CN104535330A - 一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，包括被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，其特征在于：还包括有单片机（1），与单片机（1）相连接的测控仪（6）和功率分析仪（5），与被测发动机相连接的电机控制器（3）和发动机中冷恒温系统（4），以及与电机控制器（3）相连接的直流电源（2）；所述功率分析仪（5）还与被测发动机相连接，发动机中冷恒温系统（4）则通过RS232接口与单片机（1）相连接，测控仪（6）还与被测发动机相连接；本发明可以对发动机在瞬态工况下的各项参数进行测试，而且还能确保其测试精度和系统的稳定性。

Description

一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统

技术领域

本发明涉及一种综合性能测试系统，具体是指一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统。

背景技术

人们对汽车的可靠性、安全性和绿色性等方面的要求不断提高，而发动机作为汽车的心脏部件，其技术水平直接影响到其动力性、经济性和排放等性能指标，发动机发生故障的频率也是最高的。而发动机综合性能测试是判定发动机技术状况好坏的主要手段，也是汽车检测和维修工作的重要内容，因此发动机性能测试越来越受到人们的重视。

涡轮增压发动机现在已越来越普及，涡轮增压发动机中经增压器增压后的空气温度很高，如直接进入发动机则会因空气温度过高而导致发动机损坏甚至死火的现象。而传统的发动机性能测试系统并没有针对增压后的空气做处理，因此，提供一种发动机综合性能检测的实验保障系统是当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的发动机综合性能测试系统无法对被测发动机提供实验保障的缺陷，提供一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，包括被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，还包括有单片机，与单片机相连接的测控仪和功率分析仪，与被测发动机相连接的电机控制器和发动机中冷恒温系统，以及与电机控制器相连接的直流电源；所述功率分析仪还与被测发动机相连接，发动机中冷恒温系统则通过RS232接口与单片机相连接，测控仪还与被测发动机相连接。

进一步的，所述的发动机中冷恒温系统由中冷器，设置在中冷器上的空气输送管和冷确介质输送管，设置在空气输送管输出端的温度传感器，设置在冷确介质输送管输入端的电动流量阀，以及同时与温度传感器和电动流量阀相连接的控制系统组成。

所述的控制系统包括变压器T，与变压器T副边相连接的整流滤波电路，与整流滤波电路相连接的保护电路，与保护电路相连接的驱动电路，与驱动电路相连接的放大电路，与放大电路相连接的振荡电路，与振荡电路相连接的双稳态触发电路，设置在双稳态触发电路内的继电器K，一端经继电器K的常开触点K1后与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接、另一端经电动流量阀后与变压器T原边同名端相连接的电位器R1。

所述的整流滤波电路包括二极管整流器U，电容C1；二极管整流器U的两个输入端分别与变压器T副边的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与电容C1的正极和负极相连接。

所述的保护电路由晶闸管D1，一端与晶闸管D1的控制极相连接、另一端与晶闸管D1的N极相连接的电容C2，正极与驱动电路相连接、负极则同时与驱动电路以及晶闸管D1的N极相连接的电容C3，一端与电容C3的正极相连接、另一端与晶闸管D1的控制极相连接的电阻R2，正极与驱动电路相连接、负极与晶闸管D1的N极相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R4，以及一端与电容C4的正极相连接、另一端与晶闸管D1的P极相连接的电阻R3组成；所述晶闸管D1的P极还与电容C1的正极相连接、N极与电容C1的负极相连接。

所述的驱动电路由驱动芯片U1，正极与驱动芯片U1的REF管脚相连接、负极接地的电容C6，N极与电容C3的正极相连接、P极与驱动芯片U1的LX管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端同时与电容C6的负极以及电容C3的负极相连接的电容C5，一端与二极管D2的N极相连接、另一端经电阻R6后接地的电阻R5，一端与二极管D2的P极相连接、另一端经电容C7后接地的电感L1组成；所述驱动芯片U1的VDD管脚与电容C4的正极相连接、GND管脚接地、ISET管脚与其SHDN管脚相连接、FB管脚与电容C6的负极相连接、POL管脚和SHDN管脚均与放大电路相连接，电阻R5和电阻R6的连接点与电容C6的负极相连接。

所述的放大电路由放大器A1，三极管VT1，串接在放大器A1的负极和输出极之间的电阻R7，P极经电阻R8后与放大器A1的负极相连接、N极则顺次经温度传感器和二极管D5后与三极管VT1的集电极相连接的二极管D3，P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接、N极则同时与驱动芯片U1的POL管脚以及振荡电路相连接的二极管D3，以及一端与温度传感器和二极管D5的连接点相连接、另一端接地的C8组成；所述放大器A1的正极接地、负极与驱动芯片U1的SHDN管脚相连接、输出极与三极管VT1的基极相连接，三极管VT1的基极和发射极均与振荡电路相连接。

所述的振荡电路由振荡芯片U2，正极与振荡芯片U2的VFB管脚相连接、负极同时与三极管VT1的基极以及双稳态触发电路相连接的电容C9，一端与振荡芯片U2的IFB管脚相连接、另一端经电阻R10后与二极管D3的N极相连接的电阻R11，一端与振荡芯片U2的RT管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电阻R12，一端与振荡芯片U2的COMP管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电容C10，一端与振荡芯片U2的VCC管脚相连接、另一端与双稳态触发电路相连接的电阻R13，以及一端与振荡芯片U2的OUT管脚相连接、另一端与双稳态触发电路相连接的电容C11组成；所述振荡芯片U2的VCC管脚与二极管D3的N极相连接、GND管脚接地、VREF管脚与三极管VT1的发射极相连接、IFB管脚与放大器A1的输出极相连接、VFB管脚与其IFB管脚相连接。

所述的双稳态触发电路包括三极管VT2，三极管VT3，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，二极管D6，二极管D7，电容C12，继电器K；三极管VT2的基极与电容C11相连接、其集电极经电阻R14后与电阻R13相连接、发射极经电阻R16后与电容C9的负极相连接，二极管D7的N极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、P极经电容C12后与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的基极经电阻R15后与三极管VT2的集电极相连接、发射极经二极管D6后与三极管VT2的发射极相连接、集电极经继电器K后与二极管D7的N极相连接，电阻R17的一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与电容C9的负极相连接。

所述驱动芯片U1为MAX629集成芯片，而振荡芯片U2为UC384X集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明设置有发动机中冷恒温系统，其可以对涡轮增压后的高温空汽进行降温，使进入发动机的空气保持在一定的温度范围，从而提高发动机的换气效率。

（2）本发明的控制系统控制精度高，为本发明的提供了更高的实验保障。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的发动机中冷恒温系统结构示意图。

图3为本发明的控制系统电路结构示意图。

以上附图中的附图标记名称为：

1—单片机，2—直流电源，3—电机控制器，4—发动机中冷恒温系统，5—功率分析仪，6—测控仪，7—中冷器，8—空气输送管，9—冷确介质输送管，10—电动流量阀，11—温度传感器，12—控制系统，13—整流滤波电路，14—保护电路，15—驱动电路，16—放大电路，17—振荡电路，18—双稳态触发电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明包括用于承载被测发动机的被测动力平台，固定在被测动力平台上的被测发动机。为了实现对被测发动机进行综合性能测试，本发明还包括有单片机1，与单片机1相连接的测控仪6和功率分析仪5，与被测发动机相连接的电机控制器3和发动机中冷恒温系统4，以及与电机控制器3相连接的直流电源2。所述功率分析仪5还与被测发动机相连接，发动机中冷恒温系统4则通过RS232接口与单片机1相连接，测控仪6还与被测发动机相连接。

其中，单片机1作为本发明的控制系统，直流电源2则采用市面上通用的24V可编程直流电源即可实现，其用于给电机控制器3供电，而电机控制器3则用于控制被测发动机的启停，功率分析仪5用于检测被测发动机的输出功率，测控仪6用于检测被测发动机的综合性能。

发动机中冷恒温系统4是本发明的重点，其用于冷确进入被测发动机的空气温度，使空气保持在一定的温度范围。如图2所示，其由中冷器7，设置在中冷器7上的空气输送管8和冷确介质输送管9，设置在空气输送管8输出端的温度传感器11，设置在冷确介质输送管9输入端的电动流量阀10，以及同时与温度传感器11和电动流量阀10相连接的控制系统12组成。

该空气输送管8用于给本发明的被测发动机输送空气，而冷确介质输送管9则用于输送冷确空气的冷确介质。空气在中冷器7中与冷确介质相遇，并进行热传递反应，使空气保持在一定的温度范围。电动流量阀10用于控制冷确介质的流量，而温度传感器11则用于检测冷确后空气的温度，并把检测信号传输给控制系统12，由控制系统12对电动流量阀10进行控制。

如图3所示，控制系统12包括变压器T，与变压器T副边相连接的整流滤波电路13，与整流滤波电路13相连接的保护电路14，与保护电路14相连接的驱动电路15，与驱动电路15相连接的放大电路16，与放大电路16相连接的振荡电路17，与振荡电路17相连接的双稳态触发电路18，设置在双稳态触发电路18内的继电器K，一端经继电器K的常开触点K1后与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接、另一端经电动流量阀10后与变压器T原边同名端相连接的电位器R1。

外部电压经过变压器T变压后再由整流滤波电路13作整流滤波处理。该整流滤波电路13包括二极管整流器U，电容C1；二极管整流器U的两个输入端分别与变压器T副边的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与电容C1的正极和负极相连接。

所述的保护电路14由晶闸管D1，一端与晶闸管D1的控制极相连接、另一端与晶闸管D1的N极相连接的电容C2，正极与驱动电路15相连接、负极则同时与驱动电路15以及晶闸管D1的N极相连接的电容C3，一端与电容C3的正极相连接、另一端与晶闸管D1的控制极相连接的电阻R2，正极与驱动电路15相连接、负极与晶闸管D1的N极相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R4，以及一端与电容C4的正极相连接、另一端与晶闸管D1的P极相连接的电阻R3组成。所述晶闸管D1的P极还与电容C1的正极相连接、N极与电容C1的负极相连接。

所述的驱动电路15由驱动芯片U1，正极与驱动芯片U1的REF管脚相连接、负极接地的电容C6，N极与电容C3的正极相连接、P极与驱动芯片U1的LX管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端同时与电容C6的负极以及电容C3的负极相连接的电容C5，一端与二极管D2的N极相连接、另一端经电阻R6后接地的电阻R5，一端与二极管D2的P极相连接、另一端经电容C7后接地的电感L1组成；所述驱动芯片U1的VDD管脚与电容C4的正极相连接、GND管脚接地、ISET管脚与其SHDN管脚相连接、FB管脚与电容C6的负极相连接、POL管脚和SHDN管脚均与放大电路（16）相连接，电阻R5和电阻R6的连接点与电容C6的负极相连接。为了更好的实现本发明，该驱动芯片U1优选为MAX629集成芯片。

放大电路16由放大器A1，三极管VT1，串接在放大器A1的负极和输出极之间的电阻R7，P极经电阻R8后与放大器A1的负极相连接、N极则顺次经温度传感器11和二极管D5后与三极管VT1的集电极相连接的二极管D3，P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接、N极则同时与驱动芯片U1的POL管脚以及振荡电路17相连接的二极管D3，以及一端与温度传感器11和二极管D5的连接点相连接、另一端接地的C8组成；所述放大器A1的正极接地、负极与驱动芯片U1的SHDN管脚相连接、输出极与三极管VT1的基极相连接，三极管VT1的基极和发射极均与振荡电路17相连接。当温度传感器11检测到输入被测发动机的空气温度过高时，其把检测信号输送给放大电路16，由放大电路16进行放大后输送给振荡电路17。

该振荡电路17由振荡芯片U2，正极与振荡芯片U2的VFB管脚相连接、负极同时与三极管VT1的基极以及双稳态触发电路18相连接的电容C9，一端与振荡芯片U2的IFB管脚相连接、另一端经电阻R10后与二极管D3的N极相连接的电阻R11，一端与振荡芯片U2的RT管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电阻R12，一端与振荡芯片U2的COMP管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电容C10，一端与振荡芯片U2的VCC管脚相连接、另一端与双稳态触发电路18相连接的电阻R13，以及一端与振荡芯片U2的OUT管脚相连接、另一端与双稳态触发电路18相连接的电容C11组成；所述振荡芯片U2的VCC管脚与二极管D3的N极相连接、GND管脚接地、VREF管脚与三极管VT1的发射极相连接、IFB管脚与放大器A1的输出极相连接、VFB管脚与其IFB管脚相连接。该振荡芯片U2优选为UC384X集成芯片。

所述的双稳态触发电路18包括三极管VT2，三极管VT3，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，二极管D6，二极管D7，电容C12，继电器K；三极管VT2的基极与电容C11相连接、其集电极经电阻R14后与电阻R13相连接、发射极经电阻R16后与电容C9的负极相连接，二极管D7的N极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、P极经电容C12后与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的基极经电阻R15后与三极管VT2的集电极相连接、发射极经二极管D6后与三极管VT2的发射极相连接、集电极经继电器K后与二极管D7的N极相连接，电阻R17的一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与电容C9的负极相连接。

当振荡电路17接收到检测信号后开始起振，并使三极管VT2和三极管VT3导通，这时继电器K得电其常开触点K1闭合，从而可以打开电动流量阀10，使冷确介质进入到中冷器7中对空气进行冷确。滑动电位器R1则可以控制电动流量阀10打开的大小，从而实现对冷确介质流量的控制。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，包括被测动力平台，以及设置在被测动力平台上的被测发动机，其特征在于：还包括有单片机（1），与单片机（1）相连接的测控仪（6）和功率分析仪（5），与被测发动机相连接的电机控制器（3）和发动机中冷恒温系统（4），以及与电机控制器（3）相连接的直流电源（2）；所述功率分析仪（5）还与被测发动机相连接，发动机中冷恒温系统（4）则通过RS232接口与单片机（1）相连接，测控仪（6）还与被测发动机相连接；

所述的发动机中冷恒温系统（4）由中冷器（7），设置在中冷器（7）上的空气输送管（8）和冷确介质输送管（9），设置在空气输送管（8）输出端的温度传感器（11），设置在冷确介质输送管（9）输入端的电动流量阀（10），以及同时与温度传感器（11）和电动流量阀（10）相连接的控制系统（12）组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的控制系统（12）包括变压器T，与变压器T副边相连接的整流滤波电路（13），与整流滤波电路（13）相连接的保护电路（14），与保护电路（14）相连接的驱动电路（15），与驱动电路（15）相连接的放大电路（16），与放大电路（16）相连接的振荡电路（17），与振荡电路（17）相连接的双稳态触发电路（18），设置在双稳态触发电路（18）内的继电器K，一端经继电器K的常开触点K1后与变压器T原边电感线圈的非同名端相连接、另一端经电动流量阀（10）后与变压器T原边同名端相连接的电位器R1。

3.根据权利要求2所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的整流滤波电路（13）包括二极管整流器U，电容C1；二极管整流器U的两个输入端分别与变压器T副边的同名端和非同名端相连接、其两个输出端则分别与电容C1的正极和负极相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的保护电路（14）由晶闸管D1，一端与晶闸管D1的控制极相连接、另一端与晶闸管D1的N极相连接的电容C2，正极与驱动电路（15）相连接、负极则同时与驱动电路（15）以及晶闸管D1的N极相连接的电容C3，一端与电容C3的正极相连接、另一端与晶闸管D1的控制极相连接的电阻R2，正极与驱动电路（15）相连接、负极与晶闸管D1的N极相连接的电容C4，与电容C4相并联的电阻R4，以及一端与电容C4的正极相连接、另一端与晶闸管D1的P极相连接的电阻R3组成；所述晶闸管D1的P极还与电容C1的正极相连接、N极与电容C1的负极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的驱动电路（15）由驱动芯片U1，正极与驱动芯片U1的REF管脚相连接、负极接地的电容C6，N极与电容C3的正极相连接、P极与驱动芯片U1的LX管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端同时与电容C6的负极以及电容C3的负极相连接的电容C5，一端与二极管D2的N极相连接、另一端经电阻R6后接地的电阻R5，一端与二极管D2的P极相连接、另一端经电容C7后接地的电感L1组成；所述驱动芯片U1的VDD管脚与电容C4的正极相连接、GND管脚接地、ISET管脚与其SHDN管脚相连接、FB管脚与电容C6的负极相连接、POL管脚和SHDN管脚均与放大电路（16）相连接，电阻R5和电阻R6的连接点与电容C6的负极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的放大电路（16）由放大器A1，三极管VT1，串接在放大器A1的负极和输出极之间的电阻R7，P极经电阻R8后与放大器A1的负极相连接、N极则顺次经温度传感器（11）和二极管D5后与三极管VT1的集电极相连接的二极管D3，P极经电阻R9后与二极管D3的P极相连接、N极则同时与驱动芯片U1的POL管脚以及振荡电路（17）相连接的二极管D3，以及一端与温度传感器（11）和二极管D5的连接点相连接、另一端接地的C8组成；所述放大器A1的正极接地、负极与驱动芯片U1的SHDN管脚相连接、输出极与三极管VT1的基极相连接，三极管VT1的基极和发射极均与振荡电路（17）相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的振荡电路（17）由振荡芯片U2，正极与振荡芯片U2的VFB管脚相连接、负极同时与三极管VT1的基极以及双稳态触发电路（18）相连接的电容C9，一端与振荡芯片U2的IFB管脚相连接、另一端经电阻R10后与二极管D3的N极相连接的电阻R11，一端与振荡芯片U2的RT管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电阻R12，一端与振荡芯片U2的COMP管脚相连接、另一端与电容C9的负极相连接的电容C10，一端与振荡芯片U2的VCC管脚相连接、另一端与双稳态触发电路（18）相连接的电阻R13，以及一端与振荡芯片U2的OUT管脚相连接、另一端与双稳态触发电路（18）相连接的电容C11组成；所述振荡芯片U2的VCC管脚与二极管D3的N极相连接、GND管脚接地、VREF管脚与三极管VT1的发射极相连接、IFB管脚与放大器A1的输出极相连接、VFB管脚与其IFB管脚相连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的双稳态触发电路（18）包括三极管VT2，三极管VT3，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，二极管D6，二极管D7，电容C12，继电器K；三极管VT2的基极与电容C11相连接、其集电极经电阻R14后与电阻R13相连接、发射极经电阻R16后与电容C9的负极相连接，二极管D7的N极与电阻R13和电阻R14的连接点相连接、P极经电容C12后与三极管VT3的发射极相连接，三极管VT3的基极经电阻R15后与三极管VT2的集电极相连接、发射极经二极管D6后与三极管VT2的发射极相连接、集电极经继电器K后与二极管D7的N极相连接，电阻R17的一端与三极管VT3的基极相连接、另一端与电容C9的负极相连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述驱动芯片U1为MAX629集成芯片。

10.根据权利要求8所述的一种基于发动机综合性能检测的实验保障系统，其特征在于：所述的振荡芯片U2为UC384X集成芯片。