labview的发动机测功系统设计(附件)
本文叙述了国内外汽车发动机测功技术的发展历史，阐述了虚拟仪器的概念和特点，说明了虚拟仪器技术在汽车功率的测量方面的巨大优势，指出了虚拟仪器必将广泛应用于发动机功率的测量系统。本文使用LabVIEW软件作为设计平台，采用无负荷测功法对传统的汽车功率检测系统进行了重新设计，设计出了一套基于LabVIEW软件的发动机测功新系统。与传统发动机测功系统相比，新设计的系统由于采用了模块化的设计，它所使用的硬件通用性更好，结构组成得到了大幅优化，硬件的购置成本大幅降低。虽然物理结构上有所简化，但它的使用功能与传统系统相比不但没有减少，反而更加多样化，在实际应用中也更加灵活。可见在不久的将来，LabVIEW技术必将广泛应用于发动机功率的测量。关键词 发动机，无负荷测功，虚拟仪器，LabVIEW 目 录
1 引言 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外汽车检测技术发展现状 1
1.3 研究内容 3
2 虚拟仪器和LabVIEW技术 3
2.1 虚拟仪器 3
2.2 虚拟仪器软件开发平台LabVIEW 4
3 发动机测功的基本原理 6
3.1 瞬时功率测量原理 8
3.2 平均功率测量原理 9
3.3 无负载发动机测功法参数获取 9
3.4 各缸功率均衡性的检测 10
4 发动机测功系统设计 11
4.1 测功系统硬件选取 12
4.2 测功系统软件设计 15
5 发动机功率的测取 21
5.1 测量前的准备 21
5.2功率测量操作步骤 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
1.1 研究目的及意义
对于每一辆汽车来说，人们首先关注的是它的动力性能，而汽车的动力性能在很大程度上由其搭载的发动机的功率输出情况所决定。在这个时候，一套高效、精确的发动机测功系统在人们客观评价一辆车的动力性的过程中，往往起着举足轻重的作用。
传统的发动机测功系统需要使用各种专业的测量仪器、数据
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
br /> 参考文献 25
1 引言
1.1 研究目的及意义
对于每一辆汽车来说，人们首先关注的是它的动力性能，而汽车的动力性能在很大程度上由其搭载的发动机的功率输出情况所决定。在这个时候，一套高效、精确的发动机测功系统在人们客观评价一辆车的动力性的过程中，往往起着举足轻重的作用。
传统的发动机测功系统需要使用各种专业的测量仪器、数据的整合分析仪器以及控制开关等装置对汽车发动机的输出功率的进行测取，这些仪器开关往往使用不同的接口和传输协议，其中部分仪器还需要外接电源。这使得整个系统组成十分的庞杂，体积巨大，存放占用空间很大，使用成本高昂且测功效率较低（只能进行该系统最初设计时的测功作业，难以根据实际使用需求进行对系统进行改动），此外传统的测功系统由于使用的仪器开关数量众多，在便携性上有很大的不足。一直以来发动机测功系统的研发者们都在发动机测功的道路上苦苦探索，他们不断尝试研发更简单、更有效、更精确的发动机功率检测方法，将当代最先进的技术融入到功率检测系统之中以制造出最好的测功仪器。
伴随测量技术、计算机技术以及自动化技术的不断发展而迅速崛起的虚拟仪器技术，凭借强大的功能和灵活性以及友好的操作界面等优点被加入到汽车发动机功率的检测技术之中。依靠独特的虚拟仪器技术，新型测功系统可以将许多仪器开关集成到计算机之中，从而免去了各种物理面板以及相配套的连接线和接口，减少了硬件的数量。与传统测功系统相比，它只需要少量的硬件，对测功系统的物理组成进行大规模的简化，大大降低了购买系统硬件的花费，与此同时还减小了摆放系统所需要占用的空间。此外由于早在系统的设计之初就采用了模块化的设计思路，采用了虚拟仪器技术的发动机测功系统往往具有更好的可塑性和拓展性，一套系统可以经过十分方便的改进完成超出设计之初的更多任务，其使用效率更高。有鉴于此，发动机测功系统应用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW将是发动机测功系统的发展趋势。
1.2 国内外汽车检测技术发展现状
自从十九世纪末汽车诞生以来，汽车行业一直在不停地发展进步，与之息息相关的汽车检测技术也在不断地与时俱进。早在二十世纪的五十年代，国外以美国以及英、法、德等为代表的工业发达国家就已经发明了一些汽车的单项检测诊断技术和相应的检测仪器，这些检测技术的发展初衷是对汽车故障做出诊断以及对汽车的性能调试提供依据【1】。当时检测人员已经可以对汽车的发动机运行状况、汽车行驶速度、汽车的尾气排放状况等项目进行检测。在二十世纪六十年代，国外发达国家的汽车测检技术从单项检测技术发展到集成多项检测项目的综合检测技术，此时开始出现机电一体化的检测技术和电子检测技术。到了二十世纪七十年代，自动化开始成为汽车检测技术发展的趋势，检测过程的控制、数据的采集和处理以及显示存储都已实现了自动化，检测结果可以按照事先的设定自动储存并将结果打印出来，此外汽车检测开始向着现代集成化方向发展，现代检测技术的开始出现。
经过十多年的发展，工业发达国家的现代汽车检测技术已经发展的相当成熟并广泛应用于汽车行业。检测人员可以对汽车进行全面详细的检测，人们得以对受检汽车有一个全方位的了解。除了社会上应政府需要而发展起来的众多的汽车检测站，汽车制造的终端装配厂商和汽车维修企业自己也会在内部设立汽车检测部门使用先进的检测技术对汽车进行检测，这样方便了装配厂商对汽车产品质量的控制和汽修企业对在修汽车是否完成维修的评定。
我国对汽车检测技术的研究始于二十世纪六十年代，当时只是研究了一些十分简单的检测仪器例如发动机点火正时灯和发动机漏气量检测仪【1】。二十世纪七十年代，我国开始重视汽车检测技术的发展，在国家科学委员会的开发应用项目中，就包含有对汽车不解体检测设备及技术研究开发项目。此外，我国国内的第一台惯性式汽车制动试验台、发动机综合检测仪等汽车检测设备也是在这段时间在交通部的主导下研制成功【1】。在这段时间内，我国的汽车检测技术得到了较大的发展。时间到了二十世纪八十年代，我国不仅建成了国内第一家功能结构完整的综合汽车检测站，还建立了覆盖全国的汽车检测网。年和年，我国颁布了对于汽车检测技术的相关管理规定和汽车检测站的管理办法对国内的汽车检测进行规范和约束【1】。
进入新世纪，国内汽车检测技术飞速发展，开始快速追赶发达国家的步伐，汽车检测开始融入电子信息技术，向着电子化、集成化方向发展，基于虚拟仪器软件开发平台LabVIEW的汽车发动机测功系统正好顺应了汽车检测技术发展的这一趋势。
1.3 研究内容
本文以发动机测功的基本原理为基础，利用Labview强大的数据处理和显示功能对采集的数据进行实时处理、分析、显示及存储，对原有的传统发动机测功系统进行重新设计，建立一套基于Labview软件的新型发动机测功系统。具体研究内容如下：
了解虚拟仪器以及其软件设计平台Labview，掌握利用Labview进行系统设计的方法、特点；
2）了解发动机测功的基本原理及测试方法，确定测功系统的测功方法以及相关参数；
3）为测功系统选取合适的硬件；
4）使用Labview软件设计测功系统的软件部分。
2 虚拟仪器和LabVIEW技术
2.1 虚拟仪器
2.1.1 虚拟仪器的概念
虚拟仪器，英文名称Virtua Instrument,简称VI。虚拟仪器采用计算机（本文主要指的是微型计算机）作为其硬件的核心，通过将计算机技术和测量系统相互融合的方式，用虚拟仪器软件替代传统测量仪器中使用的一些硬件的功能并
1 引言 1
1.1 研究目的及意义 1
1.2 国内外汽车检测技术发展现状 1
1.3 研究内容 3
2 虚拟仪器和LabVIEW技术 3
2.1 虚拟仪器 3
2.2 虚拟仪器软件开发平台LabVIEW 4
3 发动机测功的基本原理 6
3.1 瞬时功率测量原理 8
3.2 平均功率测量原理 9
3.3 无负载发动机测功法参数获取 9
3.4 各缸功率均衡性的检测 10
4 发动机测功系统设计 11
4.1 测功系统硬件选取 12
4.2 测功系统软件设计 15
5 发动机功率的测取 21
5.1 测量前的准备 21
5.2功率测量操作步骤 21
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
1.1 研究目的及意义
对于每一辆汽车来说，人们首先关注的是它的动力性能，而汽车的动力性能在很大程度上由其搭载的发动机的功率输出情况所决定。在这个时候，一套高效、精确的发动机测功系统在人们客观评价一辆车的动力性的过程中，往往起着举足轻重的作用。
传统的发动机测功系统需要使用各种专业的测量仪器、数据
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
br /> 参考文献 25
1 引言
1.1 研究目的及意义
对于每一辆汽车来说，人们首先关注的是它的动力性能，而汽车的动力性能在很大程度上由其搭载的发动机的功率输出情况所决定。在这个时候，一套高效、精确的发动机测功系统在人们客观评价一辆车的动力性的过程中，往往起着举足轻重的作用。
传统的发动机测功系统需要使用各种专业的测量仪器、数据的整合分析仪器以及控制开关等装置对汽车发动机的输出功率的进行测取，这些仪器开关往往使用不同的接口和传输协议，其中部分仪器还需要外接电源。这使得整个系统组成十分的庞杂，体积巨大，存放占用空间很大，使用成本高昂且测功效率较低（只能进行该系统最初设计时的测功作业，难以根据实际使用需求进行对系统进行改动），此外传统的测功系统由于使用的仪器开关数量众多，在便携性上有很大的不足。一直以来发动机测功系统的研发者们都在发动机测功的道路上苦苦探索，他们不断尝试研发更简单、更有效、更精确的发动机功率检测方法，将当代最先进的技术融入到功率检测系统之中以制造出最好的测功仪器。
伴随测量技术、计算机技术以及自动化技术的不断发展而迅速崛起的虚拟仪器技术，凭借强大的功能和灵活性以及友好的操作界面等优点被加入到汽车发动机功率的检测技术之中。依靠独特的虚拟仪器技术，新型测功系统可以将许多仪器开关集成到计算机之中，从而免去了各种物理面板以及相配套的连接线和接口，减少了硬件的数量。与传统测功系统相比，它只需要少量的硬件，对测功系统的物理组成进行大规模的简化，大大降低了购买系统硬件的花费，与此同时还减小了摆放系统所需要占用的空间。此外由于早在系统的设计之初就采用了模块化的设计思路，采用了虚拟仪器技术的发动机测功系统往往具有更好的可塑性和拓展性，一套系统可以经过十分方便的改进完成超出设计之初的更多任务，其使用效率更高。有鉴于此，发动机测功系统应用虚拟仪器软件开发平台LabVIEW将是发动机测功系统的发展趋势。
1.2 国内外汽车检测技术发展现状
自从十九世纪末汽车诞生以来，汽车行业一直在不停地发展进步，与之息息相关的汽车检测技术也在不断地与时俱进。早在二十世纪的五十年代，国外以美国以及英、法、德等为代表的工业发达国家就已经发明了一些汽车的单项检测诊断技术和相应的检测仪器，这些检测技术的发展初衷是对汽车故障做出诊断以及对汽车的性能调试提供依据【1】。当时检测人员已经可以对汽车的发动机运行状况、汽车行驶速度、汽车的尾气排放状况等项目进行检测。在二十世纪六十年代，国外发达国家的汽车测检技术从单项检测技术发展到集成多项检测项目的综合检测技术，此时开始出现机电一体化的检测技术和电子检测技术。到了二十世纪七十年代，自动化开始成为汽车检测技术发展的趋势，检测过程的控制、数据的采集和处理以及显示存储都已实现了自动化，检测结果可以按照事先的设定自动储存并将结果打印出来，此外汽车检测开始向着现代集成化方向发展，现代检测技术的开始出现。
经过十多年的发展，工业发达国家的现代汽车检测技术已经发展的相当成熟并广泛应用于汽车行业。检测人员可以对汽车进行全面详细的检测，人们得以对受检汽车有一个全方位的了解。除了社会上应政府需要而发展起来的众多的汽车检测站，汽车制造的终端装配厂商和汽车维修企业自己也会在内部设立汽车检测部门使用先进的检测技术对汽车进行检测，这样方便了装配厂商对汽车产品质量的控制和汽修企业对在修汽车是否完成维修的评定。
我国对汽车检测技术的研究始于二十世纪六十年代，当时只是研究了一些十分简单的检测仪器例如发动机点火正时灯和发动机漏气量检测仪【1】。二十世纪七十年代，我国开始重视汽车检测技术的发展，在国家科学委员会的开发应用项目中，就包含有对汽车不解体检测设备及技术研究开发项目。此外，我国国内的第一台惯性式汽车制动试验台、发动机综合检测仪等汽车检测设备也是在这段时间在交通部的主导下研制成功【1】。在这段时间内，我国的汽车检测技术得到了较大的发展。时间到了二十世纪八十年代，我国不仅建成了国内第一家功能结构完整的综合汽车检测站，还建立了覆盖全国的汽车检测网。年和年，我国颁布了对于汽车检测技术的相关管理规定和汽车检测站的管理办法对国内的汽车检测进行规范和约束【1】。
进入新世纪，国内汽车检测技术飞速发展，开始快速追赶发达国家的步伐，汽车检测开始融入电子信息技术，向着电子化、集成化方向发展，基于虚拟仪器软件开发平台LabVIEW的汽车发动机测功系统正好顺应了汽车检测技术发展的这一趋势。
1.3 研究内容
本文以发动机测功的基本原理为基础，利用Labview强大的数据处理和显示功能对采集的数据进行实时处理、分析、显示及存储，对原有的传统发动机测功系统进行重新设计，建立一套基于Labview软件的新型发动机测功系统。具体研究内容如下：
了解虚拟仪器以及其软件设计平台Labview，掌握利用Labview进行系统设计的方法、特点；
2）了解发动机测功的基本原理及测试方法，确定测功系统的测功方法以及相关参数；
3）为测功系统选取合适的硬件；
4）使用Labview软件设计测功系统的软件部分。
2 虚拟仪器和LabVIEW技术
2.1 虚拟仪器
2.1.1 虚拟仪器的概念
虚拟仪器，英文名称Virtua Instrument,简称VI。虚拟仪器采用计算机（本文主要指的是微型计算机）作为其硬件的核心，通过将计算机技术和测量系统相互融合的方式，用虚拟仪器软件替代传统测量仪器中使用的一些硬件的功能并
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