基于LabVIEW的电控发动机燃油喷射系统故障预警和诊断系统的设计文献综述

 2022-07-29 17:00:51

文献综述

1.研究背景

电控发动机结构越来越复杂,内部各系统之间关系变得更加微妙,产生的故障更加繁杂,这给电控发动机故障诊断带来了更大的难度,单一的故障诊断技术或诊断方法已无法完全满足现代电控发动机故障诊断的需要。为了能快速、准确的查找出故障原因,促使人们将汽车发动机故障诊断的研究重心向着多种诊断技术、多种诊断方法相结合的多元化和综合化诊断方向倾斜。通过对国内外发动机检测系统发展状况的分析,可以知道:随着计算机技术的发展,发动机检测系统自动化、智能化程度越来越高、功能越来越完善,而利用虚拟仪器开发发动机测控系统必将成为今后一个重要的发展方向。

汽车故障检测与诊断技术是汽车运用专业学生必须掌握的核心技能,而汽车发动机的故障诊断更是课程教学的重中之重。为便于教学,学校广泛使用各种发动机运行实验台作为加强专业技能教学的主要手段,虽然它具有试验条件容易控制,测量参数便于采集,故障设置简便易行等优点,但也存在着配合使用的故障诊断仪数量需求大、价格昂贵、设备使用与维护不方便、实践训练效率低等弱点。因此,为加强汽车发动机教学设备的技术创造与二次开发,构建基于LabVIEW 的电控发动机燃油喷射系统故障预警和诊断系统,搭建一个通用性更好、能为汽车发动机结构原理和故障诊断教学提供更多功能的检测平台十分重要和必要。

2.国内外研究情况

LabVIEW 是实验室虚拟仪器集成环境的简称,又称为G 言。它具有较好的可读性、可写性、可维护性和可理解性,具有各种各样功能强大的函数库,为实现仪器编程和数据采集空制提供了便捷的途径,其层次化的结构可以使用户把创建的VI程序当作子程序调用,以创建更复杂的程序,而且调用介数是任意的。因此,LabVIEW 被广泛应用于各种行业中,如汽车、半导体、航空航天、交通运输、高校实验室等不同领域。

2.1 国外研究现状

LabVIEW 是美国国家仪器公司(National Instru-ment,简称NI) 的软件产品。LabVIEW 是一个具有革命性的图形化开发环境,它具有丰富和功能强大的数据采集、信号处理、数据表达和仪器通信等方面的函数库,从简单的仪器控制、数据采集到过程控制和工业自动化系统,LabVIEW 都得到了广泛的应用。LabVIEW 与硬件紧密结合,可快速开发数据采集、控制分析等应用。而基于PC 数据采集系统只使用一块数据采集卡和一种编程语言,就可以在windows操作系统下实现对数据的采集、处理、存储,使用方便灵活。在此基础上使用LabVIEW 语言进行编程,更大的提高了系统的简便性和实用性。基于此,本设计采用LabVIEW 平台,对采集的实际的信号进行数据的处理和分析。

本系统的硬件部分实现发动机性能参数中各种信号的数据采集及预处理。系统硬件主要包括:发动机、多功能数据采集卡、操作平台。通过采集卡采集发动机上的各种传感器生成的反映发动机各部件工作状况的信号,并通过LabVIEW 编程实现信号调理,进行一些必要的放大、滤波等处理。

随着汽车技术的快速发展,电子技术在汽车技术中所占比重越来越大,这就使得在诊断发动机故障时难度加大,从上世纪60年代开始一些发达国家着手研发汽车诊断系统”。1972年德国研制成功了首台车外诊断装置,这使整个汽车维修界产生了很大的震动,因为它可以对车辆的88个项目进行检测,并可打印检测诊断结果。在后来的三年里美国、日本一些知名厂家纷纷推出了自己的汽车诊断装置。但这些装置虽然比较先进,但普遍存在成本高、功能不全面、诊断软件储存数据少、只能针对特定车型等缺点,也不能对故障进行有效的实时分析。进入上世纪80年代后随车诊断已逐渐发展起来,1987 年型的通用公司汽车上:随车诊断项H 已超过100项,通过操作还可以在车辆仪表板上显示故障代码和-些运行数据。通用公司的CAMS 系统、福特公司的OLASIS 系统甚至还提供-些咨询功能,如维修资料、技术指导及操作指南等相比车外诊断技术,随车诊断技术虽然有了很大的进步,但对于诊断复杂的故障能力还是比较差的,于是在上世纪90 年代出现了新的车外诊断系统,该系统与车身自诊断功能紧密相连,借助专用连接装置,运用诊断软件,将车辆运行参数实时显示在显示屏上,可以诊断较为复杂的故障。本世纪初开始,国外专门研制汽车诊断设备的公司开始陆续开发汽车故障诊断专家系统、自动化的综合诊断技术,提高了故障的诊断能力和诊断范围,并可以预测故障的发生,使汽车诊断技术向新的高度发展 。

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