一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及柴油機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)由于其高熱效率、低CO2排放等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于運(yùn)輸業(yè)中。但是，由于柴油機(jī)排放物中氮氧化物、顆粒排放物含量高，對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，危害人類的身體健康，嚴(yán)重限制了柴油機(jī)的發(fā)展。新一代的柴油機(jī)“高密度低溫燃燒技術(shù)”通過合理的控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣、噴油等過程，構(gòu)造理想的燃燒路徑，有效的降低了柴油機(jī)使用過程中產(chǎn)生氮氧化物、顆粒排放物量。柴油機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)通過可變氣門正時和升程控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣過程，是實現(xiàn)該燃燒技術(shù)的一項關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前，在實驗室研宄柴油機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)時，通常先在專門的可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)上模擬在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下，通過相應(yīng)采集系統(tǒng)測試機(jī)構(gòu)的工作特性。避免了直接在柴油機(jī)上使用帶來的隱患及資金人員消耗，同時具有測試系統(tǒng)簡便，便于安裝等特點(diǎn)。
[0004]但是在現(xiàn)有的模擬實驗臺上，還無法實現(xiàn)對液壓油溫度的控制、可變氣門機(jī)構(gòu)的控制、凸輪軸角度位置信號輸出、氣門升程信號輸出等功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器，解決目前的柴油機(jī)可變氣門機(jī)構(gòu)模擬實驗平臺無法實現(xiàn)對無法實現(xiàn)對液壓油溫度的控制、可變氣門機(jī)構(gòu)的控制、凸輪軸角度位置信號輸出、氣門升程信號輸出的問題。
[0006]為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器，
[0008]包括濾波電路:濾波電路將利用傳感器獲得的凸輪軸的位移傳感器信號、液壓油的溫度傳感器信號、液壓油壓力傳感器信號進(jìn)行濾波處理后傳輸至核心電路；
[0009]包括核心控制電路:與控制計算機(jī)通過RS232通信線連接，凸輪軸轉(zhuǎn)速、液壓油溫度、液壓油壓力及柴油機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)通過RS232串口發(fā)送給控制計算機(jī)；
[0010]包括控制計算機(jī):通過RS232串口和所述核心控制電路信號連接，通過顯示模塊顯示凸輪軸轉(zhuǎn)速、液壓油溫度、液壓油壓力及柴油機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)，并通過顯示模塊輸入控制命令，控制計算機(jī)的將控制命令通過核心控制電路輸出至功率驅(qū)動電路；
[0011]包括功率驅(qū)動電路:根據(jù)控制計算機(jī)的控制信號驅(qū)動電磁閥和繼電器工作；
[0012]包括輸出接口:連接至濾波電路，將經(jīng)過濾波電路濾波后的信號和核心控制電路的控制信號通過串口通信傳輸至外接的采集系統(tǒng)采集；
[0013]包括電源電路:將AC220V轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓電流向濾波電路、核心控制電路和功率驅(qū)動電路供電，向傳感器、光電編碼器、電磁閥，以及繼電器供電。
[0014]進(jìn)一步的，所述電磁閥和繼電器包括:控制VVT-1通道的VVT電磁閥、控制VVT-2通道的普通電磁閥、控制VVT-3通道的加熱繼電器、控制VVT-4的冷卻水電磁閥繼電器、控制PWM-1的比例電磁閥1，以及控制PWM-2的比例電磁閥2。
[0015]進(jìn)一步的，所述濾波電路由數(shù)字信號濾波電路和模擬信號處理機(jī)濾波電路組成，有2個數(shù)字信號濾波通道，2個電阻信號處理通道，2個電壓信號處理通道，所述兩個數(shù)字信號濾波通道將兩個光電編碼器傳輸過來的數(shù)字信號通過一個限流電阻后，接入到電壓比較器與基礎(chǔ)電壓比較，然后輸出信號給所述核心控制電路，所述基礎(chǔ)電壓是由一個電位計調(diào)節(jié)所得；所述電阻信號處理通道，通過電阻式傳感器與采樣電阻串聯(lián)，轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)一個Π型濾波電路濾波后輸出給所述核心控制電路，所述電壓信號處理通道，通過將電壓信號輸出經(jīng)一個Π型濾波電路濾波后輸出給所述核心控制電路，所述Π型濾波電路是由一個電阻和兩個電容組成。
[0016]進(jìn)一步的，所述核心控制電路包括通信單元、核心微控制芯片、復(fù)位單元和晶振模塊，其中所述核心控制電路配置有4個AD轉(zhuǎn)換通道、2個輸入捕捉通道、2個脈沖寬度調(diào)制模塊和4個1通道，所述4個AD轉(zhuǎn)換通道為別為AD_0、AD_1、AD_2、AD_3和AD_4，所述AD_0設(shè)置為TEP_IN，是溫度信號輸入模塊，所述AD_1、AD 2和AD_3是預(yù)留輸入通道，所述2個輸入捕捉通道用于捕捉輸出的光電編碼器信號，所述配置2個脈沖寬度調(diào)制模塊用于PWM控制信號輸出，所述4個1通道用于輸出電磁閥、繼電器的控制信號，通信單元與核心微控制芯片SPI端口相連，實現(xiàn)與顯示模塊的通信功能。
[0017]進(jìn)一步的，所述功率驅(qū)動電路由6個光電耦合器、3個雙通道低邊驅(qū)動芯片，6個金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、6個肖特基二極管和限流電阻連接而成，驅(qū)動信號經(jīng)過光電耦合器后經(jīng)限流電阻限流后傳輸至雙通道低邊驅(qū)動芯片，雙通道低邊驅(qū)動芯片輸出的信號經(jīng)過限流電阻后，傳輸至金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，對電磁閥或繼電器進(jìn)行控制，所述肖特基二極管反向并聯(lián)在所述金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管和相應(yīng)執(zhí)行器之間。
[0018]進(jìn)一步的，所述電源電路包括I個AC — DC模塊、2個DC — DC單元和I個電壓跟隨單元；其中所述AC — DC模塊將AC220V轉(zhuǎn)換成DC12V、DC24V，并通過導(dǎo)線連接至DC — DC單元、輸出端口、電壓跟隨單元以及功率驅(qū)動電路；所述DC—DC單元將DC12V轉(zhuǎn)換成5V和15V傳輸通過導(dǎo)線連接至核心控制電路和功率驅(qū)動電路；電壓跟隨單元輸出電壓與5V跟隨，將DC12V轉(zhuǎn)化為5V輸出至輸出端口，為外部傳感器供電。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器實現(xiàn)了可變氣門機(jī)構(gòu)工作相位、氣門附加升程控制及大范圍調(diào)節(jié)，更真實的模擬機(jī)構(gòu)在柴油機(jī)上的各種工況，實現(xiàn)實驗液壓油溫度控制，實驗采集信號處理輸出功能；其整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制都非常簡單，而且控制精度較高。
【附圖說明】
[0020]圖1是柴油機(jī)的典型實驗系統(tǒng)圖。
[0021]圖1中:1為安裝支架，2為高壓油泵，3為調(diào)壓閥，4為變頻控制器，5為變頻電機(jī)，6為聯(lián)軸器，7為凸輪軸，8為可變氣門系統(tǒng)電磁閥，9為可變氣門系統(tǒng)，10光電編碼器，11為位移傳感器，12為可變氣門系統(tǒng)控制器是，13為恒溫油箱。
[0022]圖2是柴油機(jī)典型實驗系統(tǒng)中恒溫油箱示意圖。
[0023]圖2中:14為油箱，15為液位計，16為NTC熱電阻溫度傳感器，17為加熱器，18為出油口，19為回油口，20為冷卻水電磁閥，21為冷卻水進(jìn)口，22為冷卻水出口。
[0024]圖3是本實用新型電路及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4是濾波電路中數(shù)字信號濾波電路連接圖。
[0026]圖5是濾波電路中模擬信號處理機(jī)濾波電路連接圖。
[0027]圖6是功率驅(qū)動電路連接圖。
[0028]圖7是電源電路連接圖。
【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030]圖3示出了本實用新型一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器的一個實施例，結(jié)合圖1和圖2可知:一種柴油機(jī)液電式可變氣門機(jī)構(gòu)實驗系統(tǒng)控制器，
[0031]包括濾波電路:濾波電路將利用傳感器獲得的凸輪軸的位移傳感器信號、液壓油的溫度傳感器信號、液壓油壓力傳感器信號進(jìn)行濾波處理后傳輸至核心電路；
[0032]包括核心控制電路:與控制計算機(jī)通過RS232通信線連接，凸輪軸轉(zhuǎn)速、液壓油溫度、液壓油壓力及柴油機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)通過RS232串口發(fā)送給控制計算機(jī)；
[0033]包括控制計算機(jī):通過RS232串口和所述核心控制電路信號連接，通過顯示模塊顯示凸輪軸轉(zhuǎn)速、液壓油溫度、液壓油壓力及柴油機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)，并通過顯示模塊輸入控制命令，控制計算機(jī)的將控制命令通過核心控制電路輸出至功率驅(qū)動電路；
[0034]包括功率驅(qū)動電路:根據(jù)控制計算機(jī)的控制信號驅(qū)動電磁閥和繼電器工作；
[0035]包括輸出接口:連接至濾波電路，將經(jīng)過濾波電路濾波后的信號和核心控制電路的控制信號通過串口通信傳輸至外接的采集系統(tǒng)采集；
[0036]包括電源電路:將AC220V轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓電流向濾波電路、核心控制電路和功率驅(qū)動電路供電，向