基于失重法的汽车油耗检测仪器设计【6张图/34000字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。65页。34000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。

图纸共6张，如下所示
A0-电路图.DWG
A0-装配图.dwg
A1-壳体（1）.dwg
A1-壳体（2）.dwg
A2-壳体（3）.dwg
A2-控制面板.dwg

摘 要

随着我国汽车保有量的不断增加，汽油、柴油等非再生资源的逐渐减少，加之环境保护意识的逐渐加强，人们更加关心车辆油耗，要求限制车辆用油量的呼声越来越强。研制能快速、准确测量汽车在各种工况下油耗的仪器，已成为一项重要的课题。
文中研制的智能型汽车油耗检测仪器，利用失重法原理，结合国内外发动机油耗智能测试技术的研究水平和发展趋势，采用传感器技术、单片机控制技术和显示技术。
主要内容包括：根据油耗测试系统的功能要求，进行油耗检测系统硬件的设计与选择，建立了汽车油耗检测系统数学模型，进行了油耗检测系统软件模块的设计，同时提出了系统抗干扰的相关措施，包括软件和硬件两方面，分析了油耗检测系统所采用的理论的可行性，并进行了油耗检测系统的误差分析。
智能油耗仪在单片机的控制下，通过传感器送来的信号，在控制软件的支持下，能对汽油机、柴油机在室内进行静态和动态油耗测试，能测量汽车的平均油耗和瞬时油耗。解决了国内油耗检测产品与国外相比测试精度相对较低、成本较高等问题。能对新生产车、营运车辆进行燃料经济性检测和评价，能满足科研院所、车辆制造、使用和维修单位、大专院校试验教学等需要，应用前景广阔。

关键词：油耗；智能；单片机；检测；传感器

ABSTRACT

With the increasing of the automobile quantity people own, the unproducing resources such as gasoline, dieal have decreased gradually. Together with people’s envioroment protection consciousness that strengthens gradually, more attention is focused on the vehicle fuel consuming, calling about limiting vehicle fuel consuming becomes more and more fierce. research the equipments that call quick and accurate measuring gas-consuming under all working conditions，which becomes a very important topic．
The research on monitoring indtruments, on the basis of the weightlessness principle, combining with the domestic and foreign research level and development trend, adoping sensing technology, single chip microcomputer control technology and display technology. The main content includes gas-consuming detecting system’s hardware design and selection．Automobile gas-consuming detecting system mathematics model were included, gas consuming detecting system software's design. Diagnose the practicing performance of the theory that gas-consuming detecting system Was adopted and the theory models on the base of practice conditions were modified．
Vehicle intelligent gas consuming instruments were controlled by the single chip computer’s，and by means of calclllating the gasoline flowing pulse signal that flowing amount measuring sensor bring，together with the support of controlling software，it call turn the automobile’s quiet condition and moving condition into reality and measure the automobiles average gas consuming and instant gas consuming also．It settles that comparing to exotic gas consuming system，domestic gas consuming products testing accuracy is relatively lower．The volume is big and high cost and so on questions．It call detect and evaluate the fuel economic performance of new produced automobiles and operating automobiles．It can also satisfy the science research institute，vehicle producing，using，and repairing departments，college and university experiments teaching ，which has a widely application future．

Key words: oil consumption；intelligent；singlechip；check；sensor

目 录

摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外智能油耗检测仪研究现状及发展趋势 2
1.2.1 国内外智能油耗检测仪研究现状 2
1.2.2 智能油耗检测仪发展趋势 3
1.3 智能油耗检测仪研究目的和意义 3
1.4 汽车油耗检测技术 5
1.5 本文主要研究内容 5
第2章 检测系统总体分析 6
2.1 系统主要功能要求 6
2.2 测量原理 6
2.3 元件在油路中的布置 7
2.4 油耗测量部分组成 8
2.5 本章小结 8
第3章 智能油耗检测仪中硬件的选择与匹配 9
3.1 目前常用油耗检测方法分析 9
3.1.1 常用油耗检测方法分类 9
3.1.2 常用油耗测量原理介绍 11
3.2 重量传感器的选择 13
3.2.1 重量传感器分类 13
3.2.2 重量传感器主要功能及选择原则 15
3.2.3 重量传感器的选择 16
3.2.4 重量检测数学模型的建立 17
3.3 单片机的选择 17
3.3.1 单片机硬件系统设计原则 17
3.3.2 单片机的选择原则 18
3.3.3 单片机型号的匹配 18
3.4显示器的选择与匹配 21
3.4.1 显示器的选择 21
3.4.2接口电路 22
3.5 打印机的选择与匹配 22
3.5.1 打印机的选择 23
3.5.2 接口电路 23
3.6 控制面板的设计 23
3.7 其他主要元器件的原则与匹配 24
3.7.1 程序存储器的选择 24
3.7.2 数据存储器的选择 24
3.7.3 片外扩展I/O芯片的选择 24
3.7.4 通讯接口的选择 25
3.7.5 日历与时钟芯片的选择 27
3.7.6 监控芯片的选择 29
3.7.7 AD转换芯片的选择 30
3.7.8 电源的选择 30
3.7.9 电磁阀的选择 31
3.8 本章小结 32
第4章 智能油耗检测系统软件设计 33
4.1 软件系统设计方案 33
4.1.1 单片机的C语言 33
4.1.2 keil C51开发工具 34
4.1.3 软件系统功能结构 34
4.1.4 软件系统主程序流程图 36
4.1.5 初始化模块 36
4.1.6 信号采集模块 37
4.1.7 数据处理模块 37
4.1.8 监控程序模块 38
4.2 系统可靠性设计 39
4.2.1 可靠性概述 39
4.2.2 硬件抗干扰技术 40
4.2.3 软件抗干扰技术 41
4.3 本章小结 42
第5章 机械部分设计 44
5.1 油耗仪外部的设计 44
5.1.1 壳体材料的选择 44
5.1.2 外形尺寸的确定 45
5.1.3 接口设计 46
5.2 内部主要部件的安装 46
5.3 本章小结 47
第6章 试验验证与误差分析 49
6.1 试验和数据 49
6.1.1 试验的目的和意义 49
6.1.2 试验前的准备 49
6.1.3 试验步骤 50
6.1.4 试验数据 50
6.2 误差分析 50
6.2.1 概述 50
6.2.2 误差的来源 51
6.2.3 误差的分类 51
6.2.4 汽车油耗智能检测系统的误差分析 51
6.3 本章小结 52
结论 53
参考文献 54
致谢 57

题目名称 基于失重法的汽车油耗检测仪器设计
一、设计（论文）目的、意义
我国经济持续快速发展，对石油资源需求激增，能源供需矛盾日益突出。我国汽车保有总量2010年达到7500万辆。由汽车消耗的燃料占我国燃料消耗总量的40%左右。由于油价不断上涨，人们更加关注汽车油耗,厂家公布的油耗与实际差距很大。为此我国陆续出台了《乘用车燃料消耗量限值》、等多项标准，以加快汽车节能管理体系的建立和完善。由此需要更专业的检测机构，采用科学合理的油耗检测仪器，提供更权威的汽车油耗检测数据。汽车油耗关系到环保节能及汽车前沿技术的发展和应用。研究汽车油耗检测技术，具有重要意义。
研发车辆油耗检测仪，提高油耗检测精度，扩大仪器测量范围，是实现油耗仪产品更新换代的要求，也是科学技术日益发展的需要。基于失重法的汽车油耗检测仪器能精确检测汽车油耗，可以对汽车的燃油经济性有一个正确的评价和预测，可为研制低油耗车提供依据；对营运车辆油耗检测评价，可为其维护、维修提供依据；对于维修企业，可用于判定维修质量；还可用于教学、研究单位进行其工作规律研究。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
设计内容：
（1）介绍基于失重法的汽车油耗检测技术理论；分析汽车油耗不同检测方法的特点；
（2）确定基于失重法的汽车油耗检测的控制原理；建立汽车油耗检测的数学模型；
（3）进行汽车油耗检测仪器的硬件选择与设计、系统控制电路设计；
（4）根据仪器功能要求和油耗检测数学模型等进行软件系统主要模块的程序流程图绘制。
技术要求（研究方法）：
（1）设计仪器应能实现智能化油耗检测；
（2）能对汽油机、柴油机进行发动机台架试验；
（3）测试精度要满足要求；
（4）进行试验验证。

三、设计（论文）完成后应提交的成果
1．设计说明书一份。
2．装配图1张，电路图1张，零件图若干张。

四、设计（论文）进度安排
（1）调研、资料收集、完成开题报告 第1、2周（2月28日～3月13日）
（2）方案设计与分析、整理 第3、4周（3月14日～3月27日）
（3）结构设计、计算与分析 第5～7周（3月28日～4月10日）
（4）完成绘图工作 第8～10周（4月11日～5月8日）
（5）说明书撰写 第11、12周（5月9日～5月22日）
（6）校对、完善和打印 第13、14周（5月23日～6月5日）
（7）毕业设计审核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（8）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月20日～6月26日）

五、主要参考资料
[1]贺新，王岐东，叶身斌.汽车油耗的测量与计算研究及其进展[J].北京工商大学学报（自然科学版），2007（01）：32-37.
[2]付百学,胡胜海.汽车油耗测试系统数学模型的建立与应用研究[J].测试技术学报，2008（1）：38-43.
[3]凌建群.载重车油耗计算方法与分析[J].柴油机设计与制造，2006（1）：24-27.
[4]原培新，孙丽娜，刘红梅.汽车不解体油耗分析仪测试方法研究[J].仪器仪表学报，2006（S2）：1136-1139.
[5]Pierre Lawvin.Electronic controlled high pressure unit Injector system for diesel engines[J].SAE Paper,2003(2):819-911.
[6]刘军，姚健,高建立等.汽车燃油消耗量快速测量系统研究[J].汽车技术，2008(4)：34-38
[7]高继东,李孟良,王建海等.轻型汽车燃油经济性测试方法的相关性研究[J].汽车工程，2005（4）：395-398.
[8]杜灿谊，冯德军.基于虚拟仪器的汽车油耗测试仪的研制[J].汽车科技，2008（4）：50-53.
[9]YE Sheng,XU Xiao-ming.Research and design of a new I.C.engine instantaneous-fuel-consumption meter[C].Hong Kong:The Institution of Electrical Engineers,2002,357-359.
[10]白思春,褚全红,王　孝等.多燃料全密闭式重量法燃油消耗测量仪的研究[J].仪表技术，2009（1）：1-3.