的麻烦。现代汽车携带的自检测系统就足以解决绝大部分常见故障。维修人员一般都能够利用自检测仪器查出故障的部位，继而实现快速、高效的维修。当然，自检测系统解决不了所有的故障问题，还有一些综合的故障需要维修人员凭借自身的经验进行汽车的维修。
1.3 本课题研究任务
本课题的任务是利用现有的仪器设备，充分利用计算机的强大计算能力、labview软件强大的数据库、现代高精传感器、数据采集卡等东西，设计出合适、基本功能完整的发动机功率测试系统。
根据发动机转速传感器和发动机转矩传感器传输的数据，在利用相应的功率测试的公式，本系统应该能够实现发动机的功率测试功能。该功能的最大特点应该是实时性，即测试的结果应该随采集到的参数的变化而变化。此外，该系统还应该能够对数据和实验结果作出总结。设计系统过程中，我们应该做到如下要求：
熟读熟记国家在发动机功率检测方面的法律法规，熟练掌握相关的测试规范、测试流程。搞懂该课题所用到的发动机结构、功率测试方面的原理，对其他测功原理也当有所涉猎。正确选取相关传感器、数据采集卡，并且知道为什么这么选，同时能够在老师的帮助下准确连线，将硬件部分整合起来。软件部分，选用labview软件平台，合理选用与labview版本相匹配的DAQ插件，进行数据采集系统的相关设计，还有利用图形化的labview编程环境，进行简单的发动机功率转化的后面板程序流程图连线。当然，连线接头，将硬件部分依据数据流向依次连接，再将连接好的硬件部分与计算机连通，实现整个系统的整合是最后一步。
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