畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_基于單片機(jī)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最大輸出扭矩。最佳提前角是對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而得。設(shè)計(jì)人員將這些數(shù)據(jù)存儲到微機(jī)存儲單元中，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微機(jī)根據(jù)各傳感器的測量數(shù)據(jù)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，查出最佳點(diǎn)火提前角數(shù)值，再通過電子點(diǎn)火器對點(diǎn)火提前角進(jìn)行控制。 3） 通電時(shí)間控制 :點(diǎn)火線圈初級電流的大小與電路的接通時(shí)間有關(guān)，通電時(shí)間越長電流越 大點(diǎn)火能量也越大，但是電流過大將導(dǎo)致點(diǎn)火線圈發(fā)熱甚至損壞且造成能量的浪費(fèi)；同時(shí)線圈中的電流也受電源電壓的影響，在相同的 通電時(shí)間內(nèi)，電源電壓越高線圈電流越大。因此有必要對線圈電路的接通時(shí)間進(jìn)行修正。通電時(shí)間控制方法一般是由微機(jī)從通電時(shí)間與電源電壓關(guān)系曲線中查出通電時(shí)間，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出曲軸轉(zhuǎn)角以決定線圈中的電流的大小。 電 子噴油 電 噴發(fā)動(dòng)機(jī)是采用電子控制裝置 .取代傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng) (如化油器 )來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的供油過程。如汽油機(jī)電噴就是通過各種傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、空燃比 、 油門狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、曲 軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置 。 電子控制裝置根據(jù)這些信號參數(shù) 。計(jì)算并控制發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸所需要的噴油量和噴油時(shí)刻 ,將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進(jìn)氣管中霧化。并與進(jìn)入的空氣氣流混合 ,進(jìn)入燃燒室燃燒 ,從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)和催化轉(zhuǎn)化器始終工作在最佳狀態(tài)。這種由電子系 統(tǒng)控制將燃料由噴油器噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為電噴發(fā)動(dòng)機(jī) 。 電噴發(fā) 噴油器 動(dòng)機(jī)按數(shù)量可分為多點(diǎn)噴射和單點(diǎn)噴射。 剎車 制動(dòng) 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)包括直噴發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理大致情況：一旦駕駛?cè)藛T放開油門，汽車 將 不在繼續(xù)給車輛供應(yīng)保持，怠速 情況所超過 的燃油，雖然此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并非直接正常怠速轉(zhuǎn)速，如 750 或 800 轉(zhuǎn)（不同車輛調(diào)教不同）。原因就在于此時(shí)車輛慣性帶動(dòng) 驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng) 變速箱 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 帶動(dòng)活塞 然后所做的活塞運(yùn)動(dòng) 也就是轉(zhuǎn)速。在這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被動(dòng)影響的過程中，整個(gè)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)以及滾動(dòng)系統(tǒng)將很大程度上消耗汽車原有的慣性前行。這也就是所謂 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 現(xiàn)代轎車的制動(dòng)器有鼓式和盤式兩大類型，它們各有千秋， 但隨著轎車車速的不斷提高，近年來采用盤式制動(dòng)器的轎車日益增多尤其是中高級轎車， 一般都采用了盤式制動(dòng)器。汽車制動(dòng)簡單來講，就是利用摩擦將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成 熱能，使汽車失去動(dòng)能而停止下來。因此，散熱對制動(dòng)系統(tǒng)是十分重要的。如果制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，就會(huì)阻礙能量的轉(zhuǎn)換過程，造成制動(dòng)性能下降。越是跑得快的汽車，制動(dòng)起來所產(chǎn)生的熱量越大，對制動(dòng)性能的影響也越大。解決好散熱問題，對提高汽車的制動(dòng)性能也就起了 很大 的作用。所以，現(xiàn)代轎車的車輪除了使用鋁合金車圈來降低溫度外，還傾向于采用散熱性能較好的盤式制動(dòng)器。 盤式制動(dòng)器又稱為蝶式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤，分泵，制動(dòng)鉗，油管等。制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵 固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來就好像用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。這種制動(dòng)器 散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短時(shí)間內(nèi)令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。反觀鼓式制動(dòng)器，由于散熱性能差，在制動(dòng)過程中會(huì)聚集大量的熱量。制動(dòng)蹄片和輪 鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。當(dāng)然，盤式制動(dòng)器也有自己的缺陷，例如對制動(dòng)器 和制動(dòng)管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小，相對摩擦的工作面也小，需要的制動(dòng)液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用。而鼓動(dòng)制動(dòng)器成本低廉，比較經(jīng)濟(jì)。所以，汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。四輪轎車在制動(dòng)過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車的百分之七十到百分之八十。因此前輪制動(dòng)力要比后輪大 。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省成本，就采用前輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的方式。 四輪盤式制動(dòng)的中高級轎車，采用前輪通風(fēng)盤式制動(dòng)是為了更好地散熱，至于后輪采用非通風(fēng)盤式同樣也是成本的原因。畢竟通風(fēng)盤式的制造工藝要復(fù)雜得多，價(jià)格也就相對貴了。隨著材料科學(xué)的發(fā)展及成本的降低，在汽車領(lǐng)域中，盤式制動(dòng)有逐漸取代鼓式制動(dòng)的趨向。 盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu) ： 它有 轉(zhuǎn)向節(jié) ， 調(diào)整墊片 ， 活塞 ， 制動(dòng)塊總成 ， 導(dǎo)向支承銷 ， 制動(dòng)鉗體 ， 輪輻 ， 回位彈簧 ， 制動(dòng)盤 ， 輪轂 負(fù)荷特性控制機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)矩傳感器可見在發(fā)動(dòng)機(jī)測功率測量中，扭矩 M 和轉(zhuǎn)速 n 是基本物理量，而 扭矩對功率測量精度的影響很大。此系統(tǒng)中，扭矩量的測定精度要求比較高，因?yàn)榕ぞ氐奈⑷踝兓从沉怂鶞y發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，而發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的大小是發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)者和使用者共同最關(guān)心的問題，因此扭矩的測量要求精確。 扭矩測量的方法是電渦流測功機(jī)產(chǎn)生了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩通過外環(huán)及傳力臂傳至測力裝置上，由力傳感器將力的大小轉(zhuǎn)換成電信號輸出，從而達(dá)到測轉(zhuǎn)矩的目的。 輔助電源模塊 輔助電源模塊 在汽車系統(tǒng)中一般只提供 12 V 的直流電壓，而芯片大都需要 5 V 的電壓。 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 本系統(tǒng)采 用 集成芯片 W78L05 設(shè)計(jì)了 12 V 到 5 V 的 DCDC 轉(zhuǎn)換電路 。 3 單元電路的設(shè)計(jì) 溫度調(diào)理電路 K 型熱電偶調(diào)理電路 圖 2 K 型熱電偶調(diào)理電路 如圖 2 所示， K 型熱電偶調(diào)理電路由于熱電偶產(chǎn)生的信號微弱（毫伏級）一般需對信號進(jìn)行放大，因此熱電偶測溫電路要有放大環(huán)節(jié) 。 PT100 測溫電路 圖 3 PT100 測溫電路 如圖 3 所示， 鉑電阻 PT100 是電阻性的溫度傳感器件，它有較高的測量精度及較好線性度。在 0℃ 時(shí)，阻值 R=100 歐姆， R 為被測鉑電阻輸出電壓 U 隨 R 變化而變化 溫度在 0150℃時(shí)測量電橋的輸出電壓為 溫度信號由測量電橋輸出進(jìn)入，調(diào)整電橋的可變電阻可使在 0 度時(shí)，放大器輸出為零。 大氣溫度調(diào)理電路 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J u n 2 0 1 2 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ H L P \ D e s k t o p\ 36 0 高速下載 \ h l p . d d bD r a w n B y :R11 0 KR21 0 KR33 0 KR4R51 0 0 KR63 0 0 KR75 0 KR83 0 0 KR91 0 KR 1 01 0 0 KR 1 11 0 K+ 1 2 VD1 D2U 1 AU 2 AR 1 25 0 KR 1 35 0 KR 1 43 0 K+C13 . 3 n F+C23 . 3 n FT T C 3R 1 21KQ1P N PQ2P N PQ3N P N P H O T OQ4N P N P H O T OV C CV C C1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J u n 2 0 1 2 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ H L P \ D e s k t o p\ 36 0 高速下載 \ h l p . d d bD r a w n B y :V i n1GND2V o u t3U1R13 0 K+ 5 VD1 D2R21 0 KR31 0 KU 1 AR43 0 KR51 0 KR63 0 KR71 9 KR81 0 KR91 0 KR 1 01 0 KR 1 1R 1 23 0 KC1C2U 2 AQ1N P N P H O T OQ2N P N P H O T OQ3P N PQ4P N P V C CV C CR 2 1P T B 3 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 4 大氣溫度調(diào)理電路 大氣溫度傳感器輸出信號為 020mA 的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號，而單片機(jī)能處理的只能是電壓信號因此，調(diào)理電路的任務(wù)是將傳感器的電流信號轉(zhuǎn)換成能滿足單片機(jī)輸入要求的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，所以采用簡單的 I/V 轉(zhuǎn)換形式，即利用一個(gè) 250 歐的精密電阻，將溫度傳感器輸出的 020mA 電流信號轉(zhuǎn)換成 05V 的電壓信號。在輸出端接了一個(gè)電壓跟隨器做緩沖器。見圖4 所示。 剎車 制動(dòng) 電路 的設(shè)計(jì) 圖 5 剎車 制動(dòng) 電路 如圖 5 所示，剎車電路的好壞直接 關(guān)系到汽車的安全行駛。一旦遇到緊急情況立即剎車，保證汽車的安全駕駛。 大氣壓力調(diào)理電路的設(shè)計(jì) 如圖 6 所示， 由于大氣壓力傳感器輸出的信號是 0300mV，且壓力傳感器不包 含溫度補(bǔ)償電路，所以電路中需要溫度補(bǔ)償電路與增益可調(diào)的放大電路 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J u n 2 0 1 2 S h e e t o f F i l e : C : \ U s e r s \ H L P \ D e s k t o p\ 36 0 高速下載 \ h l p . d d bD r a w n B y :R1R2R3R4R5R 2 3S1S W S P S TS2S W S P S TS3S W S P S TS4S W S P S TS5S W S P S TS6S W S P S TRSTD1D I O D ED2D I O D ED3D I O D ED4D I O D ED5D I O D ED6D I O D ED7D I O D ED8D I O D ED9D I O D ED 1 0D I O D ED 1 1D I O D ED 1 2D I O D ER6R7R8R9C1C2C3C4Q1N P N 1Q2N P N 1Q3N P N 1Q4N P N 1Q5N P N 1Q6N P N 1Q7N P N 1Q8N P N 1Q9N P N 1Q 1 0N P N 1Q 1 1N P N 1Q 1 2N P N 1D 1 3D I O D ED 1 4D I O D ED 1 5D I O D ED 1 6D I O D ED 1 7D I O D ED 1 8D I O D ED 1 9D I O D ED 2 0D I O D ED 2 1D I O D ED 2 2D I O D ED 2 3D I O D ED 2 4D I O D EC 1 0C 1 1 C 1 2C 1 3 C