一種柴油機(jī)液電式可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)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(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，危害人類(lèi)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(guò)合理的控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣、噴油等過(guò)程，構(gòu)造理想的燃燒路徑，有效的降低了柴油機(jī)使用過(guò)程中產(chǎn)生氮氧化物、顆粒排放物量。柴油機(jī)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)通過(guò)可變氣門(mén)正時(shí)和升程控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)該燃燒技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前，在實(shí)驗(yàn)室研宄柴油機(jī)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)時(shí)，通常先在專(zhuān)門(mén)的可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上模擬在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)相應(yīng)采集系統(tǒng)測(cè)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(lái)的隱患及資金人員消耗，同時(shí)具有測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)便，便于安裝等特點(diǎn)。
[0004]但是在現(xiàn)有的模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油溫度的控制、可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的控制、凸輪軸角度位置信號(hào)輸出、氣門(mén)升程信號(hào)輸出等功能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種柴油機(jī)液電式可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制器，解決目前的柴油機(jī)可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油溫度的控制、可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)的控制、凸輪軸角度位置信號(hào)輸出、氣門(mén)升程信號(hào)輸出的問(wèn)題。
[0006]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)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(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)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(hào)、液壓油的溫度傳感器信號(hào)、液壓油壓力傳感器信號(hào)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(jì)算機(jī)通過(guò)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(guò)RS232串口發(fā)送給控制計(jì)算機(jī)；
[0010]包括控制計(jì)算機(jī):通過(guò)RS232串口和所述核心控制電路信號(hào)連接，通過(guò)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(guò)顯示模塊輸入控制命令，控制計(jì)算機(jī)的將控制命令通過(guò)核心控制電路輸出至功率驅(qū)動(dòng)電路；
[0011]包括功率驅(qū)動(dòng)電路:根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)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(guò)濾波電路濾波后的信號(hào)和核心控制電路的控制信號(hào)通過(guò)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?yàn)V波電路、核心控制電路和功率驅(qū)動(dòng)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(hào)濾波電路和模擬信號(hào)處理機(jī)濾波電路組成，有2個(gè)數(shù)字信號(hào)濾波通道，2個(gè)電阻信號(hào)處理通道，2個(gè)電壓信號(hào)處理通道，所述兩個(gè)數(shù)字信號(hào)濾波通道將兩個(gè)光電編碼器傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)一個(gè)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(hào)給所述核心控制電路，所述基礎(chǔ)電壓是由一個(gè)電位計(jì)調(diào)節(jié)所得；所述電阻信號(hào)處理通道，通過(guò)電阻式傳感器與采樣電阻串聯(lián)，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)一個(gè)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(hào)處理通道，通過(guò)將電壓信號(hào)輸出經(jīng)一個(gè)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(gè)電阻和兩個(gè)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(gè)AD轉(zhuǎn)換通道、2個(gè)輸入捕捉通道、2個(gè)脈沖寬度調(diào)制模塊和4個(gè)1通道，所述4個(gè)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T(mén)EP_IN，是溫度信號(hào)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(gè)輸入捕捉通道用于捕捉輸出的光電編碼器信號(hào)，所述配置2個(gè)脈沖寬度調(diào)制模塊用于PWM控制信號(hào)輸出，所述4個(gè)1通道用于輸出電磁閥、繼電器的控制信號(hào)，通信單元與核心微控制芯片SPI端口相連，實(shí)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(dòng)電路由6個(gè)光電耦合器、3個(gè)雙通道低邊驅(qū)動(dòng)芯片，6個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管、6個(gè)肖特基二極管和限流電阻連接而成，驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)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(dòng)芯片，雙通道低邊驅(qū)動(dòng)芯片輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)限流電阻后，傳輸至金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，對(duì)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(chǎng)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(gè)AC — DC模塊、2個(gè)DC — DC單元和I個(gè)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(guò)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(dòng)電路；所述DC—DC單元將DC12V轉(zhuǎn)換成5V和15V傳輸通過(guò)導(dǎo)線連接至核心控制電路和功率驅(qū)動(dòng)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(shí)用新型的有益效果是:本柴油機(jī)液電式可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)了可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)工作相位、氣門(mén)附加升程控制及大范圍調(diào)節(jié)，更真實(shí)的模擬機(jī)構(gòu)在柴油機(jī)上的各種工況，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)液壓油溫度控制，實(shí)驗(yàn)采集信號(hào)處理輸出功能；其整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制都非常簡(jiǎn)單，而且控制精度較高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是柴油機(jī)的典型實(shí)驗(yàn)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(mén)系統(tǒng)電磁閥，9為可變氣門(mén)系統(tǒng)，10光電編碼器，11為位移傳感器，12為可變氣門(mén)系統(tǒng)控制器是，13為恒溫油箱。
[0022]圖2是柴油機(jī)典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中恒溫油箱示意圖。
[0023]圖2中:14為油箱，15為液位計(jì)，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(shí)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(hào)濾波電路連接圖。
[0026]圖5是濾波電路中模擬信號(hào)處理機(jī)濾波電路連接圖。
[0027]圖6是功率驅(qū)動(dòng)電路連接圖。
[0028]圖7是電源電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本實(shí)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(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0030]圖3示出了本實(shí)用新型一種柴油機(jī)液電式可變氣門(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制器的一個(gè)實(shí)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(mén)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)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(hào)、液壓油的溫度傳感器信號(hào)、液壓油壓力傳感器信號(hào)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(jì)算機(jī)通過(guò)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(guò)RS232串口發(fā)送給控制計(jì)算機(jī)；
[0033]包括控制計(jì)算機(jī):通過(guò)RS232串口和所述核心控制電路信號(hào)連接，通過(guò)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(guò)顯示模塊輸入控制命令，控制計(jì)算機(jī)的將控制命令通過(guò)核心控制電路輸出至功率驅(qū)動(dòng)電路；
[0034]包括功率驅(qū)動(dòng)電路:根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)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(guò)濾波電路濾波后的信號(hào)和核心控制電路的控制信號(hào)通過(guò)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?yàn)V波電路、核心控制電路和功率驅(qū)動(dòng)電路供電，向