发动机曲轴的检测与维修

北京理工大学远程教育学院毕业设计（论文）目：曲轴曲轴发动机曲轴的检测与维修专 业： 教学站:学生姓名:指导教师:日 期:摘要本文通过软件和硬件的设计和开发，开发出曲轴曲轴发动机曲轴检测和诊断台 系统。该系统采用多文档界面，采用多线程技术，通过数据采集卡和串行通讯，实 现曲轴曲轴发动机曲轴转速，点火电压，喷油脉冲宽度等信号的实时采集，处理和 显示。为诊断和标记曲轴曲轴发动机曲轴故障所需的修理提供科学依据。本文以几 种常用信号为例分析测试信号。同时，课题对电喷汽油机功率和燃油经济性测试方 法进行了深入的分析和研究，提出了基于燃油喷射脉冲宽度的燃油经济性测试方法。 最后，开发了曲轴曲轴发动机曲轴故障诊断专家系统，详细介绍了知识库的构建和 维护以及推理机制的设计。我们还使用台式系统对常见的曲轴曲轴发动机曲轴故障进行了仿真实验。结果 表明，该系统具有人机界面友好，操作方便，可靠性高，可以对曲轴曲轴发动机曲 轴进行真实的检测和诊断，可以同时进行教学和科研的优点，具有很高的实用价值。关键词：曲轴曲轴发动机曲轴性能测试状态；监测燃油经济性；故障诊断； 专家系统AbstractThrough the design and development of software and hardware, this thesis develops a system of engine platform what to be used for carrying on performance measuring and trouble diagnosing to the engine. This system adopts multiple document interface （MDI） ,uses much-thread-technology, and realizes acquisition, disposal, presentation of the signals of engine speed , ignition voltage and injection pulse width etc in real time, through data collecting card and bunches of communication, and provides the scientific foundation for engine fault diagnosis and repair on circumstance. This article also takes several usual signals for instance to analyse signals detected. Meanwhile, this thesis makes an intensive study and analysis of methods of testing on Dynamic Performance and Fuel Economy of electronic gasoline injection automobile, and proposes a fuel consumption measurement method based upon injection pulse width. Finally, the thesis develops expert system of engine fault diagnosis, and introduces setting-up and maintenance of knowledge base, design of reasoning mechanism and so on in detail.The author has done some experiments based on the designed platform to simulate the general failures of engines The experimental results indicate the man machine interface is friendly, the operation is easy and dependability is good etc. This system can serve real engine testing and diagnosing, teaching and scientific research at the same time, therefore the system has wide application prospects.Key words: Engine Performance test ； Condition monitoring Fuel Economy； Fault diagnosis ； Expert system目录1绪论11.1课题来源11.2研究的目的和重要性11.3国内外研究及应用现状22曲轴曲轴发动机曲轴检测与诊断系统的原理和设计52.1曲轴曲轴发动机曲轴检测与诊断系统的组成原理 52.2曲轴曲轴发动机曲轴检测与诊断系统的整体设计62.3检测与诊断系统的抗干扰设计72.4信号测试与分析73检测与诊断系统软件平台的开发研究83.1开发语言的选择83.2软件设计的思想和原则83.3检测与诊断系统软件平台整体设计94动力性和燃油经济性测试方法研究114.1曲轴曲轴发动机曲轴动力性测试方法114.2曲轴曲轴发动机曲轴燃油消耗量测试方法114.3本章小结135汽车曲轴曲轴发动机曲轴故障诊断专家系统的研究145.1汽车曲轴曲轴发动机曲轴故障诊断专家系统概述145.2知识库的建立和维护145.3推理机制156总结与展望166.1总结166.2展望16致谢18参考文献19iii1绪论11课题来源“汽车曲轴曲轴发动机曲轴检测诊断系统的研究与开发”属于汽车工程领域汽 车曲轴曲轴发动机曲轴检测与诊断技术的研究领域，始于电子控制汽车多媒体教育 团队的当前研究与开发项目。1.2研究的目的和重要性社会需求的牵引，政策法规的促进以及技术的进步促进了现代汽车工业的快速 发展。随着汽车工业的进一步发展以及各种与汽车有关的法律法规的完善和加强， 人们对汽车性能指标的要求越来越高。例如，它们不仅需要高功率，高扭矩，低油 耗和低污染，而且还要求良好的安全性，良好的舒适性，较高的智能性和低成本。 因此，汽车技术性能的检测和诊断变得越来越重要。汽车曲轴曲轴发动机曲轴检测与诊断系统是用于曲轴发动机曲轴状态检测与故 障诊断的专用设备。可以实时收集各种主机的健康参数，并且可以使用先进的传感 器技术和检测技术来分析，处理和显示这些参数，而无需拆卸（或仅拆卸其中的一 小部分）。这使汽车使用者和维修人员能够及时，准确地确定曲轴发动机曲轴的技 术状况，缩短曲轴发动机曲轴的工作时间，减少因曲轴故障而引起的废气污染和废 燃料。曲轴发动机。另外，该检测诊断系统可以缩短维修时间，降低汽车的运行维 护成本，无疑降低了用户的专业技术要求，这最适合现代汽车的要求。随着电子技术的进步和测试技术的提高，曲轴发动机的曲轴测试和诊断设备， 特别是计算机技术的引入，也在不断更新和发展，以促进测试和诊断设备的升级。 大型曲轴曲轴发动机的计算机曲轴曲轴发动机曲轴检测和诊断系统已经在国内外进 行了研究和开发。但是，在检测精度，操作简便和易用性方面，可以将国内检测， 诊断和诊断系统与国外进行比较。与智能故障诊断相比，先进技术还存在一些差异。 同时，随着科学技术的发展和曲轴曲轴发动机曲轴技术的发展，特别是电子燃油喷 射汽油发动机的普及，对曲轴曲轴现场曲轴检测，诊断和维护保养的要求设备越来 越高。电机诊断和测试设备的测试项目少，测量精度低，无源链接多，可扩展性低。 因此，越来越难以满足当今的电机诊断和测试要求。因此，有必要对曲轴发动机的 曲轴检测与诊断系统进行进一步的研究。1.3国内外研究及应用现状汽车曲轴曲轴发动机检测与诊断技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽 车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的 修理，即过去人们常讲的“望（眼看）、“闻（耳听）”、“切（手摸）。方式 。随着现代科学技术的进步，特别是智能传感器技术和计算机技术的进步，汽车 曲轴曲轴发动机检测与诊断技术得到了飞速发展。1）国外研究与应用现状早在20世纪40、50年代，国外一些发达国家就成功研制了一些功能单一的检测 或诊断设备，它们通过检测电流、电压、温度等用简单仪表就可获得的参数，结合 操作者的经验进行故障诊断，但这种方法依赖于操作者的经验，存在很大的局限性。 60年代后期，目外汽车曲轴曲轴发动机检测诊断技术发展很快，出现了示波器、转 速表、真空表、功率表以及CO测定器等检测仪器。它们是曲轴曲轴发动机检测与诊 断设备的雏形，但由于它们 依靠操作者来逐项进行，而且是边诊断、边记录，因此 效率较低。进入70年代后，随着微型计算机的问世，传感器技术飞速发展，从而为 曲轴曲轴发动机性能检测、故障诊断技术的发展提供的有利的条件。这段时间，不 仅单个检测、诊断设备实现了微机控制，而且出现了检测控制自动化、数据采集自 动化、数据处理自动化.检测诊断结果自动储 存并可打印的现代综合检测技术，检 测效率较高进入80年代后，一些发达国家的现代检测与诊断技术已达到广泛应用的 阶段。不仅在专职的汽车检测站，而且在一般的维修企业都使用了先进的检测与诊 断设备，从而给交通安全、环境保护、节约能源、降低运输成本等方面，带来了明 显的社会效益和经济效益。当前，由于电子技术、智能传感器技术、集成电路技术和计算机技术的进一步 发展，特别是令工智能技术和专家系统技术的日益成熟，曲轴曲轴发动机检测与诊 断技术进入了新的发展阶直。目前国外的汽车曲轴曲轴发动机检测与诊断技术正在 向智能化、自动化、精密化和综合化方向发展，应用新技术，开拓新领域，研制新 的检测与诊断设备已成为国外曲轴曲轴发动机检测与诊断技术发展的标志。2）国内研究与应用现状我国从60年代开始研究汽车曲轴曲轴发动机检测技术，为满足汽车维修需要， 当时交通部 主持进行了曲轴曲轴发动机气缸漏气量检测仪、点火正时灯等检测仪器 的研究、开发。70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设 备被列为国家科委的开发应用项目，由交通部主持研制开发了曲轴曲轴发动机综合 检测仪.汽车性能综合检验台等检测设 备。进入80年代，随着国民经济的发展， 科学技术在各个领域都有了较快的发展，汽车检测与诊断技术也随之得到快速发 展，加之我国的汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛，珈汽车检测与诊断技术和 设备的需求也与日俱增。同时我国机动车辆保有量迅速增加，随之而来的是交通安 全和环境保护等社会问题，如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会 公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车曲轴曲轴发 动机检测和诊断技术的发展。目前全国各类汽车曲轴曲轴发动机综合性能检测设备生产厂家已达20多个，除 交通部门夕卜，机械、电子、高等院校等部门也进入汽车曲轴曲轴发动机检测与诊断 设备的研发、生产及销售领域，并取得了一定成绩。但是由于我国汽车工业发展较 晚，特别是汽车电子技术远远落后于发达国家，因此到目前为止，曲轴曲轴发动机 检测与诊断技术仍然比较落后。目前的汽车曲轴曲轴发动机检测与诊断设备在测试 精度、操作便捷性、界面友好性以及采用专家系统、智能化诊断等方面与国外相比 还