汽油机电控系统模拟教学演示台设计-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 指导教师姓名 职称 实验师 从事 专业 汽车运用 是否 外聘 是否 题目名称 汽油 机电控系统模拟 教学演示台设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 目的意义： 车用汽油机普遍采用电子控制技术，深入了解和掌握汽油机电控系统的组成、结构和工作原理，对学生实践能力的提高和适应企业要求具有重要意义。然而在发动机实物旁讲解电控系统的组成和原理，由于电控系统各元件的功能关联性差以及发动机的喷油、点火等过程不可见等原因，导致学 生印象不深、理解不透。为了解决这一问题，决定设计一套用于演示汽油机电控系统工作原理和过程的实验教学装置。该装置可模拟并演示电控汽油机的喷油、点火、加速、怠速、碳罐等控制过程，简洁、直观，学生可亲自动手操作。本课题研制的实验台在具备原理演示、结构展示的教学功能的同时，可以用来进行发动机电控系统零部件的性能检测及其它性能试验。 为此，有必要系统阐述 汽油 机电控系统模拟 教学演示台设计 与评估 。 研究现状： 近年来，汽车技术迅速发展 , 汽车的结构发生了革命性变化 , 但这些发展与变化几乎无一不是应用电子技术，特别是应用电子 控制技术的结果 . 汽车的先进性、汽车新型的特点也主要集中表现在电子控制技术的应用程度上，电子控制系统在汽车上的广泛应用，使汽车 的动力性、经济性、安全性、舒适性、可靠性都得到了显著改善和提高， 并使汽车排气对环境的污染从根本上得到控制 。 面对电子技术 ,尤其是电子控制技术在汽车上广泛应用的现状和迅猛发展趋势 ,。随着新兴科学技术领域的不断创新，尤其是计算机、电子控制、人工智能等高新技术的迅速发展， 对汽车工业的发展产生了巨大的影响和渗透。 汽车产业的迅速发展也使相关的高新技术产业得到了最大的收益。从 90 年代开始，汽车已 经步入了一个全新的电子时代。采用电子技术是解决汽车面临诸多技术难题的最佳方案，电子技术已成为未来汽车厂的产品竞争中能否掌握主动权的关键。 汽车发动机电子控制系统技术属于汽车电子领域的关键技术并占据汽车电子市场的主要份额。随着环保政策、能源政策限制力度的加大，大力应用电子控制技术，开发汽车发动机电子控制系统产品是未来汽车领域的必然 。 电子技术在汽车上的应用主要以微处理机对各种工作过程进行控制为主要特征。微处理机实际上是一种比较简单的单片计算机，它把中央处理器、存储器和输入输出接口集成在一块芯片上，通过各种传感器接 受各种输入信号，经过分析、计算后再向执行机构发出命令，控制机械装置动作。汽车运行时，发动机和传动机构的工作过纸， 明书全套毕业设计均有 程相当复杂，因此，要对其进行适时控制，微处理器在这方面能够大显身手。在不久的将来，随着电子技术、信息技术、新材料技术等新兴科学技术的进一步发展，将会满足未来汽车发展需求的各种高新技术，使汽车不仅成为人类的交通工具，而且会成为人类活动的重要场所 。 我国汽车发动机的电控化的起因与西方国家相同，但发动机电控化所经历的过程却完全不同。西方国家经历了从起步到发展的几十年的漫长发展过程。而我国主要是通过技术引进的 方式实现发动机电控化的，在短短的几年内，实现了小客车发动机的电控化。我国电控发动机的发展过程如此之快，以至于汽车发动机的研制、使用、维修人员在如此短的时间内难以接受和消化这些技术，这对我国汽车工业的发展非常不利的。从长远看，我国的汽车工业要在国际舞台上占有一席之地，必须走自主开发、自主研制的道路，因此，无论是研制人员还是使用维修人员，都必须尽快掌握电控发动机的原理和技术，迅速缩短与世界先进水平的差距。 目前的电控发动机实验台主要有两类，一类主要用于发动机电控系统的开发，另一类主要用于教学。用于发动机电控系统 的开发的发动机实验台主要有两种；一种是利用国外成熟的发动机电控系统与我国自己开发的发动机进行匹配；另一种是开发新的发动机电控系统。 当进行发动机电控系统的匹配时，所要做的主要工作就是匹配协定。所谓匹配标定就是通过对安装了电子控制系统的汽油机进行喷油特性、点火提前特性、电子稳定行、怠速稳定性及瞬态过渡工况下的各参数的综合试验，使电子控制系统在试验中获取最佳控制数据，从而使由该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性及排放性能等方面均获得令人满意的结果。开发新的发动机电控系统所用的发动机实验台与进行电控系统匹 配的实验台基本相同。当完成控制系统的总体设计、硬件与软件的设计及系统的调试后，必须在实验台架上进行发动机与 匹配试验，利用实验台的电涡流测功机、油耗仪、废弃分析仪等设备对发动机各工况下的动力性、燃油经济性及排放性能进行测量，根据测量结果不断优化控制系统的参数，从而达到最佳的控制状态。 用于教学的电控发动机实验台主要有两种功能：一是演示发动机电控系统工作原理的功能，二是进行故障模拟的功能。目前用于演示发动机电控系统工作原理的方法主要有三种，第一种是利用实验台显示面板的图形表示，如长安大学研制的电控发动机 故障模拟实验台，发动机电控系统的原理图印制在显示面板的正面，为了能够方便地使对发动机各个线路进行控制和检测有关信号，控制开关和检测插口都设置在现实面板正面。为了使实验台的显示面板更直观，控制面板上的电路原理图根据各部分性质的不同，分别用不同的颜色加以区分。在控制面板的背面，每一个控制开关的和检测插口都必须与发动机的实际线路相连，即每一个传感器、执行器和信号线、接地线等在进入发动机电控单元或者由发动机控制单元输出、接地之前，必须要先与显示面板上的控制开关相连，然后经过检测插孔，最后才能进入发动机电控单元、执行 器或接地。 第二种演示发动机电控系统工作原理的表达方式是利用 示，将发动机电控系统的原理图制作在实验台的显示板上，发动机电控系统原理图中的传感器、执行器、电源和搭铁线路由 示灯表示。通过操控控制开关， 示灯将依次点亮，表示从电源到 传感器到 纸， 明书全套毕业设计均有 到执行器，从 搭铁等电路中的电流，从而直观地表达发动机电控系统的工作原理。 第三种演示发动机电控系统工作原理的表达方式是利用安装在显示面板上的液晶显示屏显示输出的方式。各种传感器、发动机控制单元、执行器实物都安装在实验台上，同时将发动机喷油量信号和点火提前角信号在发动机实验台的液晶显示屏上用直方图表示出来，当改变输入信号时，就可以直观地显示出输出的变化。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1. 基本内容 ： 了解熟悉实车电控系统的结构组成及工作原理，对汽油机电控系统演示台设计进行总体规划，系统研究汽油机电控系统各传感器 ； 根据实验台制作需要进行设计所需资料调研 (查看、收 集各种资料和数据 )， 确定方案并论证方案：查找课题研究的理论依据，进行方案论证并最终确定方案 ， 选择 演示台材料以及各项参数；利用电脑软件进行绘图，最后汇总、 编写设计说明书。 设计具有 可模拟并演示电控汽油机的喷油、点火、加速、怠速、碳罐控制过程等功能的 教学演示台 。 2. 拟解决的主要问题 ： 1） 结构设计：确定教学演示台总体结构及布置方案。 2）根据机械制造手册选择演示台框架的制作材料以及各项参数。 3） 对演示台的各项数据做受力分析和强度计算。 4）教学演示台控制面板的设计与制作及元件的选择。 5） 研究汽油机某些传感 器信号进行仿真模拟，并且使其在演示台上得到应用。 6）对教学演示台电动机进行选择、设计。 7） 绘画部分 ： a绘制草图，进行运动关系校核。 b绘制总装图。 c绘制主要零件图。 d绘制电路图。 纸， 明书全套毕业设计均有 三、 技术路线（研究方法） 四、 进度安排 1、对课题有关资料进行收集，完成开题报告 第 12 周（ 2、完成说明书纲要及目录 第 3 周 （ 3、整体结构及实验台布置方案（草稿 ） 第 4 周 （ 4、总图（台架结构图、布置图、电路图等）（初稿 ） 第 56 周（ 5、其它部件 和传感器信号分析与研究 第 79 周（ 6、编制实验指导与使用说明 第 10 周（ 7、完成说明书部分章节 的撰写 第 1112 周（ 8、完成设计计算说明书及图纸 第 1314 周（ 9、设计审核与修改 第 1516 周（ 10、毕业答辩 第 17 周（ 传感器信号模拟的研究与设计 了解熟悉实车电控系统 确定汽油机电控系统教学演示 台 设 计传感器信号模拟的研究与设计 方案 对各项数据做受力分析和强度计算 应 用电脑软件进行设计及绘制 完成设计图纸， 说明书 调研和查阅资料 演示台电动机的选择及设计 计算选择 汽油 机电控系统模拟 教学演示台 各项参数 传感器信号模拟的研究与设计 方案 汽油机电控系统演示台设计进行总体规划 演示台台框架的设计与制作 教学演示台控制面板的设计与制作 纸， 明书全套毕业设计均有 五、 参考文献 1夏耀良 . 汽车电控示教台研制 J. 重庆职业技术学院学报 , 2005 年 2郭翼平 . 上海帕萨特轿车使用与维修手册 . 机械工业出版社 , 2005 年 3张凤山 . 王颖 . 国产轿车故障诊断与排除精选 . 机械工业出版 , 4姚彦兵 . 捷达、高尔夫轿车的维修 . 人民邮电出版社 , 5林春阳 . 现代轿车电路图大全 . 人民交通出版社 , 6冯崇毅 . 汽车电子控制技术 (上 ). 第 1 版 技术工业出版 , 2001 年 7付百学 . 汽车电子控制技术 (下 ). 第 1 版 技术 工业出版 , 2001 年 8孙仁云 ,付百学 . 汽车电器与电子技术 . 机械工业出版社 , 2006 年 9郭翼平 . 上海帕萨特轿车使用与维修手册 . 机械工业出版社 , 2003 年 10张凤山 国产轿车故障诊断与排除精选 . 机械工业出版社 ， 11解福泉 . 汽车典型电控系统构造与维修 . 辽宁科学技术出版社 ， 2005 年 12郭翼平 . 上海帕萨特轿车使用与维修手册 . 机械工业出版社 ， 2004 年 13王晓明 . 电动机的单片机控制 . 辽宁科学技术出版社 ， 2001 年 14王俊红 . 电