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1、毕业设计（论文）过程管理材料题 目 基于失重法的汽车油耗检测仪器设计学生姓名院系名称 汽车与交通工程学院专业班级 车辆工程 B07-1 班指导教师职 称 教授教研室 车辆工程起止时间 2011 年 2 月 28 日2011 年 6 月 24 日教 务 处 制毕业设计（论文）任务书学生姓名 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 B07-1 班指导教师姓名 职称 教授 从事专业 车辆工程 是否外聘 是 否题目名称 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
2、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
3、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。SY-025-BY-2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
4、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 57 周（3 月 28 日4 月 10 日）（4）完成绘图工作 第 810 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、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,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（S
6、2）：1136-1139.5Pierre Lawvin.Electronic controlled high pressure unit Injector system for diesel enginesJ.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)：34-387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）：50-53.9YE Sheng,XU Xiao-m
7、ing.Research and design of a new I.C.engine instantaneous-fuel-consumption meterC.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）：1-3.六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告设计（论文）题目 : 基于失重法的汽车油耗检测仪器设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专
8、业 班 级: 车辆工程 B07-1 班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011 年 2 月 28 日 指导委员会审查意见：签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告学生姓名 院系汽车与交通工程学院专业、班级 车辆工程 B07-1指导教师姓名 职称 教授从事专业车辆工程 是否外聘是 否题目名称 基于失重法的汽车油耗检测仪器设计一、 课题研究现状、选题目的和意义1 课题研究现状1.1 目前，在汽车道路试验中，测量汽车油耗的方法，可归纳为两大类。(1)直接测量法，指拆开汽车发动机油路，接人流量测量设备，直接测得燃料消耗量。具体可分为两种：容积法：单位时间内消耗燃油体积；重量法
9、：单位时间内消耗燃油重量。它们的共同特点是：测量精度较高；操作复杂、费时；破坏车辆原有油路结构。(2)间接测量法，即碳平衡法，不拆解发动机油路，利用汽油中的含碳量和燃烧后尾气排放的含碳量不变，只要测出单位时间内尾气含碳量与汽油中含碳量相比，即可计算得到燃油消耗量。这类测量方法的特点是：不需拆解被测车辆，适应汽车不解体检测的发展方向； 可以和汽车排放检测相结合；油耗测量精度没有直接测量法高。少数几个大的科研单位虽然从国外引进了一些相关设备，由于所需设备庞大、昂贵而复杂、不可携带，还没有引起重视。1.2 国内汽车油耗智能检测技术研究状况国内技术落后，对汽车燃油经济性的检测重视较晚，到 1991 年
10、 10 月 1 日交通部才颁布实施涉及车辆燃油消耗检测的法规汽车运输业综合性能检测站管理办法： ，规定采用的测量方法为容积法和重量法。汽车油耗检测可通过汽车道路试验，也可在室内底盘测功试验台上模拟路试来检测。在汽车道路试验中，一般汽油车常用容积法测量油耗，柴油车常用质量法测量油耗。目前的油耗仪多为体积式的，FP 一 214 型活塞式流量传感器、祸轮流量仪、数字式油耗一转速自动测量及四活塞式流量计仪等。随着计算机技术的不断发展，硬件性能的不断提高，虚拟实验技术也开始用来进行车辆经济性方面的研究。虚拟实验系统的类型可分为纯软件型和硬件在环型。纯软件型系统仅利用软件完成整个系统仿真，它把实验环境、实
11、验对象全部抽象为数学模型。其重点在于抽象的数学模型和软件技术；SY-025-BY-2硬件在环型系统是指将实物硬件嵌入仿真系统的实时动态仿真技术，其强调软硬件技术及电子技术的结合，获取的一些关键信号由真实硬件发出，比纯软件方式可信度高。研究开发的智能油耗检测仪既要能用于汽车发动机在不同工况时的油耗数据的测量。及车辆行驶的等速油耗、加速油耗、变工况油耗及百公里油耗测试，尤其是瞬时油耗测试的智能型快速检测仪器；同时还要将先进的智能传感器技术和智能仪表技术应用于液体流量检测与显示，集机、电、液于一体，提高检测与显示精度和检测的自动化程度，满足生产实际的需要。目前逐步投入市场的代表性的产品有以下几种：国
12、产 CTM 一 8A汽车综合测试仪是以微型计算机为核心，用于汽车动力性能和经济性能的测试，采用两个流量传感器，可进行电喷车的等速油耗、加速油耗、六工况油耗、百公里油耗测试；淄博无线电厂生产的 WYHB型微电脑多功能油耗仪，用于检测汽车拖拉机的动力性能、经济性能、操纵性能及拖拉机牵引性能。测试项目采用菜单操作，系统内置 40 列微型打印机，可将测试结果及测试数据打印出来；EPFA 型发动机功率、油耗综合测试仪。该产品采用无外载测功法，配接转速和油耗传感器，用来测量发动机功率、比油率、百公里油耗、怠速转速、机油压力、异响控制软件在 Windows 下运行，操作简便，测量数据可进行存储和打印，并具有
13、联机通讯功能。1.3 国外汽车油耗智能检测技术研究状况国外汽车工业发达国家，较重视环保与节能。其车辆油耗检测技术较先进，投入的人力和财力也较多，并大量采用了传感技术和微电脑技术，正在大力研发智能型油耗检测装置，其功能、测试项目、精度、显示方式都在不断发展与完善之中，成本逐渐趋向合理。美国、日本等发达国家在 70 年代中期就对基于碳平衡法理论的汽车油耗检测系统进行了大量的研究，并取得了些成果及试验数据，结果表明，该方法测汽车油耗完全可行，并且可以在检测汽车尾气排放的同时进行，但该检测系统设备庞大、复杂，而且无法实现快速检测。采用这种检测系统进行油耗量检测仅局限于实验室中，难以在实际中广泛应用。本
14、设计主要是基于失重法原理采用瞬时流量测量的概念，采用数字信号处理手段，设计出一种新型的智能油耗检测仪，既能同时满足汽油车和柴油车的检测，又能适应各种工况，并且具有较高的精度和较低的成本。如图 1 所示，密封贮油罐固定于质量传感器之上 ,质量传感器输出与油罐内的燃油质量成正比的电信号： ()cfUkW式中：WC 为油罐自重; Wf 为罐内燃油质量; W 为贮油罐总质量图 1 失重法测量原理1-密封贮油罐 2-质量传感器 3-信号处理4-电路电磁阀 5-供油管 6-出油管 7-旁通管测量时,传感器输出的电压信号随着油罐中燃油的消耗而降低。对测量过程传感器输出的电压信号求导，k 为仪表常数：dUWkGtt上式表明，测量过程传感器输出电压信号的导数与燃油消耗的质量流量成正比这一关系构成本油耗仪设计的理论基础，也是在测量原理上与其它采用重量传感器制作的油耗仪本质上的区别。根据这一原理设计的油耗仪，不仅能够按照现行内燃机试验规范精确测量规定的时间段内内燃机的平均燃油消耗率，而且还能实时输出瞬态燃油消耗率数据，提供试验过程燃油消耗率的动态检测，并为变工况内燃机台架试验提供有效的油耗测量手段。2 课题研究目的和意义（1）我国汽车行业发展迅速，汽车有保有量大幅增加。随着近几年我国经济的快速发展和国民生活水平的快速提高，汽车行业发展迅
