CN104792535A - 一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，主要包括被测动力平台，单片机（1），设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机（1）相连接的测控仪（3）和电机控制器（2），与测控仪（3）相连接的油门驱动仪（4），与被测发动机相连接的发动机机油恒温系统（5）、发动机水温恒温系统（6）、发动机燃油恒温系统（7）以及智能油耗检测系统（8），还包括有输入端与被测发动机相连接、输出端则与单片机（1）相连接的功率测试系统（9）；本发明可以对发动机的输出功率进行检测，检测人员根据发动机的输出功率可以对发动机的综合性能进行评估。

Description

一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统

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功率测试的综合性能测试系统。

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。

发动机输出的有效功率是指发动机输出轴上发出的功率，其是发动机一项综合性指标，通过检测发动机的输出功率，可掌握发动机的技术状况，确定发动机是否需要大修或鉴定发动机的维修质量。因此检测发动机的输出功率则是发动机出厂时很重要的一项工作。然而，传统的发动机综合性能测试系统对发动机输出功率的检测误差较大，在很大程度上影响了测试人员对发动机综合性能的判定。

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对发动机输出功率检测精度不高的缺陷，提供一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，包括被测动力平台，单片机，设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机相连接的测控仪和电机控制器，与测控仪相连接的油门驱动仪，与被测发动机相连接的发动机机油恒温系统、发动机水温恒温系统、发动机燃油恒温系统以及智能油耗检测系统；所述的发动机机油恒温系统、发动机水温恒温系统、发动机燃油恒温系统以及智能油耗检测系统均与单片机相连接，测控仪还与被测发动机相连接，还包括有输入端与被测发动机相连接、输出端则与单片机相连接的功率测试系统。

进一步的，所述的功率测试系统由扭矩传感器，与扭矩传感器输出端相连接的带通滤波电路，与带通滤波电路相连接的A/D转换电路，与A/D转换电路相连接的检波电路，以及与检波电路相连接的采样电路组成。

所述的带通滤波电路由放大器P，三极管VT1，一端与扭矩传感器的一信号输出端相连接、另一端则经电容C2后与放大器P的正相输入端相连接的电阻R1，负极与放大器P的输出端相连接、正极与电阻R1和电容C2的连接点相连接的电容C1，一端与电阻R1和电容C2的连接点相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R2，串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R3，N极与三极管VT1的基极相连接、P极与放大器P的反相输入端相连接的二极管D1，正极与放大器P的输出端相连接、负极与三极管VT1的集电极相连接的同时接地的电容C3组成。三极管VT1的集电极与扭矩传感器的另一信号输出端相连接、发射极同时与放大器P的输出端以及A/D转换电路相连接。

所述的A/D转换电路由转换芯片U1，N极与转换芯片U1的IN管脚相连、P极与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2，一端同时与转换芯片U1的R/C管脚和REF管脚相连接、另一端接地的电位器R4，正极与转换芯片U1的OUT管脚相连接、负极与检波电路相连接的电容C4，以及一端与转换芯片U1的THRES管脚相连接、另一端与检波电路相连接的电阻R5组成。所述转换芯片U1的VCC管脚与放大器P的输出端相连接、GND管脚接地。

所述的检波电路由检波芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，P极与三极管VT2的集电极相连接、N极经电容C5后与检波芯片U2的BO管脚相连接的二极管D3，P极与检波芯片U2的DI管脚相连接、N极则经电阻R6后与检波芯片U2的RMSOUT管脚相连接的二极管D4，正极与检波芯片U2的CAV管脚相连接、负极与采样电路相连接的电容C6，以及一端与检波芯片U2的NC管脚相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R7组成；所述三极管VT2的基极与电容C4相连接、发射极与电阻R5相连接地同时接地、集电极则同时与检波芯片U2的COM管脚和OUT OF管脚相连接，三极管VT3的基极与检波芯片U2的VIN管脚相连接、集电极与采样电路相连接，检波芯片U2的BI管脚与二极管D3的N极相连接、CS管脚与三极管VT2的发射极相连接。

所述的采样电路由放大器P1，二极管D5，负极与二极管D5的N极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端则经电阻R9后与电容C6相连接的同时接地的电阻R8，一端与二极管D5的P极相连接、另一端则经电阻R11后与放大器P1的反相输入端相连接的电阻R10，以及一端与放大器P1的反相输入端相连接、另一端与电阻R9和电容C6的连接点相连接的电阻R12组成；所述放大器P1的正相输入端接地、反相输入端与电阻R9和电容C6的连接点相连接，二极管D5的P极与电阻R8和电阻R9的连接点相连接。

所述的扭矩传感器为TQ-665型法兰式扭矩传感器，转换芯片U1为LM311集成电路，而检波芯片U2为AD637集成电路。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明可以对发动机的输出功率进行检测，检测人员根据发动机的输出功率可以对发动机的综合性能进行评估。

（2）本发明的检波芯片反应速度快，精确度高，可以提高功率测试速度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的功率测试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—电机控制器，3—测控仪，4—油门驱动仪，5—发动机机油恒温系统，6—发动机水温恒温系统，7—发动机燃油恒温系统，8—智能油耗检测系统，9—功率测试系统，91—扭矩传感器，92—带通滤波电路，93—A/D转换电路，94—检波电路，95—采样电路。

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，本发明包括被测动力平台，单片机1，固定在被测动力平台上的被测发动机，与单片机1相连接的测控仪3和电机控制器2，与测控仪3相连接的油门驱动仪4，与被测发动机相连接的发动机机油恒温系统5、发动机水温恒温系统6、发动机燃油恒温系统7以及智能油耗检测系统8。同时，发动机机油恒温系统5、发动机水温恒温系统6、发动机燃油恒温系统7以及智能油耗检测系统8均通过RS232通讯线与单片机1相连接，测控仪3还与被测发动机相连接。为了对被测发动机进行功率测试，本发明还设置有功率测试系统9，该功率测试系统9一输入端与被测发动机相连接、而其输出端则与单片机1相连接。

其中，单片机1作为本发明的控制系统，电机控制器2用于控制被测发动机的启停，油门驱动仪4用于为被测发动机提供燃油，并通过测控仪3来显示和控制其燃油输送量，发动机机油恒温系统5可以控制被测发动机内的机油温度，使其保持在一定的温度范围，而发动机水温恒温系统6则用于控制被测发动机的水温，而智能油耗检测系统8则可以对被测发动机的瞬态油耗进行检测。如果发动机的燃油温度过高则会影响被测发动机在瞬态工况下的油耗检测，而发动机燃油恒温系统7则可以控制被测发动机的燃油温度，使其保持在一定的温度范围。发动机机油恒温系统5、发动机水温恒温系统6、发动机燃油恒温系统7、智能油耗检测系统8以及功率测试系统9所收集到的数据均通过RS232通讯线输送给单片机1，操作者则可以通过单片机1了解到被测发动机的各项性能指标。

为了提高对被测发动机功率测试的准确度，如图2所示，该功率测试系统9由设置在被测发动机旋转轴上的扭矩传感器91，与扭矩传感器91输出端相连接的带通滤波电路92，与带通滤波电路92相连接的A/D转换电路93，与A/D转换电路93相连接的检波电路94，以及与检波电路94相连接的采样电路95组成。为了更好的检测被测发动机的扭矩，该扭矩传感器92优选为TQ-665型法兰式扭矩传感器，其检测速度快，精度高。

所述的带通滤波电路92可以对扭矩传感器91所检测到的信号进行滤波处理，其由放大器P，三极管VT1，一端与扭矩传感器91的一信号输出端相连接、另一端则经电容C2后与放大器P的正相输入端相连接的电阻R1，负极与放大器P的输出端相连接、正极与电阻R1和电容C2的连接点相连接的电容C1，一端与电阻R1和电容C2的连接点相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R2，串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R3，N极与三极管VT1的基极相连接、P极与放大器P的反相输入端相连接的二极管D1，正极与放大器P的输出端相连接、负极与三极管VT1的集电极相连接的同时接地的电容C3组成；三极管VT1的集电极与扭矩传感器91的另一信号输出端相连接、发射极同时与放大器P的输出端以及A/D转换电路93相连接。

所述的A/D转换电路93用于把扭矩信号转变为相应的电信号，其由转换芯片U1，N极与转换芯片U1的IN管脚相连、P极与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2，一端同时与转换芯片U1的R/C管脚和REF管脚相连接、另一端接地的电位器R4，正极与转换芯片U1的OUT管脚相连接、负极与检波电路94相连接的电容C4，以及一端与转换芯片U1的THRES管脚相连接、另一端与检波电路94相连接的电阻R5组成；所述转换芯片U1的VCC管脚与放大器P的输出端相连接、GND管脚接地。该转换芯片U1优选LM311集成电路来实现。

所述的检波电路94，可以检出电信号的信号真有效值，其由检波芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，P极与三极管VT2的集电极相连接、N极经电容C5后与检波芯片U2的BO管脚相连接的二极管D3，P极与检波芯片U2的DI管脚相连接、N极则经电阻R6后与检波芯片U2的RMSOUT管脚相连接的二极管D4，正极与检波芯片U2的CAV管脚相连接、负极与采样电路95相连接的电容C6，以及一端与检波芯片U2的NC管脚相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R7组成；所述三极管VT2的基极与电容C4相连接、发射极与电阻R5相连接地同时接地、集电极则同时与检波芯片U2的COM管脚和OUTOF管脚相连接，三极管VT3的基极与检波芯片U2的VIN管脚相连接、集电极与采样电路95相连接，检波芯片U2的BI管脚与二极管D3的N极相连接、CS管脚与三极管VT2的发射极相连接，而+VS管脚和-VS管脚则接12V电压。该检波芯片U2则优选AD637集成电路来实现，其精度高，在波峰因数为3时，附加误差0.10%。

所述的采样电路95由放大器P1，二极管D5，负极与二极管D5的N极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端则经电阻R9后与电容C6相连接的同时接地的电阻R8，一端与二极管D5的P极相连接、另一端则经电阻R11后与放大器P1的反相输入端相连接的电阻R10，以及一端与放大器P1的反相输入端相连接、另一端与电阻R9和电容C6的连接点相连接的电阻R12组成；所述放大器P1的正相输入端接地、反相输入端与电阻R9和电容C6的连接点相连接，二极管D5的P极与电阻R8和电阻R9的连接点相连接。采样电路95所采集到的信号传输给单片机1，由单片机1对被测发动机的输出功率进行计算并显示。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (8)

1.一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，主要包括被测动力平台，单片机（1），设置在被测动力平台上的被测发动机，与单片机（1）相连接的测控仪（3）和电机控制器（2），与测控仪（3）相连接的油门驱动仪（4），与被测发动机相连接的发动机机油恒温系统（5）、发动机水温恒温系统（6）、发动机燃油恒温系统（7）以及智能油耗检测系统（8）；所述的发动机机油恒温系统（5）、发动机水温恒温系统（6）、发动机燃油恒温系统（7）以及智能油耗检测系统（8）均与单片机（1）相连接，测控仪（3）还与被测发动机相连接，其特征在于：还包括有输入端与被测发动机相连接、输出端则与单片机（1）相连接的功率测试系统（9）；

所述的功率测试系统（9）由扭矩传感器（91），与扭矩传感器（91）输出端相连接的带通滤波电路（92），与带通滤波电路（92）相连接的A/D转换电路（93），与A/D转换电路（93）相连接的检波电路（94），以及与检波电路（94）相连接的采样电路（95）组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的带通滤波电路（92）由放大器P，三极管VT1，一端与扭矩传感器（91）的一信号输出端相连接、另一端则经电容C2后与放大器P的正相输入端相连接的电阻R1，负极与放大器P的输出端相连接、正极与电阻R1和电容C2的连接点相连接的电容C1，一端与电阻R1和电容C2的连接点相连接、另一端与三极管VT1的集电极相连接的电阻R2，串接在放大器P的正相输入端与输出端之间的电阻R3，N极与三极管VT1的基极相连接、P极与放大器P的反相输入端相连接的二极管D1，正极与放大器P的输出端相连接、负极与三极管VT1的集电极相连接的同时接地的电容C3组成；三极管VT1的集电极与扭矩传感器（91）的另一信号输出端相连接、发射极同时与放大器P的输出端以及A/D转换电路（93）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的A/D转换电路（93）由转换芯片U1，N极与转换芯片U1的IN管脚相连、P极与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2，一端同时与转换芯片U1的R/C管脚和REF管脚相连接、另一端接地的电位器R4，正极与转换芯片U1的OUT管脚相连接、负极与检波电路（94）相连接的电容C4，以及一端与转换芯片U1的THRES管脚相连接、另一端与检波电路（94）相连接的电阻R5组成；所述转换芯片U1的VCC管脚与放大器P的输出端相连接、GND管脚接地。

4.根据权利要求3所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的检波电路（94）由检波芯片U2，三极管VT2，三极管VT3，P极与三极管VT2的集电极相连接、N极经电容C5后与检波芯片U2的BO管脚相连接的二极管D3，P极与检波芯片U2的DI管脚相连接、N极则经电阻R6后与检波芯片U2的RMSOUT管脚相连接的二极管D4，正极与检波芯片U2的CAV管脚相连接、负极与采样电路（95）相连接的电容C6，以及一端与检波芯片U2的NC管脚相连接、另一端与三极管VT3的发射极相连接的电阻R7组成；所述三极管VT2的基极与电容C4相连接、发射极与电阻R5相连接地同时接地、集电极则同时与检波芯片U2的COM管脚和OUT OF管脚相连接，三极管VT3的基极与检波芯片U2的VIN管脚相连接、集电极与采样电路（95）相连接，检波芯片U2的BI管脚与二极管D3的N极相连接、CS管脚与三极管VT2的发射极相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的采样电路（95）由放大器P1，二极管D5，负极与二极管D5的N极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C7，一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端则经电阻R9后与电容C6相连接的同时接地的电阻R8，一端与二极管D5的P极相连接、另一端则经电阻R11后与放大器P1的反相输入端相连接的电阻R10，以及一端与放大器P1的反相输入端相连接、另一端与电阻R9和电容C6的连接点相连接的电阻R12组成；所述放大器P1的正相输入端接地、反相输入端与电阻R9和电容C6的连接点相连接，二极管D5的P极与电阻R8和电阻R9的连接点相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的扭矩传感器（91）为TQ-665型法兰式扭矩传感器。

7.根据权利要求5所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的转换芯片U1为LM311集成电路。

8.根据权利要求5所述的一种基于发动机功率测试的综合性能测试系统，其特征在于：所述的检波芯片U2为AD637集成电路。