【宇电应用69】厦门宇电仪表在发动机磨合试验台的应用

概述
  发动机是汽车的核心，在发动机装配线中，每一台完成装配的发动机最后有1道重要工序，就是要在磨合试验台架经过10～30分钟左右的磨合试验，然后才能进行入库或装配到整车。一般年产10万台左右的发动机要有10个到20个磨合试验台架。
  在发动机磨合试验中，要对发动机的进水温度、出水温度等重要参数进行测量和显示。同时存储试验数据，判定发动机的好坏。

1.磨合试验流程简述
  发动机在主装线完成装配和检测后，由输送线将发动机送至热试区热试托盘台车的上方；人工将发动机下线并定位至热试托盘上；然后进行发动机所有辅助系统的预装（如：机油加注、机油管路连接、冷却水管路连接、排气管连接等等）；完成上述预装后，人工将发动机推送至热试台前，自动对接热试托盘和发动机的所有辅助系统，按工艺要求进行热磨合试车试验，并对不合格的发动机作标记；合格的发动机进行防锈处理，送至热试下线工位（不合格的则直接送去返修）。

2.1水箱温度控制
  发动机的冷却水水温是保证发动机正常工作的前提，由于发动机在磨合过程中，对进出水温度有一定的要求，水温过高，发动机的热量无法及时散发，会影响发动机的使用寿命，严重时会烧毁发动机。如果水温过低，发动机不能工作在最佳状态，会影响发动机性能。一般发动机水温在85℃左右比较理想。我们使用仪表通过Pt100传感器采集发动机温度值。
  我们使用厦门宇光的AI-508仪表对水箱温度进行控制。开始磨合前，水温较低，没到SV设定值（磨合预定水温），为了快速进入磨合状态，仪表控制加热器加热，当水温上升到SV设定值时，加热器停止加热。磨合试验过程中，水箱的水从发动机进水口进入发动机，再从出水口流入水箱，与发动机内的水进行循环，但由于发动机的转动使得流回水箱的水温继续上升，上升到HIAL设定温度报警，仪表控制电磁阀工作，向水箱注入冷水，使得水箱的水温降低，降低到SV-dF（dF为回差），停止向水箱注入冷水，重复以上过程，使水箱温度维持在SV设定值附近。
2.2 发动机转速的测量
  转速是磨合时的重要参数，由于磨合时间较短，如果在发动机的齿盘上再安装转速传感器，即麻烦又浪费时间。而发动机的ECU一般都有转速脉冲输出信号，转速取自ECU比较方便，从ECU取出的转速信号通过仪表计算后进入计算机。
2.3其它参数测量
  磨合试验需要采集的数据包括水温、机油压力、进气负压、转速时间历程及发动机废气（如：CO、CO2、NO、HC、O2等）等，同时对发动机所带附件发电机的充电电流、充电电压进行测量，对发动机故障、发动机倒挡、报警等指示出来（具体测量参数及数量因厂家而定）。各参数通过传感器或变送器进入仪表显示，最后传输到计算机记录存储。
2.4设备选型
  由于磨合试验台环境恶劣，有电、磁、油及有害气体的干扰和污染，故对计算机、仪表及模块的抗干扰能力和可靠性有严格的要求。经过不断试验，挑选，最后选用了台湾研华公司的工控机、南华公司的废气分析仪、厦门宇电公司的AI-708M、AI-508仪表和AI-301ME5模块来完成以上各参数的采集、显示和控制。该类仪表包含同类仪表的几乎所有功能，通用性强，技术成熟可靠；具有先进的模块化结构，抗干扰性能符合严酷工业条件下电磁兼容的要求。经过试验和考核，取得了满意的效果。

3． 仪表参数设置
  将AI-708M的参数Cn=4、Sn1=21、Sn2=21、Sn3=33、Sn4=33、Addr=1、bAud=9600，用其对发动机进水温度、出水温度、发电机充电电流、充电电压等进行测量，并与上位机进行通信；将AI-708M的SV设定为预加热温度、HIAL设定为电磁阀开启注水时的温度、dF=2、Ctrl=0，Sn=21，Addr=5、bAud=9600，用其测量水箱水温，并与上位机进行通信；将AI-301ME5模块的表内面板拨码开关设为00001100，即Addr=6、bAud=9600，用其对发动机转速进行测量、并与上位机进行通信。

4 接口转换
  由于PC机上只有RS-232串口，为此增加了一块宇电公司的RS232/RS485通信接口转换模块，该模块具备体积小，传输距离远、速率高、性能稳定、无需初始化而可适应任何软件、无需外接电源、具有抗雷击等优点。将模块的一端直接插在计算机串口上，另一端通过引线将模块的485+、485-分别与仪表的A、B端子对应连接起来。

5 仪表通信协议
  AI系列仪表使用异步串行通信接口，数据格式：1位起始位，8位数据位，无奇偶校验位，1位或2位停止位，波特率可在1200-19200bit/S选择，485通信。仪表数据采用16位求和校验，纠错能力比奇偶校验高数万倍，可确保通信数据的正确可靠。

6、结束语
  以上台架、仪表及程序在柳州机械厂，华普汽车，吉利汽车等发动机制造企业使用几十台套，实现了发动机的各项磨合试验，完成了发动机的出厂磨合测试任务。设备工作稳定，运行可靠。

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