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引言 汽油噴射系統性能的好壞．直接影響汽車發動機的動力性、經濟性和可靠性等性能指標。為了進一步開發電控噴油器，就需要研究和開發能夠評價和檢測電控噴油器特性的裝置和設備。本文利用單片機直接數字控制技術．設計開發出一套可實現電控噴油器流量特性檢測的電子控制檢測系統．為電控噴油器的生產、調試、維修提供有效的檢測平臺。 1 電控噴油器的工作特性 電控噴油器是一個由電路、磁路、流體運動和機械運動四個子系統構成的復雜系統。各個系統相互作用、相互影響。噴油器的噴射過程可分為針閥開啟、全開和關閉三乏個過程。在針閥開啟和關閉時，噴油器處于動態工作狀態。針閥的位移，使磁路磁阻發生變化，造成電路中的電感發生改變，從而引起電磁吸力變化．繼而又影響到針閥的運動。針閥的位移也使噴油器內的燃油流動產生壓力波動．導致針閥所受液體力隨之發生變化，反過來影響針閥的運動。 2 檢測系統實現的功能 1)常規檢測功能預置及任意選擇執行 采用微機測控技術，按電控噴油器產品企業技術標準，實現靜態流量、動態流量、清洗、滴漏，密封性、怠速、線性度等多種常規功能檢測．并可單種或多種常規功能按需選擇，頃序檢測。 2)系統控制信號主要參數預置、顯示 采用LCD液晶屏、數碼管和發光二極管共同完成對系統控制信號主要參數的顯示．如脈沖信號的周期、脈寬、脈沖次數、靜態流量時間、系統電壓、油箱液位等．對噴油器檢測過程實現監控。 3)系統油路的控制 檢測前，對系統油路中的油壓進行預置或人工調節，通過油壓計顯示；并可在檢測過程中實現油路回油的自動控制和手動控制。 4)檢測參數的任意設置 可通過輸入設備手動任意設置檢測參數。實現不同工況的檢測。 5)實現耐久性測試 噴油器的脈沖控制信號次數能達到上億次的設置。 6)與外部微機通信 可與外部系統機相連接．把主要檢測參數發送到外部系統機上．進行數據貯存、打印等操作洞時．也可通過外部系統機對多個檢測系統進行檢測控制。 3 檢測系統總體設計方案 為了對電控噴油器進行自動檢測和控制．本文按照模塊化的設計方法對系統進行了總體設計。模塊化的好處是組態靈活、通用性強、硬件開發周期短、冗余量少、系統成本低；另外容易排除故障，排除速度快。系統設計總框架如圖1所示。 
圖1系統設計總框架 4 系統硬件電路的設計與實現 系統的硬件電路主要包括單片機的基本工作電路、噴油脈沖模塊馳動電路、系統參數顯示模塊電路、油路控制模塊電路和串行通信模塊電路。檢測系統控制器采用雙cPu結構，即采用兩塊單片機(AT89C52，晶振頻率采用11．0592MHz)共同組成系統控制器，各塊單片機分別負責不同的功能模塊，因此，將每個功能模塊的設計細化，相對獨立開發．減小系統出錯的概率和便于查錯，把開發難度降低。兩個單片機之間使用串行通信，根據已定義好的通信協議傳輸控制指令和數據。 噴油脈沖模塊以主Arr89c52為核心，通過讀取鍵盤的輸入信息，確定噴油脈沖的參數，如脈沖周期、脈沖寬度、脈沖次數．同時也可以設定靜態流量時間。確定好脈沖參數后，把脈沖信號輸送到噴油器脈寬驅動電路，以驅動噴油器在一定的工況下工作，從而檢測噴油器的流量特性。噴油器的脈寬驅動電路如圖2所示。 油路控制模塊主要是通過控制油路中電磁閥的閉合來實現，在檢測完成后把量簡中的實驗油回流到油箱中(主AT89C52控制)；同時．控制油泵的起停。對油泵的轉速進行預設和人工調節，改變系統中的油壓(副AT89C52控制)。電磁閥的驅動電路如圖3所示。
圖2噴油器脈寬驅動電路
圖3電磁閥的驅動電路 5 噴油器檢測系統軟件設計 本課題的軟件設計主要圍繞以實現電控噴油器檢測系統控制器各項功能的單片機程序展開．同時配以與外部系統機通信調試軟件加以擴展。本系統控制器使用c5l語言編程．因此選擇了Keil公司的C5l編譯器。系統控制器與外部系統機進行通信的調試軟件使用visual c++語言編寫。本系統軟件設計也采用模塊化設計方法．包括主程序的設計。噴油脈沖周期、脈沖寬度、脈沖次數、油壓、靜態流量時間等參數的檢測和控制等。電控噴油器檢測系統的主要測控目標如下：通過檢測系統，設定電控噴油器在各種工況下的參數。檢測噴油器在這些工況下的靜態和動態流量特性，同時。系統要將這些參數通過顯示設備可視化。系統檢測噴油器在設定的噴油脈沖周期、寬度、次數里的噴油量是否在規定的要求范圍內．若不在規定范圍內，調整噴油器，并重新檢測油蛙。只有電控噴油器檢測系統的性能達到控制要求才能進一步對噴油器進行定位、調整。主程序框圖如圖4所示，主程序主要完成系統初始化和調用模塊程序功能。 PWM脈沖信號通過定時器中斷來產生。因為定時器中斷與軟件循環的定時產生的PWM不同。在使用定時器中斷產生PWM波時．就猶如程序在后臺執行．主程序還可以繼續進行其他操作。而軟件循環定時產生PWM波要一直等到循環結束．主程序才能繼續執行其他任務，因此就失去了系統的實時操作性。 檢測系統對PWM脈沖信號的要求如下： 1)PWM脈沖信號的周期范圍為1～99ms； 2)PWM脈沖信號的寬度增量為0.5ms； 3)PWM脈沖信號的次數范圍為1～9．9×109次； 4)6路相同的PwM輸出。 因此，選擇AT89C52的定時器2的16位重載方式，以噴油脈沖寬度要求的最小精度為定時時間．即0．5ms為中斷溢出時間，再定義一個計數器作為計算中斷溢出的次數．通過不斷改變計數器的數值來完成改變PWM波的占空比。實現多種噴油脈沖的輸出
圖4主程序框圖 6 檢測系統實驗與結果分析
圖5流量測試圖 試驗檢測對象是高阻型電控噴油器，故采用電壓方式驅動。如圖5所示為噴油器的靜態噴射率圖和動態噴射量圖。從圖中可以看出．噴油器動態流量曲線中段部分的線性斜率與靜態噴射率基本平行．進一步證明了噴油器良好的線性度和本檢測系統的檢測準確度。 7 結論 采用單片機控制技術和傳感器技術對噴油器裝置進行了設計與開發。所設計的檢測系統對電控噴油器進行了原理性驗證試驗，實驗結果表明了所開發的檢測系統滿足設計要求，具有很好的穩定性和準確性。該檢測系統在廣州市南沙區某電控噴油器廠已投入實際生產應用．年經濟效益過100萬元。本文的創新點在于采用了兩塊單片機組成雙CPU結構，減少了單個CPU的T作量，加快了運行速度，保證了系統的實時性；同時采用PWM技術實現了對電控噴油器的靜態和動態噴射控制，實現了對其流量特性的檢測。 作者：陳偉雄，姚錫凡 來源：《微計算機信息》(嵌入式與soc)2009年第5-2期 |
