一種基于發動機瞬態特性的綜合性能測試系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種綜合性能測試系統，具體是指一種基于發動機瞬態特性的綜合性能測試系統。
【背景技術】
[0002]人們對汽車的可靠性、安全性和綠色性等方面的要求不斷提高，而發動機作為汽車的心臟部件，其技術水平直接影響到其動力性、經濟性和排放等性能指標，發動機發生故障的頻率也是最高的。而發動機綜合性能測試是判定發動機技術狀況好壞的主要手段，也是汽車檢測和維修工作的重要內容，因此發動機性能測試越來越受到人們的重視。傳統的發動機綜合性能測試系統大都是針對某一特定穩態工況下發動機的性能進行測試，而汽車在實際運行中多處于起動、加速和減速等瞬態工況，其轉速和轉矩隨時間發生改變，混合氣形成和燃燒等不斷地發生變化，導致發動機動力性能、經濟性能和排放性能以及其他性能指標與通常穩態工況下的指標有很大的差異。因此提供一種可以測試發動機瞬態特性的綜合性能測試系統則是當務之急。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服傳統的發動機綜合性能測試系統無法對發動機在瞬態工況下的性能進行測試的缺陷，提供一種基于發動機瞬態特性的綜合性能測試系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基于發動機瞬態特性的綜合性能測試系統，包括被測動力平臺，以及設置在被測動力平臺上的被測發動機，還包括有單片機，與單片機相連接的測控儀和功率分析儀，與測控儀相連接的油門驅動儀，與功率分析儀相連接的電機控制器，與被測發動機相連接的數據采集儀和轉矩傳感器，與數據采集儀相連接的信號處理系統，以及與信號處理系統相連接的分析儀；所述測控儀還與被測發動機相連接，轉矩傳感器與信號處理系統相連接；
所述所信號處理系統由前置放大電路，與前置放大電路相連接的低通濾波電路，與低通濾波電路相連接的緩沖電路，與緩沖電路相連接的差分變換電路，以及同時與差分變換電路和緩沖電路相連接的A/D轉換電路組成。
[0005]所述的前置放大電路由三極管VT1，三極管VT2，場效應管Q，負極與三極管VTl的基極相連接、正極作為系統一輸入端的極性電容Cl，正極經電阻R5后與三極管VT2的發射極相連接、負極經電阻R2后與三極管VTl的基極相連接的極性電容C3，一端與三極管VTl的發射極相連接、另一端與極性電容C3的負極相連接的電阻R3，與極性電容C3相并聯的電阻R6，一端與場效應管Q的柵極相連接、另一端與極性電容C3的負極相連接的電阻R7，一端與三極管VTl的集電極相連接、另一端經電阻R4后與三極管VT2的集電極相連接的電阻Rl，正極與三極管VT2的集電極相連接、負極與低通濾波電路相連接的極性電容C2組成；所述場效應管Q的漏極和源極均與低通濾波電路相連接，電阻Rl和電阻R4的連接點與場效應管Q的漏極相連接，三極管VTl的集電極與三極管VT2的基極相連接。
[0006]所述的低通濾波電路由放大器P —端與放大器P的正極相連接、另一端與極性電容C2的負極相連接的電阻R8，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R9，正極與緩沖電路相連接、負極經極性電容C4后與場效應管Q的漏極相連接的極性電容C7，正極與放大器P的負極相連接、負極與極性電容C7的負極相連接的極性電容C5，一端與場效應管Q的源極相連接、另一端與極性電容C7的負極相連接的電阻R10，以及正極與放大器P的輸出極相連接、負極接地的極性電容C6組成；所述放大器P的輸出極還與緩沖電相連接。
[0007]所述的緩沖電路由三極管VT3，三極管VT4，三極管VT5，一端與極性電容C7的正極相連接、另一端經電阻R12后接地的電阻R11，一端與極性電容C7的正極相連接、另一端與三極管VT3的集電極相連接的電阻R13，N極與極性電容C7的正極相連接、P極與三極管VT4的集電極相連接的二極管D1，正極與二極管Dl的P極相連接、負極與三極管VT5的基極相連接的極性電容C10，一端與三極管VT5的基極相連接、另一端則經電阻R18后與差分變換電路相連接的電阻R17，一端與三極管VT5的發射極相連接、另一端接地的電阻R19，一端與三極管VT4的發射極相連接、另一端與差分變換電路相連接的電阻R16，正極與三極管VT3的發射極相連接、負極與三極管VT4的發射極相連接的極性電容C8，以及與極性電容C8相并聯的極性電容C9組成；所述的三極管VT3的基極同時與電阻Rll和電阻R12的連接點以及放大器P的輸出極相連接、集電極與三極管VT4的基極相連接、發射極與差分變換電路相連接，三極管VT5的基極與二極管Dl的N極相連接、集電極則同時與二極管Dl的N極以及A/D轉換電路相連接。
[0008]所述的差分變換電路包括變換芯片U，電阻R14，電阻R15，電阻R22，電阻R23，極性電容C11，極性電容C14，電感LI ;電阻R14的一端與三極管VT3的發射極相連接、另一端與變換芯片U的PGND管腳相連接，極性電容Cll的正極與電阻R16相連接、負極與變換芯片U的ADJ管腳相連接，電阻R15與極性電容Cll相并聯，電感LI的一端與變換芯片U的ISENSE管腳相連接、另一端則經電阻R22和電阻R23后接地，極性電容C14的正極與A/D轉換電路相連接、其負極則與變換芯片U的FB管腳相連接，變換芯片U的VIN管腳與電阻R18相連接、PGATE管腳與其PGND管腳相連接、FB管腳與電阻R22和電阻R23的連接點相連接、GND管腳接地，電感LI和電阻R22的連接點與A/D轉換電路相連接。
[0009]所述的A/D轉換電路由轉換芯片U1，負極接地、而正極順次經電阻R21和電阻R20后與三極管VT5的集電極相連接的極性電容C12，正極與轉換芯片Ul的CONT管腳相連接、負極與電感LI和電阻R22的連接點相連接的極性電容C13，N極與轉換芯片Ul的TR管腳相連接、P極與極性電容C14的正極相連接的二極管D3，N極與轉換芯片Ul的VCC管腳相連接、P極與轉換芯片Ul的RS管腳相連接的二極管D2，轉換芯片Ul的THR管腳與極性電容C12的正極相連接、DIS管腳與電阻R20和電阻R21的連接點相連接、GND管腳接地、VCC管腳接電源。
[0010]所述的變換芯片U為LM3485型集成電路，而轉換芯片Ul為NE555型集成電路。
[0011]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
(I)本發明可以對發動機在瞬態工況下的各項參數進行測試。
[0012](2)本發明設置有信號處理系統，其可以對采集來的數據做處理，使發動機瞬態特性檢測結果更精確、更穩定。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0014]圖2為本發明的信號處理系統電路結構示意圖。
[0015]以上附圖中的附圖標記名稱為:
I一單片機，2—功率分析儀，3 —電機控制器，4一測控儀，5—油門驅動儀，6—轉矩傳感器，7—數據采集儀，8—信號處理系統，9一分析儀，81—前置放大電路，82—低通濾波電路，83—緩沖電路，84—差分變換電路，85—A/D轉換電路。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。
實施例
[0017]如圖1所示，本發明包括被測動力平臺，固定在被測動力平臺上的被測發動機。為了對被測發動機的瞬態特性進行綜合測試，本發明還包括有單片機1，與單片機I相連接的測控儀4和功率分析儀2，與測控儀4相連接的油門驅動儀5，與功率分析儀2相連接的電機控制器3，與被測發動機相連接的數據采集儀7和轉矩傳感器6，與數據采集儀7相連接的信號處理系統8，以及與信號處理系統8相連接的分析儀9。所述測控儀4還與被測發動機相連接，轉矩傳感器6與信號處理系統8相連接。
[0018]其中，單片機I作為本發明的控制系統，電機控制器3用于控制被測電機的啟停，功率分析儀2用于檢測被測發動機的輸出功率，油門驅動儀5用于為被測發動機的燃油發動機部分提供燃油，并通過測控儀4來顯示和控制其燃油輸出量。當改變被測發動機供油量時，被測發動機的工況則發生改變，這時由數據采集儀7對被測發動機瞬態工況下的溫度、壓力等數據進行采集并輸送給信號處理系統8，而轉矩傳感器6則對被測發動機的瞬態轉矩進行檢測，檢測信號由信號處理系統8進行處理后再由分析儀9對數據信號進行分析。
[0019]信號處理系統8為本發明的發明點，如圖2所示，其由前置放大電路81，與前置放大電路81相連接的低通濾波電路82，與低通濾波電路82相連接的緩沖電路83，與緩沖電路83相連接的差分變換電路84，以及同時與差分變換電路84和緩沖電路83相連接的A/D轉換電路85組成。
[0020]前置放大電路81用于對采集來的數據信號進行放大，其由三極管VT1，三極管VT2，場效應管Q，負極與三極管VTl的基極相連接、正極作為系統一輸入端的極性電容Cl，正極經電阻R5后與三極管VT2的發射極相連接、負極經電阻R2后與三極管VTl的基極相連接的極性電容C3，一端與三極管VTl的發射極相連接、另一端與極性電容C3的負極相連接的電阻R3，與極性電容C3相并聯的電阻R6，一端與場效應管Q的柵極相連接、另一端與極性電容C3的負極相連接的電阻R7，一端與三極管VTl的集電極相連接、另一端經電阻R4后與三極管VT2的集電極相連接的電阻R1，正極與三極管VT2的集電極相連接、負極與低通濾波電路82相連接的極性電容C2組成；所述場效應管Q的漏極和源極均與低通濾波電路82相連接，電阻Rl和電阻R4的連接點與場效應管Q的漏極相連接，三極管VTl的集電極與三極管VT2的基極相連接。
[0021]因采集到的數據信號會有很多不需要的頻率，而低通濾波電路82則可以對不需要的頻率時行過濾。其由放大器P —端與放大器P的正極相連接、另一端與極性電容C2的負極相連接的電阻R8，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R9，正極與緩沖電路83相連接、負極經極性電容C4后與場效應管Q的漏極相連接的極性電容C7，正極與放大器P的負極相連接、負極與極性電容C7的負極相連接的極性電容C5，一端與場效應管Q的源極相連接、另一端與極性電容C7的負極相連接的電阻R10，以及正極與放大器P的輸出極相連接、負極接地的極性電容C6組成。所述放大器