基于虚拟仪器的网络化内燃机检测系统开发

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1、基于虚拟仪器的网络化内燃机检测平台设计邹锦1　李栋2　公丕平2　崔中清2(1.江苏中圣高科技产业有限公司,南京，2111122.解放军理工大学，南京，210007）【摘　要】介绍了内燃机测试网络检测平台的总体设计方案，探讨了内燃机测试状态参数的选取原则，确定了内燃机检测中的状态参数及其传感器的选型与配置方案。完成内燃机测试的信号调理电路的硬件构建与设计，选用图形化的虚拟仪器软件平台LabVIEW开发了内燃机测试网络实验室的应用软件，整个软件结构由信号采集模块、主控模块、手动测试模块、程控测试模块和数据管理模块等组成。该网络检测平台的开发具有前瞻性和开拓性。【关键词】虚拟仪器　网络化　

2、内燃机　检测平台　程控测试NetworkedTestingPlatformofInternalCombustionEngineBasedonVirtualInstrumentationZouJin1GongPeiping2LiDong2MaKaiming2(1.JiangsuZhongshengAdvancedTechnologyIndustryCompanyLTD.Nanjing,2111122.PLAUniv.ofSci.&Tech.Nanjing,210007)Keywords:Virtualinstrumentation,network,testingplatform,pro

3、gram-controllermeasurement虚拟仪器具有强大的功能、丰富的资源、良好的扩展性和通用性。随着计算机技术和网络技术的发展，以LabVIEW为代表的虚拟仪器开发平台拥有了强大的网络通信能力。可以将虚拟仪器作为内燃机测试实验的统一开发平台，再与网络技术相结合，一定可以开发成功应用于网络的虚拟仪器内燃机测试实验平台，从而部分替代不同地点、不同种类的传统测量仪器进行实验。本文在分析研究内燃机检测参数的基础上，提出了网上虚拟仪器内燃机检测系统的软硬件设计方案。1网络化内燃机检测系统的总体设计内燃机网络化虚拟仪器检测平台由检测现场的测试控制服务器、局域网总线、Web服务器和进

4、行网络实验的客户机等四个层次组成。测试控制服务器在整个系统中承担了数据采集、信号调理、信号分析与处理和数据转换等功能。服务器包含了这几部分，即实验对象与信号部分（内燃机及其状态参数），信号调理部分，计算机总线传输部分，微计算机应用软件等四大部分组成，图1是其网络拓扑结构图。测试控制服务器与各个客户机之间的信号传递通过Ethernet局域网总结进行，Web服务器提供统一管理用户以及链接指向功能，客户机上只需安装IE浏览器，整个虚拟仪器实验平台构成了一个B/S模块的网络实验系统。图1内燃机网络虚拟仪器检测平台总体结构2测试参数分析内燃机的技术状况可用它的状态参数来描述，状态参数是指能反映

5、内燃机技术状态的定量化信息。状态参数又可分结构参数和诊断参数，结构参数指那些直接决定其技术状态的参数，如零件尺寸、配合性质等，而诊断参数是指与结构参数有联系并能够表达结构技术状况的直接或间接指标，即可以是工作过程的参数，也可以是伴随过程的参数以及一些陌生的参数。目前用于发动机技术状态的测试参数主要有：（1）气缸压缩压力气缸活塞组是发动机的心脏，汽缸活塞组包括气缸、活塞、活塞环、气门、气缸盖和气缸垫等包围工作介质的零部件，它们的技术状况好坏不但严重影响发动机的动力性和经济性。在使用过程中，主要故障是由于零部件磨损、烧蚀、结胶、积碳等原因引起的。受结构的限制，气缸活塞组的磨损等情况，在不

6、解体条件下难于直接检测。而气缸压缩压力在曲轴转速、机油粘度等技术状况相同的情况下，当出现气缸活塞组件磨损后间隙增加，活塞环弹力不足，卡滞、对口、气门与气门座不密合时，均会引起气缸压缩压力下降。因此采用气缸压力作为诊断参数可反映气缸活塞组的基本工作技术状态。（2）内燃机的喷油压力内燃机尤其是机械装备所采用的柴油机，其燃烧方式是压燃式，对燃油的输送和高压的产生等有严格的要求。而供油系技术状态不良，将使其在各种不同的工况下，不能获得定时、定量和定压的燃油，造成发动机动力不足，耗油量增多。供油系的故障，主要表现在压力不足、漏油、堵塞、机件磨损与混合气调整不当等。把压力传感器安装在高压泵和喷油

7、器之间，对喷应压力和喷油定时进行检测，就可以检测供油系的故障状态。本文所提方案，拟采用管外夹持式压力传感器，结构发动机转速和1缸上止点信号，内燃机燃油供给系故障的检测。（3）内燃机温度发动机温度可以作为发动机不解体诊断时的辅助测量参数。如测量冷却水的温度可判断冷却系统的工作是否正常，当温度超过正常值时，可考虑冷却液是否损漏等情况，而当温度下降时，可考虑温度传感器是否失灵，以及气缸活塞足间隙是否得当，喷油正时是否准确，配件相位是否失准等因素。（4）机油压力发