基于VB语言的发动机特性曲线绘制系统研究
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本科生毕业设计(论文)开题报告 论文 (设计 )题目 基于 线绘制系统研究 作者所在系 别 机电工程学院 作者所在专业 车辆工程 作者所在班级 者 姓 名 杨阳 作 者 学 号 201322383 指导教师姓名 焦运景 指导教师职称 副高 完 成 时 间 2017 年 3 月 说 明 1 根据学校毕业设计 (论文 )工作暂行规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告。开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2 开题报告 应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。 开题报告不合格者需重做。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须 注出全称。 4开题报告中除最后一页外均由学生填写,填写各栏目时可根据内容另加附页。 5 阅读的主要参考文献应在 10 篇以上( 土建类专业文献篇数可酌减) ,其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 6参考文献的书写应遵循毕业设计(论文)撰写规范要求。 7开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交,文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求,字数在 2000 字左右。 1 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 杨阳 专 业 车辆工程 班 级 导教师姓名 焦运景 职 称 副高 工作单位 北华航天工业学院 课题来源 教师自拟课题 课题性质 应用设计课题 课题名称 基于 言的发动机特性曲线绘制系统研究 本设计的科学依据 (科学意义和应用前景,国内外研究概况,目前技术现状、水平和发展趋势等) 一种由 微软 公司开发的包含协助 开发环境 的 事件驱动编程语言 。它源自于 程语言。 有 图形用户界面 ( 快速应用程序开发 ( 统,可以轻易的使用 者轻松的创建 件 。 程序员 可以轻 松使用 供的组 件快速建立一个应用序。 一种可视化的编程语言,利用这种可视化技术进行编程,能使编程工作变得轻松快捷,摆脱了面向过程语言的许多细节,而是将主要精力集中在解决实际问题和设计友好界面上。因此 广泛,许多计算机专业和非计算机专业的人员常用它来编制开发应用程序和软件。其应用程序的开发以对象为基础,并运用事件驱动机制实现对 作系统的事件响应。 供了大量的控件,可用于设计界面和实现各种功能,用户可以通过拖放操作完成界面设计,不仅大大减轻了工作量、简化了界面设计过程,而且有效的提高了应用程序的运行效率和可靠性。 发动机的特性曲线分为发动机的速度特性曲线、负荷特性曲线和万有特性曲线。发 动机的速度特性曲线表示有效 功率 N(千瓦 )、 扭矩 M(牛顿米 )、比燃料消耗量 g(克 /千瓦时 )随发动机 转速 n 而连续变化的表现 。 当汽油机节气门完全开启 (或者 柴油 机喷油泵在最大供油量时 )的速度特性,称为发动机的外特性,它表示发动机所能得到的最大 动力 性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大 功率 、最大 扭矩 以及它们相应的 转速 和燃料消耗量 。 发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发 出最大功率的情况下测出来 。发动机的负荷特性曲线是发动机在转速一定的情况下,随着负荷的增加发动机的燃油消耗率和2 扭矩之间的关系。万有特性曲线是发动机在不同的工况下全面分析发动机的扭矩和燃油消耗率以及转速之间的关系。 所以研究发动机特性曲线的目的在于能够正确的评价发动机的特性,为其他工作机械和汽车正确选用动力提供依据。同时,通过对发动机特性的评价与分析,为进一步改善发动机的性能使之与整车性能良好匹配提供有效的途径。 将研究的结果通过 加直观的表现出来,实现发动机特性曲线图的可视化表示,便于技术 人员更加深入的了解发动机性能。 编写程序的过程当中,编写者不需要给出按顺序的很精确的步骤,只需要编写相应的控件所要完成一定功能的程序。通过各个控件的程序组合成整体的程序,而项目所要完成的功能由每个控件内编写好的程序来完成,从而降低了编程的工作量和难度,提高了程序开发的效率,节省了程序开发的时间。 设计内容和预期成果 (具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果 和 提 供 的 形式) 工作内容及最终成果: 课题工作主要内容: 1) 查阅相关文献,搜集发动机特性 曲线相关文献资料; 2) 应用 言进行编程; 3) 实现人机交会界面。 最终成果: 1) 所编程序可良好运行,能够准确直观的画出不同特性曲线; 2) 撰写 15000 字论文 3 拟采取设计方法和技术支持 (设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等) 本课题要求应用 算软件,利用其简单的语言及强大图形用户界面功能,提出一种绘制发动机特性的新方法,通过将试验数据输入,可快速绘制出其特性曲线,最终得出较为精确可靠的曲线方程和直观的拟合,并生成可执行文件。 首 先 大致 学习一下 体系结构 ,通过 长时间的接触来达到理解的目的 。 学习 系结构 的主要 目的 是了解 编程特点和运行机制。 然后 再学习 语法 , 对于每个语法要自己亲自练习,达到熟练掌握的程度。接下来熟悉一下 业版提供的控件的应用,逐个参考 有一些小程序 进行测 试。刚开始的可以使用 件编写一些小程序,熟悉了之后使用 象编程 。 其间可能也会学到 程 , 等上面这些学得差不多 时, 平已经到中等水平 。应用 行编程,实现人机交汇界面,通过编程来绘制发动机特性曲线,最后得到较为精确的曲线图形和方程。 实现本项目预期目标 和已具备的条件 ( 包 括 过 去 学习、研究工作基础,现有主要仪器设备、设计环境 及 协 作 条 件等) 工作环境及技术条件:数据处理是发动机特性试验的一个重要内容,是测取发动机各项指标,进行动力性、经济性分析的前提和基础。本课题要求应用 算语言,利用简单的计算机语言及其强大图形用户界面功能,提出一种绘制发动机特性的新方法,最终得出较为精确可靠的曲线方程和直观的拟合。 技术条件:具有一定的编程基础,数学基础良好。 各环节拟定阶段性工作进度 (以周为单位 ) 第 1 熟悉课题,查阅相关文献,撰写文献综述。 第 4 应用 言进行编程 第 9 所编写程序的调式及建立图形界面,生成可执行文件,并应用其解决实际问题; 第 14 整理编程思路,并撰写毕业论文,答辩 4 开 题 报 告 审 定 纪 要 时 间 地点 主持人 参 会 教 师 姓 名 职 务(职 称) 姓 名 职 务(职 称) 论 证 情 况 摘 要 记录人: 指 导 教 师 意 见 指导教师签名: 年 月 日 教 研 室 意 见 教研室主任签名: 年 月 日 本科生毕业设计 (论文 )文献综述 设计 (论文 )题目 基于 线绘制系统研究 作者所在系 别 机电工程学院 作者所在专业 车辆工程 作者所在班级 者 姓 名 杨阳 作 者 学 号 201322383 指导教师姓名 焦运景 指导教师职称 副高 完 成 时 间 2017 年 3 月 北华航天工业学院教务处制 说 明 1 根据学校毕业设计 (论文 )工作暂行规定,学生必须撰写毕业设计(论文 )文献综述。文献综述作为毕业设计 (论文 )答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2 文献综述 应在指导教师指导下,由学生在毕业设计 (论文 )工作前期内完成,由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3文献综述各项内容要实事求是,文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。 4学生撰写文献综述, 阅读的主要参考 文献应在 10 篇以上( 土建类专业文献篇数可酌减) ,其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5文献综述的撰写格式按毕业设计 (论文 )撰写规范的要求,字数在 2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。 1 毕 业 设 计(论 文)文 献 综 述 摘 要 发动机作为车辆的心脏,其性能直接影响着车辆的动力性、经济性和排放污染等方面。研究和改善发动机的性能,对提高车辆的各方面的性能有着极其重要的意义。发动机的运转情况主要取决于曲轴的转速和发出的功率及扭矩。为了评 价发动机在不同工况下运行的动力性指标和经济性指标以及工作过程进行的完善程度,就必须研究发动机特性。即研究动力性、经济性指标随工况变化的关系,并以曲线形式表示这种关系 , 这就是发动机特性曲线。研究发动机特性曲线的主要目的是找出发动机在不同转速下工作时,其动力性能指标和经济性能指标的变化规律,以及对应于最大功率、最大扭矩和最低燃油消耗率时的转速,从而可以确定发动机最有利的工作转速范围。 发动机实时数据的动态曲线显示是发动机监控系统实现友好人机界面的重要组成部分,可帮助开发人员了解发动机 部工作情况,便于观察发 动机的运转参数,利于对程序进行实时在线修改,使发动机性能匹配最佳 。 在本监控软件中,利 用 言编程,实时数据在屏幕上以数字和图形方式实时显示 。 关键词 : 发动机特性曲线 动力性能 2 as of of of to of of of on of In to of it to of of of is of of is to to of of is is an of to of to of to to to In in on of 3 1 前言 发动机的速度特性曲线表示有效 功率 N(千瓦 )、 扭矩 M(牛顿米 )、比燃料消耗量g(克 /千瓦小时 )随发动机 转速 n 而连续变化的表现。发 动机的速度特性是在 制动 试验台架上测出的。保持发动机在一定 节气门 开度情况下,稳定转速,测取在这一工况下的功率、比耗油等,然后调 整被测机载荷 (扭距变化 ),使发动机转速改变,再测得另一转速下的功率、比耗油。按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值,将这些数值点连点地组成连续曲线,就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线,它们与相应的转速区域对应。 当汽油机节气门完全开启 (或者 柴油 机喷油泵在最大供油量时 )的速度特性,称为发动机的外特性,它表示发动机所能得到的最大 动力 性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大 功率 、最大 扭矩 以及它们相应的 转速 和燃料消耗量,汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图,但一般只标出功率和扭矩曲线。 发动机外特性曲线是在发动机最好的工作 状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。它表现的曲线特征是功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线,但两者表现是不一样的。在汽油发动机外特性曲线中 功率曲线在较低转速下数值很小,但随转速增加而迅速增长,但转速增加到一定区间后,功率增长速度变缓,直至最大值后就会下降,尽管此时转速仍会继续增长。扭矩曲线则与 功率 曲线相反 ,它往往在较低 转速 下就能获得最大值,然后随转速上升而下降。 2 运用 一种由 微软 公司开 发的包含协助 开发环境 的 事件驱动 编程语言 。它源自于 程语言。 有 图形用户界面 ( 和快速应用程序开发 ( 系统,可以轻易的使用 接数据库,或者轻松的创建 件 。程序员 可以轻 松使用 供的组 件快速建立一个应用序。 一种可视化的编程语言,利用这种可视化技术进行编程,能使编程工作变得轻松快捷,摆脱了面向过程语言的许多细节,而是将主要精力集中在解决实际问题和设计友好界面上。因此 国内外各个领域的应用非常广泛,许多计算机专业和非计算机专业的人员常用它来编制开发应用程序和软件。其应用程序的开发以对象为基础,并运用事件驱动机制实现对 作系统的事件响应。 4 供了大量的控件,可用于设计界面和实现各种功能,用户可以通过拖放操作完成界面设计,不仅大大减轻了工作量、简化了界面设计过程,而且有效的提高了应用程序的运行效率和可靠性。 发动机的特性曲线分为速度特性曲线、负荷特性曲线和万有特性曲线。发 动机的速度特性曲线表示有效 功率 N(千瓦 )、 扭矩 M(牛顿米 )、比燃料消耗量 g(克 /千瓦小时 )随发动机 转速 n 而连续变化的表现。当汽油机节气门完全开启 (或者 柴油 机喷油泵在最大供油量时 )的速度特性,称为发动机的外特性,它表示发动机所能得到的最大 动力 性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大 功率 、最大 扭矩 以及它们相应的 转速 和燃料消耗量 。发动机的负荷特性曲线是发动机在 转速不变的情况下,发动机的油耗率和输出功率之间的关系。发动机的万有特性曲线是发动机在不同工况下全面分析发动机的各种动力参数,从而得到发动机的最佳工作范围。 3 总结 车辆 在 驱动作业过程仿真分析中 ,需要进行编程 ,涉及到大量复杂的计算和性能曲线的绘制与处理 ,发动机外特性曲线就是其中之一。 发的一种面向对象的可视化设计工具。由于它避开了 C+编程过分繁琐和抽象的特点 ,因此 言容易上手 ,界面 界面容易。 这些数据是标定发动机性能的依据 ,主要由实验获得。发动机厂提供的外特性一 般只有十几个离散数据 ,而在仿真分析中则需要将作业过程离散化为几百个工况 ,因此需要对曲线进行精确的计算机绘制和处理。我们可以利用 大的交互式程序开发能力 , 用 设计界面作为主程序 ,提高工程计算的效率和质量。 5 参考文献 1白俊勇 序设计案例精编 M华大学出版社, 2011. 2微软公司 序设计 M等教育出版社, 2004. 3张宏,李彦林 学通 目案例开 发 M子工业出版社,2009. 4陈洛资,陈昭平 M京交通大学出版社, 2002. 5邵鹏鸣,刘建华 M庆大学出版社, 2006. 6程胜利 言程序设计教程(第 2 版) M华大学出版社,2008. 7毕建伟 言程序设计基础 (第 3 版 ) M子工业出版社出版, 2009. 8沈美丽,陈孟建,邹玉金 序设计教程 M电子工业出版社, 2004. 9王丽,迟永滨 B 和 发动机外特性曲线绘制 苏海峰,冯国胜 B 绘制发动机实时数据动态曲线图 10余志生 M械工业出版社, 2009. 6 7 6 毕 业 设 计(论 文)文 献 综 述 指导教师意见 指导教师: 年 月 日 专业教研室审查意见 负责人: 年 月 日 本科生毕业设计 (论文 ) 外 文 翻 译 原 文 标 题 文 标 题 发动机特性曲线图 作者所在系 别 机电工程学院 作者所在专业 车辆工程 作者所在班级 者 姓 名 杨阳 作 者 学 号 201322383 指导教师姓名 焦运景 指导教师职称 副 高 完 成 时 间 2017 年 3 月 北华航天工业学院教务处制 1 译文标题 言和发动机特性曲线 原文标题 者 名 佚名 国 籍 中国 原文出处 文: 发动机的速度特性曲线表示有效 功率 N(千瓦 )、 扭矩 M(牛顿米 )、比燃料消耗量 g(克 /千瓦小时 )随发动机 转速 n 而连续变化的表现。发动机的速度特性是在制动 试验台架上测出的。保持发动机在一定 节气门 开度情况下,稳定转速,测取在这一工况下的功率、比耗油等,然后调整被测机载荷 (扭距变化 ),使发动机转速改变,再测得另一转速下的功率、比耗油。按照一定转速间隔依次进行上述步骤。就能测出在不同转速下的数值,将这些数值点连点地组成连续曲线,就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线,它们与相应的转速区域对应。 当汽油机节气门完全开启 (或者 柴油 机喷油泵在最大供油量时 )的速度特性称为发动机的外特性,它表示发动机所能得到的最大 动力 性能。从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大 功率 、最大 扭矩 以及它们相应的 转速 和燃料消耗量,汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图,但一般只标出功率和扭矩曲线。 发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。它表现的曲线特征是功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线,但两者表现是不一样的。在汽油发动机外特性曲线中 功率曲线在较低转速下数值很小,但随转速增加而迅速增长,但转速增加到一定区间后,功率增长速度变缓,直至最大值后就会下降,尽管此时转 速仍会继续增长。扭矩曲线则与 功率 曲线相反,它往往在较低 转速 下就能获得最大值,然后随转速上升而下降。 比耗油量指 千瓦 小时的耗油量,它随转速的增长而呈现一个凹形曲线,在中间某一转速下达到最小值,转速增大或者减少,都会使比耗油量增大。 柴油 机外特 性曲线表现与汽油机有所不同。它的功率 N、 扭矩 M 和比耗油量g 随转速 n 而变化,但功率 N 曲线是随转违上升而上升,差不多到了最大转速 (标定转速 )仍未出现曲线的最高点。扭矩 M 曲线变化平缓,在不同转速位置变化量不大。比耗油量 g 曲线不但起点数值低,而且比较平坦 (与汽油机比较 )。 发动机的负荷特性曲线是指发动机在速度不变的情况下,随 着节气门开度的变化性能指标发生变化的曲线。汽油机的负荷调节方式为“量调节”,通过节气门开度的大小,调节进入气缸的混合气的量来控制负荷的大小。柴油机的负荷调节方式为“质调节”,在一定转速下通过调节向气缸内的喷射的燃油量来控制负 2 荷的大小。由于负荷调节方式以及燃烧方式不同,汽油机和柴油机的负荷特性也有所不同。汽油机的指示热效率和柴油机指示热效率随负荷的变化规律相反。汽油机燃油消耗率随负荷变化曲线比柴油机要陡,汽油机经济性指标比柴油机差,柴油机的燃油消耗率随负荷变化又缓慢又低,所以柴油机的经济性比汽油机的经济性强。 通过将发动机的各个参数绘制在一张图上形成发动机的万有特性曲线图,通过发动机万有特性曲线图可以看出在不同油耗下发动机运行的情况。绘制万有特性曲线的方法有负荷特性法和速度特性法。在绘制时,首先绘制不同转速下的负荷特性曲线组或者不同负荷下的速度特性曲线组,然后通过坐标转换,将负荷特性曲线组或者速度特性曲线组转换成等油耗的万有特性。在等油耗万有曲线图上等油耗线越向外,燃油消耗率越高,经济性越差。在水平方向上等间隔的油耗线稀疏,说明转速的变化对经济性影响较小,反之影响较大。同理垂直方向上转速的等油耗线的疏密程度表明 了发动机的经济性对负荷变化的适应性。如果垂直方向上曲线分布密集,表明经济性对负荷变化较为敏感。 一种由 微软 公司开发的包含协助 开发环境 的 事件驱动 编程语言 。它源自于 程语言。 有 图形用户界面 ( 和快速应用程序开发 ( 系统,可以轻易的使用 接数据库,或者轻松的创建 件 。 程序员 可以轻 松使用 供的组 件快速建立一个应用序。 一种可视化的编程语言,利用这种可视化技术进行编程,能使编程工作变得轻松快捷,摆脱了面向过程语言的许多细节,而是将主要精力集中在解决实际问题和设计友好界面上。因此 国内外各个领域的应用非常广泛,许多计算机专业和非计算机专业的人员常用它来编制开发应用程序和软件。其应用程序的开发以对象为基础,并运用事件驱动机制实现对 作系统的事件响应。 供了大量的控件,可用于设计界面和实现各种功能,用户可以通过拖放操作完成界面设计,不仅大大减轻了工作量、简化了界面设计过程,而且有效的提高了应用程序的运行效率和可靠性。 3 译文: of ( g (g/ is in to at a of of to in to be to a to or in of as of of as as of is in in is is In is of to a as to in to it up to of it of to a a in or 4 is , g N, is to PM of in of g of is to of is of of of to of as a by of to of to of in a is a of of is s so of of be on of on a of of be in of of a in of or of or a of In in is of of in of s to If is 5 in it is to in is a to of It is VB to or B an is a of of of of of on a So in at is it to on of a of be of be of 6 指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩: 指导教师签字: 年 月 日 注: 1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面:翻译的外文文献与毕业设计(论文)的主题是否高度相关,并作为外文 参考文献列入毕业设计(论文)的参考文献;翻译的外文文献字数是否达到规定数量( 3 000 字以上);译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。 2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。 毕业设计报告 (论文 ) 报告 (论文 )题目 : 基于 言的发动机特性曲 线绘制系统研究 作者所在系部: 机电工程学院 作者所在专业: 车辆工程 作者所在班级: 作 者 姓 名 : 杨阳 作 者 学 号 : 201322383 指导教师姓名: 焦运景 完 成 时 间 : 北华航天工业学院教务处制 北华航天工业学院毕业论文 I 摘 要 对车辆在运动的过程中进行分析要涉及到大量的编程,所以需要对车辆在运行过程中的各个参数进行计算和性能曲线的绘制,发动机的特性曲线就是研究对象之一。发动机 的特性曲线包括速度特性曲线、负荷特性曲线以及万有特性曲线。 对汽车在运动过程中的参数变化用 进行分析编程。 一种面向对象的可视化的编程语言,通过这种可视化技术进行编程,可以让编程工作变得轻松方便,在编程的过程中不必面向对象进行繁琐的编程,而是将精力放在怎样优化设计方案上和对每个控件进行编程和设置属性,通过对控件编程来完成整个程序的有效运行,因此国内外 各个领域内广泛使用,编程人员通过操作 完成相应的开发任务, 过面向对象的基础来开发软件,并通过驱动事件的机制来完成对微软系统程序操作的响应。 拥有大量的控件,可以用来设计界面和实现各种功能,用户可以通过拖拽工具栏里的控件来设计所需的界面,通过对各个控件进行编程来完成相应的功能,这么做不但在很大程度上减轻了工作量 , 使设计界面得到简化以及省略了面向对象的复杂程序,而且很大程度上提升了应用程序的运行效率和实现各个控件功能的可靠 程度 。 关键词 :发动机外特性曲线 可视化 北华航天工业学院毕业论文 n of of a of so it of is of of in in of to is a of of of of of on a So in at is it to on of a of be of be of 北华航天工业学院毕业论文 目 录 摘 要 . I . 1 章 绪论 .题背景 . 1 题应用情况 . 2 题的目的和意义 . 2 文的研究内容 . 3 第 2 章 发动机特性曲线图 . 4 发动机特性曲线简介 .如何看懂发动机特性曲线 . 看懂发动机速度特性曲线 . 看懂发动机负荷特性曲线图 . 看懂发动机万有特性曲线图 .特点 . 3 章 运用 制发动机特性曲线图 .发动机速度特性曲线绘制 . 发动机速度曲线绘制原理 . 发动机速度曲线绘制过程及程序 .发动机负荷特性曲线绘制 .发动机万有特性曲线拟合 . 结 . 谢 . 25 参考文献 .1 第 1 章 绪 论 题背 景 在车辆的运行过程中对车辆进行分析要涉及到大量的编程 ,并且 需要对车辆在运行过程中的各个参数进行计算和性能曲线的绘制,发动机的特性曲线就是研究对象之一。发动机的特性曲线包括发动机的速度曲线、发动机的负荷曲线和发动机的万有特性曲线。 发动机的速度特性曲线表示有效 功率 N(千瓦 )、 扭矩 M(牛顿米 )、比燃料消耗量 g(克 /千瓦小时 )随发动机 转速 n 而连续变化的表 现 1。 发动机的在节气门全开的情况下得到的曲线称为外特性曲线,在节气门只开一定程度下得到的曲线称为发动机的速度特性曲线 1。 由于发动机的节气门可以开不同的程度,但是节气门全部开启只有一种情况,所以发动机可以有无数条速度特性曲线,但是只能有一条外特性曲线 1。 发动机的负荷特性曲线是发动机在某一转速保持不变的情况下,使节气 门在不同的开度,由此测出发动机在特定时间内油耗率和油耗量随负荷的变化而变化的动态,并由此画出发动机负荷特性曲线图 5。 发动机万有特性曲线是表达多个参数的曲线图,通过在不同转速和负荷下的重要曲线画在万有特性曲线图上,从而可以看出在不同转速和负荷下发动机的比油耗率和燃油消耗量,从而发现汽车在某一转速和负荷下最经济的情况 。 北华航天工业学院毕业论文 2 题应用情况 在实际的生产生活中发动机运转时的数据较为复杂,可以通过图形将发动机的数据直观的反应到界面上,技术人员通过界面上的图像直观观察发动机的运转情况以及确定发动机的 性能,找出发动机在某一速度和负荷下具有最佳的经济性和最低的燃油消耗率。发动机的特性曲线图是表示的是汽车发动机在多个不同的运转速度下输出的功率和扭矩的数值,所以从中可以看出发动机的参数表现如何 。 发动机的负荷特性曲线表明了在同一转速下发动机节气门在不同开度下的负荷变化,通过 制图形可以更加直观的表明负荷随着节气门开度的变化而变化的状态,从而在某一转速下找到最佳的经济性及最低的燃油消耗 。 通过 制发动机的万有特性曲线图可以直观的看到发动机各个参数的之间的相互联系,综合 各方面考虑得到汽车行驶的最好的状态。 题的目的和意义 探寻发动机特性曲线的主要目的是找到发动机在转速相同的情况下,它的经济性指标和动力性指标的变化状况,即燃油消耗量和燃油消耗率等指标在发动机某一时间内的随发动机负荷的变化发生变化。从发动机特性曲线图中可以判断出在不同转速下运转时发动机的功率也随之发生变化。另外,在汽车使用的过程中速度特性的应用最广泛,因此在发动机实验过程中,经常使用速度特性当做性能指标评价的标准。同时负荷特性有助于发现发动机在同一转速下负荷的变化,从而找出在同一转速下节气门开度在 某个范围时负荷最低,汽车的经济性最好。发动机的万有特性曲线则可以帮助使用者找出发动机在某一转速和负荷下燃油经济性为最佳的情况 2。所以研究发动机特性曲线的目的在于能够正确的评价发动机的特性,为其他工作机械和汽车正确选用动力提供依据。同时,通过对发动机特性的评价与分析,为进一步改善发动机的性能使之与整车性能良好匹配提供有效的途径。将研究的结果通过 加直观的表现出来,实现发动机特性曲线图的可视化表示,便于技术人员更加深入的了解发动机性能。 用事件驱动的方式编写程序。在编写程序的过程当中,编写者不需要给出按顺序的很精确的步骤,只需要编写相应的控件所要完成一定功能的程序。通过各个控件的程序组合成整体的程序,而项目所要完成的功能由每个控件内编写好的程序来完成,从而降低了编程的工作量和难度,提高了程序开发的效率,节省了程序开发的时间。 北华航天工业学院毕业论文 3 文的研究内容 为了评价发动机在不同情况下动力性参数和经济性参数还有工作过程中所能进行的完整程度,就一定要研究发动机随工况变化动力性、经济性指标随之发生变化的关系,并且用曲线的形式表达这种关系,这就是发动机特性曲线。通过发动机速 度特性曲线可以找出发动机在不同转速下工作时,其动力性能指标和经济性能指标的变化规律,从而能够找出特性曲线图上所对应的最大功率、最大扭矩和最低燃油消耗率时的转速,就可以确定发动机在最有利的转速范围内工作 7。 发动机动态曲线所显示的即时数据是发动机的监视系统是完成人机界面友好的重要组成部分,可帮助技术人员了解发动机 部工作情况,以方便观察发动机的运转情况,这样有利于对程序进行即时在线修改,从而能够使发动机性能匹配达到最佳 10。 利用 言编程,测量的数据在屏幕上以数字和图形方式得 以显示,通过 制特性曲线,形成绘制系统,工程人员通过输入数据使曲线在窗口显示出来,有助于直接观察到发动机的实时运转的状态以及更加方便的找出发动机的最佳经济性的情况和不足。 北华航天工业学院毕业论文 4 第 2 章 发动机特性曲线图 发动机特性曲线简介 发动机的特性主要通过发动机的各项性能指标随工况的变化特性来研究。 发动机特性分为发动机的速度特性、负荷特性和万有特性。 首先要先了解发动机的工况。发动机的工况是指发动机的运行状态,通常用发动机的转速 n 和负荷表示。其中转速表示发动机工作的频率 ,而负荷表示发动机对外做功的能力,主要用输出转矩 T 或平均有效压力表示。发动机的输出功率是表示发动机工况特征的重要综合指标,但是输出功率相同的情况下并不代表工况相同。所以正确认识发动机的工况或者在整车行驶过程中发动机输出功率相同的情况下,工况的正确选择对改善车的性能具有重要的意义。根据内燃机的工作原理及结构特点,其工况应该限制在最低稳定转速、最高转速以及在各工作转速下所能输出的最大功率所包围的范围内。根据工作机械对发动机的使用条件不同,可以将发动机的工况分为恒速工况、线工况和面工况。恒速工况是指发动机的转速不 变,而功率随负载而变化的工况。线工况是指发动机的输出功率与转速成一定的函数关系的工况。面工况则是发动机的输出功率和转速之间没有确定的约束关系,在整个发动机工作范围内,功率和转速都相对独立变化,因此发动机的可能运行的范围就是实际情况的工作范围。 通过发动机的不同工况下可以分为不同的发动机特性,将发动机的特性用图线表示出来,就是发动机特性曲线图。发动机特性曲线图分为发动机的速度特性曲线图、负荷特性曲线图和万有特性曲线图。 发动机的速度特性曲线是发动机在不同转速下燃油消耗率、输出扭矩和功率与转速之间的关系 1。 发 动机的负荷特性曲线是发动机在转速一定的情况下发动机的负荷随着节气门的开度变化而变化, 由于 转速不变,所以有效功率、转矩和平均有效压力之间互成比例关系,均可以表示为发动机负荷的大小。通过发动机的负荷特性曲线可以找出在转速不变的情况下,节气门在某一开度下发动机所承载的负荷最小,从而得到发动机负荷最佳的状态。发动机的万有特性曲线表明了发动机各种参数之间的关联,通过发动机的万有特性曲线可以综合得出发动机在某一转速和负荷下经济性能指标为最佳的情况。 北华航天工业学院毕业论文 5 如何看懂发动机特性曲线 发动机特性曲线表示了发动机的动 力性能,通过观察发动机特性曲线图可以发现发动机各个动力性能指标的变化情况,这在实际的生活中十分重要。所以看懂发动机特性曲线图对汽车的了解以及保养汽车都是非常重要的。 发动机的性能指标主要取决于调整参数、使用因素和环境条件三个方面。发动机性能随调整参数的变化规律称为发动机的调整特性。使用因素主要是指发动机在运行时的实际工况,根据发动机使用工况的特点,发动机的特性曲线的分析方法分为线工况分析法和面工况分析法。线工况分析法是通过调整参数和固定参数的不同分为两种:在整个工况使用区域,固定负荷不变,研究发动机性能指标随 转速变化规律,这种特性称为速度特性;固定转速不变,研究发动机的性能指标随负荷变化的规律称为负荷特性。面工况分析又称为万有特性,是在整个发动机工作的范围内分析发动机的各项性能指标随工况分布的情况。 通过下面的例子可以了解怎样看发动机特性曲线图,从而为了解发动机各种动力性能打下坚实的知识基础。 懂发动机速度特性曲线图 发动机速度曲线图是发动机在不同转速而且节气门开度一定的情况下,燃油消耗率、输出功率和扭矩与转速的关系 3。发动机速度特性曲线图分为外特性曲线和部分速度特性1。当发动机的节 气门全开时得到的曲线为发动机外特性曲线,节气门部分开启得到的曲线为部分速度特性曲线。 通过发动机的速度特性曲线图可以得出发动机在某一转速下对应的输出扭矩、功率以及燃油消耗量的数值。通常燃油消耗率曲线较为平缓,在某一转速下会达到最低值,在这一转速前和转速后都会比这一转速的燃油消耗率高。输出扭矩曲线会在一开始达到最大值,随着速度的增加扭矩值慢慢减少。功率会在开始逐渐增加,在达到最大值后随着转速的增加功率会逐渐下降。如图所示: 北华航天工业学院毕业论文 6 图 2动机外特性曲线图 通过这张图 可以看出燃油消耗量较为平稳,会随着转速的增加而略有增加;功率的坡度较陡,随着发动机转速的增加几乎呈直线上升的状态;扭矩的坡度较功率的坡度平缓,在某一转速时达到最大值,在功率达到最大值后随着转速的增加功率降低。在发动机的转速为 3000 转 /分时,节气门开到最大,此时燃油消耗率为 290g/出的扭矩大约为223N/M,发出的功率为 70率在 5500 转 /分时功率达到最大值;在 1000 /分时燃油消耗率变化 范围 不大,说明在这个速度范围内燃油利用效率较高 ,随后随着发动机转速的增加燃油消耗率也随 之上升。 扭矩输出跨的转速范围较大,证明汽车在行驶过程中可供选择的范围较广。 北华航天工业学院毕业论文 7 懂发动机负荷特性曲线图 发动机的负荷特性是指发动机转速不变时,发动机各性能参数随着发动机节气门开度的变化而变化的关系 1。在转速不变的情况下,有效功率、转矩和平均有效压力之间互成比例关系,都可以表示为发动机负荷的大小。 由于 汽油机和柴油机对负荷的调节方式不同,汽油机通过节气门开度的变化 ,从而 调节进入气缸混合气的量 并 由此来控制负荷的大小,所以汽油机的负荷可用节气门的开度来表示。 而 柴油机 则是 通过调节向气缸内 喷射的燃油量来控制负荷的大小,因此柴油机的负荷的大小可以用空燃比来表示。发动机的负荷特性曲线图呈凹型线,随着发动机输出功率的增加,燃油消耗率降到最低值,超过这一速度后燃油消耗率继续增加。如图所示: 图 2动机负荷特性曲线图 通过上图可以看出发动机的燃油消耗率在某一输出下达到最低值,且是随着输出功率的增加燃油消耗率逐渐降到最低,不过在燃油消耗率达到最低时,随着输出功率的增加,燃油消耗率又重新增加。这是因为在一开始时,随着负荷的增加,机械效率随之增加,燃油消耗率随负荷的增加迅速降低。当负荷增加到大负 荷时,由于要求发动机输出最大转矩,此时需要供给混合气。由于混合气燃烧并不充分,燃烧指示热效率降低。所以燃油消耗率随负荷的增加在降低到最低值以后在大负荷区随着负荷的增加而增加。从图中还可以看出,汽油机的负荷特性曲线相对于柴油机的负荷特性曲线上升的速度以及变化更大一些 。造成这种现象的原因是由于汽油机和柴油机的调节方式不同,造成汽油机和柴油机的指示热效率随负荷特性的变化规律相反,并且柴油机的压缩比要比汽油机的压缩比高很多,使得其燃油消耗率随负荷的变化较为缓慢。当燃油消耗率最低点越低时汽车的发动机负荷特性越好,通过 发动机负荷特性曲线的最低点可以看出发动机负荷特性的适应性及适应范围的好坏。 北华航天工业学院毕业论文 8 懂发动机万有特性曲线图 发动机的速度特性和负荷特性虽然能够给出发动机在某一条件下的各项性能指标,但是由于在实际生活中发动机运行工况较为复杂,仅仅依靠某一条件来分析发动机的各项动力性能是不够的,为了正确并且全面的分析动力性能,需要对汽车发动机在整个运行的工况内进行分析和评价发动机的性能。所以为了能够全方位的表示发动机在不同状况下的各种参数的变化情况,通常情况下运用很多参数性能变化规律的曲线都表示在同一张图上性能曲线 ,这个曲线被称为发动机万有特性曲线。在万有特性曲线图上纵坐标为平均有效压力,横坐标表示发动机的转速,通常采用负荷特性法和速度特性法来绘制发动机万有特性曲线图。在绘制万有特性曲线图时,首先绘制不同负荷下的速度特性曲线或者不同速度下的负荷特性曲线图,通过坐标转换的方法将负荷特性曲线或者速度特性曲线转换为万有特性曲线。如图所示: 图 2发动机万有特性曲线图 上图表示的是等油耗万有特性曲线图。横坐标为发动机的转速,纵坐标表示发动机的平均有效压力,图中每条曲线代表的是在这一油耗下的转速和平均有效压力的数值 。其中最里面封闭的曲线代表了发动机最经济的运行工况区域,油耗线越往外,代表了发动机的燃油消耗率越高,经济性越差 11。在转速或者是水平的方向,曲线代表了转速对发动机燃油经济性的影响,如果在等间隔的等油耗比较稀少,表明转速的变化对燃油消耗率的影 北华航天工业学院毕业论文 9 响较弱,反之则表明转速的变化对燃油消耗率的影响较大。同理在垂直方向上曲线分布密集,表明发动机的负荷对燃油消耗率的影响较大。所以对一般的发动机而言,封闭曲线在水平方向上越宽越好,这样在很大的转速范围内都能保证燃油消耗率为最低。 特点 自从 1991 年微软公司发布 本 以来, 很长时间里都被程序开发人员推崇。经过近 30 年的发展, 本发展到 本,还增加了 版本,极大地丰富了 开发广度和深度。 有强大的画图功能、数据库功能、 问功能以及多媒体功能等。运用 过直接拖拽工具栏里想使用的控件,双 击控件就可以编写程序和设置应有的属性,从而完成应有的功能。 而传统的程序语言设计在编写过程中看不到实际的效果,在运行过程中才可以看到,这增加了编程人员的工作量,同时编写出来的程序缺乏统一性、通用性和实用性。所以 起传统的编程软件具有很大的优点。 此外还 可以通过 行数据库的设计和编程,同时也可以通过 行图画的编程。 可执行文件非常小,这是与其他的开发软件相比的一个很大的优势。所以 未来的很长一段时间内仍是微软最具有优势的开发软件之一,而且可以通过学习 而更加容易上手其他的开发软件。如果想要接触编程,可以从 起, 单易学容易上手,可以通过最简单的编程语言来完成较为复杂的过程,也可以为以后的编程素养打下坚实的基础。 北华航天工业学院毕业论文 10 第 3 章 运用 发动机特性曲线图 发动机速度特性曲线绘制 发动机速度曲线图表明了发动机在节气门开度一定的情况下 转速和扭矩以及输出功率之间的关系,通过绘制速度曲线图可以方便直观的观察各个参数之间的关系,为研究发动机动力性能提供了有力的工具。 动机速度特性曲线绘制原理 发动机的速度特性是发动机的节气门在开度不变的情况下,通过改变发动机的转速,测得发动机在不同转速下输出功率、扭矩以及燃油消耗率变化的趋势 3。 发动机的速度特性由专门的试验台测试得到的 7。 通过测试得出发动机相应的数据,再通过一系列的编程,使数据直观的反应到电脑上,这样就可以让工程技术人员更加直观的发现发动机各个参数的变化趋势,从而评定发动 机性能的好坏以及及时的发现发动机潜在的故障。运用 画发动机特性曲线图可以很直观的将发动机各个数据及时的反映到 窗体上,同时 有易操作,简单易学的特点,可以通过直接在工具栏里拖拽所需要的控件来进行操作 。 通过直接双击控件来进行编写程序,省略了复杂的面向对象的过程,并且 有强大的画图功能,可以通过编程来完成多种画图的功能,所以选择 画发动机特性曲线图是非常明智的选择 。 8发动机速度特性曲线分为外特性和部分速度特性 1。接下来通过下列程序分别绘制发动机外特性曲线和速度特性曲线。 动机速度特性曲线绘制过程及程序 首先画发动机的外特性曲线图。 在 窗体中调用两个命令控件和一个图画控件,将第一个命令控件命名为运行,第二命令控件命名为退出。首先对程序进行定义以及图片控件清屏操作: i 对程序进行初始化操作后,需 要确定图画控件的工作范围以及字体和字号 北华航天工业学院毕业论文 11 进行设定,程序如下所示: 8 过对字号和字体的基本限制,从而确定了曲线的宽度以及所输出的字体的大小和颜色,接下来需要绘制坐标轴以及箭头并对坐标轴做出标注: 12)-(12, 0, 0)-(0, 10) (0, 10) (0, 10) 扭矩 (N/m) 现在做出了坐标轴的第一条竖轴,现在通过循环变量 i 来绘制刻度线以及标注刻度: i = 1 0 i)-(0, i) i * 20 + 150 i 现在画功率的坐标轴,并且标注刻度 以及刻度值: 8, 5)-(8, 10) (8, 10) (8, 10) 10 功率 ( i = 5 0 i)-(8, i) i * 20i 现在画油耗率的坐标轴以及标注刻度值: 8, 0)-(8, 5) 华航天工业学院毕业论文 12 4 油耗率 (g/ i = 0 i)-(8, i) 0*i i 画横轴并且标注刻度线及刻度: 0, 0)-(8, 0) (8, 0) (8, 0) 转速 ( i = 1 i, (i, 0) 00 + 300 * i i 在画完各个坐标轴及标注好刻度后,现在开始画网格线,首先设置网格线的属性为虚线,然后通过循环变量 i 来画横着或者竖着的网格线: 4 i = 1 0 0, i)-(8, i) i i = 1 i, 0)-(i, 10) i 画完网格线后开始处理数据,将测得的数据变成可以展示在窗口的数据,在这过程中需要涉及到坐标的变换,此时所需要的数据为输出功率及扭矩还有转速的数据,现在令转速原来的数据为 出功率原有的数据为 矩原有的数据为 油耗率原有的数据为 变换后的转速的数据为 出功率变换后的数据为 矩变换后的数据北华航天工业学院毕业论文 13 为 油耗率变换后的数据为 则 +( *1/30; +0; +(1/20; S1=0; 进过此坐标变换后,将原来的数据转变为反应在 像上的数据,最后运用 画图函数将各个点按照顺序连起来,最后形成一条曲线。程序如下所示: 6 (7, 7, (扭矩 (7, 9) 7, 9)-( = = 功率 (. 83)-(7, 7, (=油耗率 北华航天工业学院毕业论文 14 后退出运行的程序如下所示: 后画出来的图如下所示: 图 3 出的发动机外特性曲线图 接下开根据相同的原理来画发动机的部分速度特性曲线图。首先画出横竖坐标以及刻 度线,再根据坐标的变换将给出的数据变化成反应到窗体上的坐标,再通过 功能将 各个点连起来形成发动机的部分速度特性曲线图。下面要画的是节气门开度在 90%时发动机的部分特性曲线图的程序: i 8 12)-(12, 北华航天工业学院毕业论文 15 0, 0)-(0, 10) (0, 10) (0, 10) 扭矩 (N/m) i = 1 0 i)-(0, i) i * 20 + 150 i 8, 0)-(8, 5) 4 油耗率 (g/ i = 0 i)-(8, i) 0*i i 8, 5)-(8, 10) (8, 10) (8, 10) 10 功率 ( i = 5 0 i)-(8, i) i * 20i 华航天工业学院毕业论文 16 0, 0)-(8, 0) (8, 0) (8, 0) 转速 ( i = 1 i, (i, 0) 00 + 300 * i i 4 i = 1 0 0, i)-(8, i) i i = 1 i, 0)-(i, 10) i 6 (7, 7, (扭矩 (7, 北华航天工业学院毕业论文 17 7, ( = = 功率 (. 79)-(7, 7, (=油耗率 此得到的节气门开度为 90%时发动机的部分速度特性曲线图如下所示: 图 3动机部分速度特性曲线图 北华航天工业学院毕业论文 18 动机负荷特性曲线绘制过程及程序 与画发动机速度特性曲线图的方法类似,首先在 窗体中调用两个命令控件和一个图画控件,将第一个命令控件命名为运行,第二命令控件命名为退出。以速度为 2700转 /分为例, 首先对工作范围进行设置以及初始化: i 8 12)-(12, 对工作范围进行确定后,运用 性画坐标轴以及标注坐标轴所代表的参数,下列程序表明画的为竖坐标轴,并且在画完箭头后标注为油耗率: 0, 0)-(0, 10) (0, 10) (0, 10) 1 10 油耗率 (g/ 在标注完成后通过循环变量 i 来标注刻度以及刻度值,程序如下所示: i = 1 0 i)-(0, i) i * 30 + 200 i 接下来画横坐标轴并且标注刻度及刻度值: 0, 0)-(8, 0) (8, 0) (8, 0) i = 1 i, (i, 0) 0 * i 北华航天工业学院毕业论文 19 i 功率 ( 在画完坐标及刻度后,将所测得的实验数据通过坐标转换反映到 工作范围内,设功率测得的数据为 耗率测得的数据为 坐标转换后的功率值为 耗率为 X1=0, +( *1/30,通过此坐标变换的方法将实验数据变成可以反映到 的数值,将数据按照顺序排列,用 方法将各个点联系起来: (出按钮的程序如下所示: 后画出来如图所示: 北华航天工业学院毕业论文 20 图 3速度为 2700 转 /分时发动机负荷特性曲线图 接下来画当速度为 2500 转 /分以及速度为 1300 转 /分时的发动机负荷特性曲 线,最后 将这三个转速所代表的曲线合起来: i 8 12)-(12, 0, 0)-(0, 10) (0, 10) (0,
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