基于失重法的汽车油耗检测仪器设计毕业设计论文文档格式.docx

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王聪

指导教师：

付百学

职称：

教授

黑龙江工程学院

二○一一年六月

TheGraduationDesignforBachelor'

sDegree

DesignofAutomobileOilConsumptionInstrumentationBasedonWeightlessness

Candidate：

WangCong

Specialty：

VehicleEngineering

Class：

07-1

Supervisor：

Prof.FuBaixue

HeilongjiangInstituteofTechnology

2011-06·

Harbin

摘要

随着我国汽车保有量的不断增加，汽油、柴油等非再生资源的逐渐减少，加之环境保护意识的逐渐加强，人们更加关心车辆油耗，要求限制车辆用油量的呼声越来越强。

研制能快速、准确测量汽车在各种工况下油耗的仪器，已成为一项重要的课题。

文中研制的智能型汽车油耗检测仪器，利用失重法原理，结合国内外发动机油耗智能测试技术的研究水平和发展趋势，采用传感器技术、单片机控制技术和显示技术。

主要内容包括：

根据油耗测试系统的功能要求，进行油耗检测系统硬件的设计与选择，建立了汽车油耗检测系统数学模型，进行了油耗检测系统软件模块的设计，同时提出了系统抗干扰的相关措施，包括软件和硬件两方面，分析了油耗检测系统所采用的理论的可行性，并进行了油耗检测系统的误差分析。

智能油耗仪在单片机的控制下，通过传感器送来的信号，在控制软件的支持下，能对汽油机、柴油机在室内进行静态和动态油耗测试，能测量汽车的平均油耗和瞬时油耗。

解决了国内油耗检测产品与国外相比测试精度相对较低、成本较高等问题。

能对新生产车、营运车辆进行燃料经济性检测和评价，能满足科研院所、车辆制造、使用和维修单位、大专院校试验教学等需要，应用前景广阔。

关键词：

油耗；

智能；

单片机；

检测；

传感器

ABSTRACT

Withtheincreasingoftheautomobilequantitypeopleown,theunproducingresourcessuchasgasoline,diealhavedecreasedgradually.Togetherwithpeople’senvioromentprotectionconsciousnessthatstrengthensgradually,moreattentionisfocusedonthevehiclefuelconsuming,callingaboutlimitingvehiclefuelconsumingbecomesmoreandmorefierce.researchtheequipmentsthatcallquickandaccuratemeasuringgas-consumingunderallworkingconditions，whichbecomesaveryimportanttopic．

Theresearchonmonitoringindtruments,onthebasisoftheweightlessnessprinciple,combiningwiththedomesticandforeignresearchlevelanddevelopmenttrend,adopingsensingtechnology,singlechipmicrocomputercontroltechnologyanddisplaytechnology.Themaincontentincludesgas-consumingdetectingsystem’shardwaredesignandselection．Automobilegas-consumingdetectingsystemmathematicsmodelwereincluded,gasconsumingdetectingsystemsoftware'

sdesign.Diagnosethepracticingperformanceofthetheorythatgas-consumingdetectingsystemWasadoptedandthetheorymodelsonthebaseofpracticeconditionsweremodified．

Vehicleintelligentgasconsuminginstrumentswerecontrolledbythesinglechipcomputer’s，andbymeansofcalclllatingthegasolineflowingpulsesignalthatflowingamountmeasuringsensorbring，togetherwiththesupportofcontrollingsoftware，itcallturntheautomobile’squietconditionandmovingconditionintorealityandmeasuretheautomobilesaveragegasconsumingandinstantgasconsumingalso．Itsettlesthatcomparingtoexoticgasconsumingsystem，domesticgasconsumingproductstestingaccuracyisrelativelylower．Thevolumeisbigandhighcostandsoonquestions．Itcalldetectandevaluatethefueleconomicperformanceofnewproducedautomobilesandoperatingautomobiles．Itcanalsosatisfythescienceresearchinstitute，vehicleproducing，using，andrepairingdepartments，collegeanduniversityexperimentsteaching，whichhasawidelyapplicationfuture．

Keywords:

oilconsumption；

intelligent；

singlechip；

check；

sensor

第1章绪论

1.1引言

据中国石油天然气集团公司有关专家推算，我国石油需求量，2000年为1.86亿吨，2010年为2.68亿吨，2020年为3.05亿吨。

国际能源机构（IEA）2020年中国能源展望报告预测中国石油需求将以年均4.6%的速度增长，到2020年市场份额将大幅增加，年消费量可达5亿吨以上。

国家计委产业经济研究所预测，到2050年，中国石油需求量将达到4.5亿吨，是目前1.6多亿吨消费量的2.8倍。

目前全国可供开采的石油资源量预测为160亿吨，2003年全国石油年产量1.6亿吨计算，若每年增长5%以上，2005年可达1.85亿吨，随后达到2亿吨至2.5亿吨的峰值稳产，据此估算，中国石油储量可持续开采60到65年。

据中国石油天然气集团公司对我国石油供需平衡的预测分析，国内原油的自给率将从2000年的82%降低到2020年的60%，到2020年缺口将达到1.3亿吨。

另据国际能源机构（IEA）预测，中国石油产量从2010年之后开始下降，到2O20年石油产量将下降到约1.01亿吨／年，石油进口将达到约4.04亿吨／年以上，成为世界石油市场的主要进口国。

从当前我国的科技水平来看，汽车燃料的主要来源还要依靠石油能源中的提取物:

汽油和柴油。

我国目前车用汽油约占汽油总消耗量的85%，车用柴油占柴油总消耗量的20%。

随着国民经济的发展，以及汽车进入家庭速度的加快，我国能源供求矛盾将更加突出。

中国对石油需求急剧上升的最重要原因是运输业的需求，目前运输业对石油的消耗量已经攀升到40%。

在汽车运输成本中，燃油消耗费用占较大比重，约为20%～30%。

此外，本着控制能源消耗的目的，我国己经制定征收汽车燃油税的方案，并将择机在全国公布推行。

所以汽车燃油经济性就和汽车运输成本和经济效益息息相关。

因此，汽车的燃油经济性好，不但可以节省石油资源，减少国家对进口石油的依赖;

同时也降低发动机产生的二氧化碳（温室效应主要气体）的排放量，起到防止地球变暖的作用;

对汽车用户而言也降低了汽车的使用费用。

石油能源短缺的严峻形势以及它给人们生活带来的各种影响，迫使人们开始关注汽车燃油经济性，因而对汽车进行燃油经济性的检测评价具有重要意义。

另一方面随着汽车制造和检测技术的进步，汽车检测行业也不断地发展壮大，在汽车维修、生产和管理部门动态监测汽车技术状况方面发挥着重要作用。

国家质检总局、国家标准委于2005年11月联合颁布的我国第一个强制性汽车产品油耗国家标准——《乘用车燃料消耗量限值》已于2006年7月1日正式执行。

根据《限值》有关规定，在按照汽车整车装备质量进行划定的等级范围内，各类车辆都必须达到相应的燃料消耗量标准。

随着我国汽车保有量的逐年增加，石油消耗日益增长，石油能源短缺迫使人们关注汽车燃料经济性及检测手段的准确性。

汽车的燃料经济性一般是用汽车燃油消耗量来评价。

汽车燃油消耗量是在用汽车技术状况与车辆维修质量综合性能的体现，也是诊断和分析汽车故障的重要参考，同时也对汽车的设计制造具有重要的意义。

1.2国内外智能油耗检测仪的研究现状及发展趋势

1.2.1国内外智能油耗检测仪的研究现状

1.国内智能汽车油耗检测仪的研究现状

国内技术落后，对汽车燃油经济性的检测重视较晚，到1991年10月1日交通部才颁布实施涉及车辆燃油消耗检测的法规《汽车运输业综合性能检测站管理办法》，规定采用的测量方法为容积法和重量法。

汽车油耗检测可通过汽车道路试验，也可在室内底盘测功试验台上模拟路试来检测。

在汽车道路试验中，一般汽油车常用容积法测量油耗，柴油车常用质量法测量油耗。

目前的油耗仪多为体积式的，FP—214型活塞式流量传感器、祸轮流量仪、数字式油耗—转速自动测量及四活塞式流量计仪等。

随着计算机技术的不断发展，硬件性能的不断提高，虚拟实验技术也开始用来进行车辆经济性方面的研究。

虚拟实验系统的类型可分为纯软件型和硬件在环型。

纯软件型系统仅利用软件完成整个系统仿真，它把实验环境、实验对象全部抽象为数学模型。

其重点在于抽象的数学模型和软件技术；

硬件在环型系统是指将实物硬件嵌入仿真系统的实时动态仿真技术，其强调软硬件技术及电子技术的结合，获取的一些关键信号由真实硬件发出，比纯软件方式可信度高。

研究开发的智能油耗检测仪既要能用于汽车发动机在不同工况时的油耗数据的测量。

及车辆行驶的等速油耗、加速油耗、变工况油耗及百公里油耗测试，尤其是瞬时油耗测试的智能型快速检测仪器；

同时还要将先进的智能传感器技术和智能仪表技术应用于液体流量检测与显示，集机、电、液于一体，提高检测与显示精度和检测的自