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1、基于LabVIEW的发动机水温监测系统设计开发 54摘 要汽车工业发展对世界经济起着巨大的推动作用，汽车电子技术也不断进入我们生活。汽车正在朝着智能化、信息化、网络化以及集成化的方向发展。因此传统检测技术已经无法满足当今汽车发展需求。而利用虚拟仪器技术的检测技术正适应了汽车发展方向。本课题就以此为背景，提出了基于LabVIEW的汽车发动机水温监测系统的概念，经过研究，已经初步证明了其可行性。本课题所设计的实验平台，主要是运用NI USB-6210数据采集卡采集AJR发动试验台上中的冷却水温度传感器以及发动机转速传感器的物理信号，经过信号调理，利用PC机上的LabVIEW仿真软件进行显示，达到“
2、软件即仪器”的效果。传统的冷却水温度在汽车仪表板上只能显示一个当前值，而本文利用LabVIEW软件进行仿真调试，创新的将冷却水变化曲线与温度计两者同时显示，并且配合发动机转速表以及发动机转速变化曲线予以同步显示。将上述信息同时显示在同一个屏幕上，不仅能够让实验员观察到冷却水的变化趋势，并且能过监测到不同转速下冷却水的变化特点以及变化趋势。其次，本课题所开发的实验平台还有数据记录、保存、读取功能。方便实验员对实验数据的记录、处理以及回读。“基于LabVIEW的发动机水温监测系统设计开发”已经完成了个主要模块设计以及仿真工作，经过研究表明，课题所开发的实验平台已经达到了预期的要求。本课题所设计的实
3、验平台为实验员提供了冷却水温度与发动机转速的信息，便于实验员操作。从而能够让初学者更加准确的了解发动机冷却系统的工作原理，并且对今后汽车检测仪器的发展具有一定的参考价值。关键词：汽车，发动机水温，虚拟仪器，LabVIEW，实验平台，数据采集ABSTRACTThe development of automobile industry has promoted the world economy, automobile technology is constantly into our lives. The automobile is moving in the direction of inte
4、lligence, information, networking, and integrated. Thus, the traditional detection techniques have been unable to meet the demands of todays automobile. The use of detection technology of virtual instrument technology is adapted for the development of automobile. This paper takes this as the backgro
5、und, shows the concept of monitoring automobile engine water temperature based on LabVIEW. My paper has proved its feasibility through research.The experimental platform primarily using NI USB-6210 data acquisition card acquire physical signals of engine cooling water temperature and engine speed se
6、nsors of AJR engine Test Bed, through the LabVIEW simulation software shows up after the signal conditioning, achieve The software is the instrument effect.The traditional instruments of cooling water temperature in the car can only display a current value, while this simulation using LabVIEW softwa
7、re debugging, it can both shows the curve of cooling water and the thermometer with the engine speed and engine speed curve. The experimental information will be showed on the same screen. The platform can not only observed the trend of cooling water for laboratory assistant but also can monitor the
8、 changes and trends of the cooling water under different engine speed. The platform also has the function of data record and data retention. It is convenient for the laboratory technician to record, process and read-back data. LabVIEW-based design of the engine water temperature monitoring system ha
9、s completed a major module design and simulation work, the preliminary study shows that the subject has achieved the desired requirements. The experimental platform designed to provide the information of cooling water temperature and engine speed for the laboratory assistant which can make beginners
10、 understand the working principle of the engine cooling system more accurately and it is easy to operate. There are reference value to the study of automobile testing instruments.Key words: automobile, engine temperature, virtual instrument, LabVIEW, experimental platform, data acquisition目 录1 绪论11.
11、1 课题研究背景11.2 研究目的以及意义11.3 国内外研究现状21.4 主要研究内容以及技术路线31.4.1 主要研究内容31.4.2 设计技术路线32 虚拟仪器技术52.1 虚拟仪器概论52.1.1 概述52.1.2 虚拟仪器的演变和发展52.1.3 虚拟仪器的特点62.1.4 虚拟仪器的构成82.2图形化开发平台LabVIEW102.2.1 概述102.2.2 LabVIEW的特点102.2.3 LabVIEW 8.6新特性112.2.4 LabVIEW的应用112.3 数据采集技术122.3.1 概述122.3.2 数据采集构成122.4 本章小结133 系统总体设计143.1 相关
12、概念以及基本原理143.1.1 汽车发动机冷却系统143.1.2 车用传感器163.2 系统设计原则203.2.1 硬件设计原则203.3.2 软件设计原则203.3 系统总体设计方案213.3.1 总体设计方案的建立213.3.2 设计实验台组成213.3.3 半物理实验台的搭建263.4 本章小节274 发动机水温监测系统设计284.1 信号模块设计284.1.1 设计系统所需采集的信号284.1.2 信号滤波处理314.2 信息显示模块设计334.2.1 系统信息显示方法334.2.2 显示模块程序设计345 发动机水温监测系统仿真界面调试405.1 实验台启动界面405.2 用户信息登
13、陆界面405.3冷却水温度与发动机转速对比虚拟显示界面415.3.1 冷却水水温变化以及水温报警模块425.3.2 发动机转速变化以及报警模块435.3.3 数据显示模块435.4 实验所得数据446 结论与展望486.1 论文主要结论486.2 展望48参考文献49致谢511 绪论1.1 课题研究背景自上世纪开始，中国汽车工业就进入了一个高速发展阶段，各种车辆的产销量都年年创下新高，据中国汽车工业协会最新发布数据显示，2009年中国国产汽车销量为1364.48万辆，首次成为世界汽车产销第一大国。车辆销量的增加的同时，人类对汽车的要求也在日益增加。因此信息技术、网络技术、电子技术广泛应用于汽车
14、工业，车辆的智能化、网络化、信息化和集成化进程正在不断加速，随之带来的是世界汽车工业的重大技术变革，车辆将由一个传统的机械产品提升为一个高科技的移动的多媒体平台，车辆装置趋向于以计算机作为平台，将车辆通信、导航、视听娱乐、网络控制等集成为一体化多媒体信息系统。现代汽车电子控制系统越来越复杂，自动化程度也越来越高，车辆工业的发展也越来越依赖于电子技术。计算机控制技术仪器强大的功能和卓越的性能迅速渗透到汽车领域，汽车新兴电子控制技术以其全新的思路解决了机械部件所无法解决的问题，从而形成了汽车电子控制这一新兴的综合技术。汽车电子控制技术的形成，国内外在汽车的检测、诊断、维修和运用技术水平也在随之迅速
15、提高，要求其汽车检测诊断具有多功能、高精度、高灵敏读、读数直观等特点。并且为了提高企业产品质量，增强市场竞争力，各企业提出利用虚拟仪器技术更新现有的汽车试验手段，研制功能更强，集成度更高的综合测试系统，从而提高实验工作效率与自动化程度，降低成本，也使科研水平跃升到新的层次1。1.2 研究目的以及意义汽车电子控制技术以及相关仪器检测技术的发展，导致各种实验平台相继诞生，本课题就基于LabVIEW8.6版本仿真软件设计开发一套监测系统。其研究目的以及研究意义具体如下：发动机是现在汽车动力的主要来源之一。在发动机工作期间，最高燃烧温度可能搞到2500摄氏度，即使在怠速或是中等转速下，燃烧室的平均温度也在一千摄氏度以上。因此，与高温燃气接触的发动机零件受到强烈的加热。在这种情况下，若不进行适当的冷却，发动机将会过热，工作过程恶化，零件强度降低，机油品质下降，零件磨损加剧，最终导致发动机动力性、经济性、可靠性以及耐久性的全面下降。冷却系统的功用就是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。即防止发动机过热，也防止冬季发动机过冷2。本文研究主要内容即监控冷却系统工作状态。冷却系统工作状态的主要参数是冷却水温度。并且发动机水温数据
