一种汽油发动机感应式数字转速表设计
发动机原理实验关于万有特性的
西华大学实验报告开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室 实验时间： 2011 年 月 日1、实验目的2、实验设备、仪器及材料3、实验内容3.1 一般实验（非上机实验）：3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容） 3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程） 3.1.3实验记录（核心代码及调试过程）3.2 上机实验：3.2.1上机实验的内容及要求 3.2.2算法设计思想与算法实现步骤3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法 3.2.4 程序运行的结果注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。
4、实验总结4.1实验结果分析及问题讨论 4.2实验总结心得体会注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。
其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。
说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。
一、实验目的和任务1、进一步掌握万有特性曲线意义2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法3、了解万有特性曲线的用途负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。
广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。
根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。
《汽车构造与拆装》课程企业应用案例 教案：仪表系统的拆装
5.2：汽车仪表的拆装※学习目标：1、叙述各仪表系统的组成、各器件的结构及工作原理；2、懂得各仪表系统的检修。
※学习任务：汽车的冷却水温度表、车速里程表、发动机转速表和燃油表等不工作或是失准了，请查明故障原因，并把故障排除。
※学习课时：共用14个课时※设备与工具：1、组合仪表；2、水温传感器、油位传感器；3、万用表。
※注意事项：1、严格遵守操作规程并注意安全；2、仪表易烂易坏，拆装要小心；3、在不清楚的情况下，不能乱接乱搭，以免烧坏设备。
4、各种仪表拆开后，不要触摸仪表内部的各部分，尤其是指针和线圈等部分。
※项目任务布置：（见后附任务书）※项目展开：一、汽车上的组合仪表由水温表、燃油表、发动机转速表、车速里程表等组成。
如图10-1图10-1 组合仪表二、汽车仪表系的分类一）机油压力表1．电热式机油压力表与电热式机油压力传感器2．电磁式机油压力表与可变电阻式机油压力传感器二）冷却液温度表1．电热式冷却液温度表与双金属片式传感器2．电热式冷却液温度表与热敏电阻式传感器3．电磁式冷却液温度表与热敏电阻式温度传感器三）燃油表1．电磁式燃油表与可变电阻式传感器2．动磁式燃油表与可变电阻式燃油量传感器3．电热式燃油表与可变电阻式燃油量传感器四）车速里程表1．磁感应式车速里程表2．电子式车速里程表五）发动机转速表1.机械式转速表2.电子式转速表三、机油压力表作用：机油压力表用来检测和显示发动机主油道的机油压力的大小，以防因缺机油而造成拉缸、烧瓦的重大故障发生。
机油压力由指示表和传感器两部分组成。
指示表和传感器的配合类型如下：(一)电热式指示表+电热式传感器(二)电磁式指示表+可变电阻式传感器(三)电热式指示表+可变电阻式传感器1．电热式机油压力表和传感器的结构电热式机油压力表又称为双金属片式机油压力表，机油压力表及传感器的结构和工作原理如图10－2所示。
图10-2 电热式油压表与传感器结构1-油腔2-膜片3-弹簧片4-双金属片5-调节齿轮6-接触片7-传感器接线柱8-校正电阻9-机油压力表传感器接线柱机油压力表的工作原理：机油压力较小时，传感器膜片几乎没有变形，触点间压力小，电流通过不久，温度略有上升，双金属片稍有变形，触点就分开，平均电流小，指针偏转角度小；机油压力升高时，传感器膜片拱曲，触点间压力增大，需要通过较大电流，双金属片的变形才能使触点分开，平均电流大，指针偏转角度大。
实验一发动机密封性检测与诊断实验
山东交通学院汽车诊断与检测技术实验指导书（含实验报告）适应专业: 汽车服务工程汽车工程系交通运输教研室编2008年10月8日前言为了提高《汽车诊断与检测技术》课程的实验教学质量，精心挑选了发动机密封性检测与诊断实验、点火系检测与诊断实验、汽油机燃油供给系检测与诊断实验、柴油机供给系检测与诊断实验、车轮定位检测与诊断实验、汽车排放污染物检测实验等实验供任课教师根据实际情况选择。
本指导书中术语、名词、计量单位等全部符合国家最新标准。
由于水平有限，书中错误和不适之处敬请广大教师和同学提出批评指导。
交通运输教研室 2008.10学生实验守则1.学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到、早退。
2.实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、原理、步骤，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。
3.进入实验室，必须遵守实验室的规章制度。
不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。
4.做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师和技术人员指导。
未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。
5.实验中要细心观察，认真记录各种实验数据。
不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。
6.实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。
若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。
7.实验完毕，应主动清理实验现场。
经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。
8.实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。
在规定时间内交指导教师批改。
9.在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。
10.凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按章程预以赔偿。
目录实验一发动机密封性检测与诊断实验 (1)实验二点火系检测与诊断实验 (6)实验三汽油机燃油供给系检测与诊断实验 (8)实验四柴油机供给系检测与诊断实验 (10)实验五车轮定位检测与诊断实验 (15)实验六汽车排放污染物检测实验 (19)实验一发动机密封性检测与诊断实验一、实验内容测量发动机运转时进气歧管真空度；测量气缸压缩压力；测量气缸漏气量或漏气率；测量曲轴箱窜气量。
《汽车检测技术》实验指导书09级
汽车检测技术实验指导书南通职业大学汽车检测与维修技术专业教研室实验一发动机单缸工作性能检测班级：学号：姓名：一、实验目的1 掌握高压感应式转速表的使用方法;2 学会通过发动机单缸转速降判定发动机单缸性能。
二、主要设各1 高压感应式转速表；2 发动机电控实验台三、实验原理利用单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，来评价发动机各缸的工作状况工作正常的发动机，在某一转速稳定运转时，发动机的指示功率与发动机运动机件摩擦所消耗的功率是平衡的。
此时，若通过断火停止某一缸的工作，则会打破原来的平衡，使发动机的转速下降，并达到另一新的平衡转速。
当四行程发动机在800r/min稳定工作时，取消任一个气缸工作，致使发动机转速下降。
四、实验步骤1 起动发动机，达到正常工作状态;2 固定节气门，使发动机转速稳定;3 将高压感应式转速表放在分电器高压总线上;4 按下高压感应式转速表的电源开关，使高压感应式转速表处于工作状态;5 高压感应式转速表测量全缸工作时发动机转速;6 拔下第一缸的分缸线，使第一缸断火，测量第一缸不工作时发动机转速;7 插上一缸的分缸线，使发动机转速恢复至最初全缸工作时发动机转速;8 以此方法依此测量其他缸断火时的发动机转速。
需要提请注意的是，在进行单缸断火试验时，断火时间不宜过长。
否则，造成气缸内存的燃油过多，冲刷缸壁润滑油膜，加速气缸、活塞和活塞环的磨损要求最高与最低下降值之差不大于平均下降值的30%。
如果转速下降值偏低，说明断火之缸工作不良，功率偏小。
发动机单缸功率偏低，一般系该缸高压分线、分线插座或火花塞技术状况不良，气缸密性能不良，气缸上油等原因造成的，应调整、更换或维修。
实验二发动机气缸压力检测班级：学号：姓名：一、实验目的1 掌握气缸压力表的使用方法;2 学会通过气缸压力判定发动机密封性。
二、主要实验仪器1 气缸压力表2 发动机实验台三、实验原理检测活塞到达压缩终了上止点时气缸压缩压力 (以下简称为 "气缸压力")的大小，可以表明气缸的密封性。
VDO带小时计转速表
精确调整的百分比：“A -9.0”
=2200 RPM =2000 RPM =-200 RPM
=
4 - 15
4 – 10
产品技术手册
VDO WWG 系列单表 4．带小时计液晶显示屏发动机转速表（直径 80 毫米/100 毫米） 4.5 设置
功能“SELECT” 在选择了功能“SELECT”后，会在大约 3 秒后 显示例如“4 – 8 C”（4 冲程，8 缸）。 按下并按住按钮来选择其他的设置： 4 冲程，1，2，3，4，5，6，7，8，12 缸 (例如：“4 – 8 C”= 4 冲程，8 缸)， 2 冲程，1，2，3，4 缸 (例如：“2 – 3 C”= 2 冲程，3 缸)， 当设置到相应的冲程及缸数后，松开按钮，液晶 显示屏显示为小时计状态，则表示调节完成。
当选择到功能“A”时，液晶显示屏显示为“A0.0”。
按下按键并保持，可以在-20%至 20%的范围内，以 0.5% 的进度改变指针的偏转。 在调节时，显示器会有以下显示： 正方向调节举例：“A，10.5”。 负方向调节举例：“A，-10.5”。 快速释放按键可以切换正方向与负方向。 当达到所需的百分比时，可以释放按键，液晶显示屏显示小时计模式，精确调整工作完成。
黄色按钮
按 下 转 速 表 后 面 的 黄 色 按 钮 并 保 持 ， 然 后 接 通 电 源 ， 显 示 在 “ SELECT”, “PULSE” 或 “ADJUST”几个选项中不断切换，在切换到所需的选项时，释放按钮选定状态。 功能选择：“A”
按键
接通转速表电源，然后按转速表后面的按钮。此时显示“A 0.0”，然后可根据需要选择相应比 例。
再一次选择功能“PULSE”，确认之前的输入是否准确。这时将会显示 K 值（脉冲数/转），并从 最后一位开始依次闪烁。
红外线数字转速表的设计
红外线数字转速表的设计摘要红外线数字转速表是一种代替机械转速表、用来测量转动速率的计量仪表。
红外线数字转速表采用的红外探头有直射式和反射式两种。
从原理上讲，任何一种电子数字式速度表都可以视为一个频率计，可用一只频率计先测出某一信号的频率，然后用此频率计测量该信号的频率，调节电位器使被测信号频率与标准频率计所测频率数一致。
若找不到标准频率计可采用交流电源变压器。
红外数字转速表可由频率计，秒脉冲电路以及计数控制门等组成。
本文介绍了一种基于AT89C51 单片机平台，采用光电传感器实施电机转速测量的方法，硬件系统包括脉冲信号产生、脉冲信号处理和显示模块，并采用C 语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。
介绍了该测速法的基本原理、实现步骤和软硬件设计。
关键词：转速测量，单片机，光电传感器，电机ABSTRACTInfrared digital tachometer is an alternative which replaces mechanical tachometer and is used to measure the rotation rate. Infrared digital tachometer uses direct or reflective infrared probe .To principle，any kind of electronic digitalspeedometer can be regarded as a frequency meter，and frequency meter can be used afirst measured the frequency of a signal，and then measuring the frequency of thesignal in this frequency adjustment potentiometer which allows the signal frequency and thestandard frequency meter to accord with the frequency number.Once unable to find a standardfrequency meter，AC power adapter can be used . Infrared digital tachometer construct contain the frequency meter circuit ，the second pulse and count control gate ，etc.This article describes microcontroller platform which is based on AT89C51，and uses aphotoelectric sensor to motor speed ，consists of the pulse signal，pulse signal processing and display module，and using the C programming language. The results show a lot of advantages，such as，simple method ，high precision，good stability . Introduces the basic principles of the speed law，procedures and hardware and software design.Keywords: speed measurement，microcontroller，photoelectric sensors，motor目录前言 (1)第1章概述 (3)1.1 数字电子技术发展现状 (3)1.2 转速检测计量技术的发展现状与存在的问题 (3)1.2.1 转速概述 (3)1.2.2 转速表的类型和检测技术 (3)1.2.3 国内转速计量技术存在的问题 (4)1.3 选择红外数字转速仪设计的意义 (5)1.4 设计红外数字转速仪所做的工作 (6)第2章转速测量系统的原理 (7)2.1 转速测量方法 (7)2.2 转速测量原理 (8)2.3 总体思路 (9)2.4 系统组成 (9)2.5 转速测量的方案 (10)2.6 红外光电传感器ST188介绍 (10)2.6.1 ST188介绍实物图 (10)2.6.2 极限参数 (11)2.6.3 光电特性 (12)2.6.4 常用电路 (12)2.6.5 原理说明 (13)第3章系统硬件设计 (14)3.1 单片机AT89C51介绍 (14)3.1.1 主要特性 (14)3.1.2 管脚说明 (15)3.1.3 振荡器特性 (18)3.1.4 芯片擦除 (18)3.1.5 最小系统的设计 (18)3.2 转速信号采集 (21)3.3 转速信号处理电路设计 (22)3.4 显示部分设计 (23)3.4.1 LED数码管介绍 (23)3.4.2 显示电路 (25)第4章系统软件设计 (26)4.1 主程序初始化 (26)4.1.1 定时器的初始化 (26)4.1.2 中断允许控制 (27)4.2 主程序流程图程序流程图 (27)第5章系统调试 (30)5.1 软件模拟仿真 (30)5.2 硬件调试 (30)第6章总结 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录Ⅰ系统总电路图 (35)附录Ⅱ实物图 (36)附录Ⅲ系统总程序清单 (37)前言单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
发动机转速检测装置
一、汽油机转速的测量汽车的汽油发动机属于点燃式发动机，它在每次点火时由于高压放电都会导致发动机点火系统中点火线圈和高压点火线等部件周围的磁通量发生变化。
汽油机转速表传感器中的电磁线圈能够感应到这种变化并把这种磁通量的变化转换成频率与发动机点火频率相同的电流脉冲信号。
汽油机转速表传感器的安装方式有多种：可以是夹在高压点火线上；可以是用吸盘将传感器吸在点火线圈上，另外还有非接触式。
只要将转速表传感器靠近发动机点火系统就可以感应到点火信号。
汽油机转速表通过将汽油机转速表传感器所采集的点火脉冲信号频率值与所测量发动机的冲程数值以及缸数值进行运算就能够得到发动机的转速值。
汽油发动机转速值与点火脉冲频率之间的关系如下：N=kf/m辨析：优点：这种属于霍尔式传感器，霍尔传感器体积小灵敏度高，检测数据可靠。
缺点：互换性差，信号随温度变化影响较大。
矫正：通过单片机对工作温度实时监控，对应性进行非线性闭环调节进行数据校正。
二、柴油机转速的测量柴油机转速表则是将其传感器以一定的预紧力卡夹在柴油发动机第一缸的高压油管上。
发动机每次喷油时会在高压油管内产生较高的压力，高压油管在油压的作用下产生微小膨胀，挤压传感器内的压电传感元件，在传感元件两端产生压电电荷，从而将喷油压力信号转换成电脉冲信号.这个电脉冲信号频率值与发动机第一缸的喷油频率值相等。
柴油机转速表通过将传感器采集的脉冲信号频率值与所测量发动机冲程数一起运算就能得到发动机转速值。
由于目前汽车柴油发动机都是4冲程发动机。
因此所使用的手持式汽车柴油机转速表也都是针对4冲程柴油发动机而设计的。
对于这种柴油机转速表来说，柴油发动机的转速与喷油频率之间的转换关系为：N=12f式中N为转速表显示的转速f为喷油频率。
三、废气气流检测转速汽车废气气流从排气口喷出，由于排气过程的周期性而在喷出口形成一个流场作周期性变化的气流，于是废气喷出口便成为一个点声源。
假定附近没有反射面，就会形成球对称的声场。
汽车电子控制技术实验报告带答案
实验一电控汽油喷射系统的调试与检测实验一、实验学时：2学时二、实验目的：1．了解电控汽油喷射系统的组成。
2．区分与识别电控汽油喷射系统的主要传感器、执行器。
3．了解电控汽油喷射系统的工作原理。
三、实验设备：1．常用拆装工具、连接导线、直流电源、万用表等测试仪表 1 套。
2．电喷发动机实训台两台。
四、实验内容：1．提问学生问题，了解学生对该部分知识的掌握情况。
2．辅导教师结合电控汽油喷射系统实训台，讲解该系统的组成（空气供给系统、燃油供给系统和控制系统）及工作原理。
3．指导学生观察、分析电控汽油喷射系统的组成、连接布线情况。
4．指导学生分析各元件的工作原理。
5．演示：起动电控发动机实训台，结合实物，让学生现场观察各传感器与执行器的工作情况；若某些部位工作有异常，教师引导学生们一起讨论分析，加以调试，直至系统工作正常。
6．在实训台上进行电控汽油喷射系统的测试。
7．油量调节、喷油正时调节。
8．分析实验现象，做好记录，做出实验报告。
六、电控汽油喷射系统（一）、实验目的（二八实验步骤实验二汽油机电子点火系统的调试与检测实验一、实验学时：2学时二、实验目的：1．了解各种形式点火系统（传统触点式、无触点电子点火、微机控制电子点火）的组成及工作原理。
2．了解常见的点火信号发生器（磁感应式、光电式和霍尔效应式）结构及工作原理。
3．识别电控点火系统的主要传感器、执行器。
三、实验设备：1．常用拆装工具、连接导线、直流电源、万用表等测试仪表 1 套。
2．电控发动机实训台两台。
四、实验内容：1．提问学生问题，了解学生对该部分知识的掌握情况。
2．辅导教师结合发动机电控系统实训台，讲解各种形式点火控制系统的组成及工作原理。
3．指导学生观察、分析发动机点火控制系统的组成、连接布线情况。
4．指导学生分析各元件的工作原理。
5．演示：起动电控发动机实训台，结合实物，让学生现场观察各传感器与执行器的工作情况；若某些部位工作有异常，教师引导学生们一起讨论分析，加以调试，直至系统工作正常。
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一种汽油发动机感应式数字转速表设计
0 引言发动机转速表能准确地反映发动机的工作状况。
现在,轿车一般都是电子式转速表,包括指针式和液晶数字显示式,表内有数字集成电路,它将点火线圈输送过来的电压脉冲经过计算后驱动指针移动或数字显示。
另外还有一种转速表是从发电机取出脉冲信号送到转速表电路解释后显示转速值,不过因受发电机皮带打滑等因素影响,数值不太精确[1-2]。
目前,手持式转速表应用
很广,有光电式转速表、感应式转速表,还有用RF401 等集成电路芯片来实现对汽车发动机转速的遥测。
有些产品虽然能达到很高的精度,但是在快速性和稳定性上还存在一定的欠缺,而且有些高端产品价格昂贵[3]。
针对上述问题,设计了一种非接触型汽油发动机转速表,由天线接收脉冲信号,单片机通过测量脉
冲周期的方法得到脉冲频率,并通过按键设置冲程与汽缸数,计算出发动机转速, 并显示数据.转速表工作原理汽油发动机的工作循环包括进气、压缩、点火、排气。
对于二冲程发动机, 1 个工作循环发动机曲轴转1 周,发动机点火1 次。
对于四冲程发动机, 1 个工作循环曲轴转2 周,点火1 次。
所以发动机点火脉冲的频率与发动机的转速存在对应关系。
发动机汽缸有单缸和多缸,汽缸数与发动机转速成反比关系在发动机点火时,高压软管会产生点火脉冲,测得此脉冲
信号的频率,按照发动机的具体冲程和气缸数,通过一定的计算便可得到发动机
的转速值:式中:n 为发动机的转速,r/min; f 为点火脉冲频率,Hz;s 为冲程数; c 为气缸数。
工作原理图如图1 所示。
文献[4]中将采集到的脉冲信号发大整形,通过计算在一定时间内测得的脉冲个数来计算点火脉冲的频率。
这种方法,当测量由每秒转速来表示发动机每分钟转速时,误差就会被放大。
虽然文献[4]中采用一定方法法来降低误差,但是不能消除误差,在实际应用时测速精
度仍然没有明显提高。
而且抗干扰性能不佳使得测量读数有很大波动。
由于。