摘要：根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要，采用AT89C52單片機(jī)對(duì)6PSD30-1型電子控制噴油泵試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了主軸轉(zhuǎn)速預(yù)置、測(cè)速和調(diào)速等多種功能，完成了燃油噴射系統(tǒng)噴油次數(shù)的預(yù)置、計(jì)數(shù)與計(jì)滿后自動(dòng)停止以及各種相關(guān)參數(shù)的顯示，從而將傳統(tǒng)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)改造成為計(jì)算機(jī)控制的智能型噴油泵試驗(yàn)臺(tái)，提高了試驗(yàn)臺(tái)的可靠性，減小了維護(hù)和修理的工作量。
關(guān)鍵詞：燃油噴射；噴油泵；試驗(yàn)臺(tái)；AT89C52單片機(jī)；技術(shù)改造

0 引言
    燃油噴射系統(tǒng)是柴油機(jī)的重要組成部分，其性能的好壞直接決定著柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。噴油泵是該系統(tǒng)中最重要的部件，噴油泵試驗(yàn)臺(tái)是調(diào)整和測(cè)試噴油泵的主要設(shè)備。6PSD30-1型電子控制噴油泵試驗(yàn)臺(tái)是20世紀(jì)70年代的產(chǎn)品，其電氣控制部分電路采用大量分立元件構(gòu)成，測(cè)試靈敏度低，設(shè)定調(diào)整不方便，故障率高，而且電路元件大多老化、損壞，現(xiàn)處于閑置狀態(tài)。本文采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造。

1 智能型噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)改造方案
    現(xiàn)有的6PSD30-1型電子控制噴油泵試驗(yàn)臺(tái)，屬于D系列電子控制無(wú)級(jí)調(diào)速型試驗(yàn)臺(tái)，即可控硅轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)。主電機(jī)功率為3 kW，主軸轉(zhuǎn)速范圍為120～1 200 r／min，量油計(jì)數(shù)基數(shù)次數(shù)100次，計(jì)數(shù)次數(shù)選擇范圍為100～500次；其動(dòng)力部分和控制部分的電路采用分立元件，無(wú)試驗(yàn)油溫監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，量油部分采用傳統(tǒng)的玻璃量筒目測(cè)，測(cè)試不方便且精度低。
    目前，國(guó)外噴油泵試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)始采用微機(jī)量油及數(shù)顯系統(tǒng)。為此，按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以提高測(cè)試精度，達(dá)到以下要求：數(shù)字顯示壓力、溫度、轉(zhuǎn)速與計(jì)數(shù)(過(guò)去噴油泵試驗(yàn)臺(tái)采用的機(jī)械式轉(zhuǎn)速表、彈簧壓力表和壓力式指示溫度計(jì)，很難達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求)；燃油恒溫控制在40℃；自動(dòng)控制倒油時(shí)間；數(shù)顯油量與屏幕顯示油量。
    本方案以AT89C52單片機(jī)為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法對(duì)噴油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)的噴油計(jì)數(shù)、主軸轉(zhuǎn)數(shù)、油量顯示及與上位機(jī)的通信進(jìn)行控制，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)總框圖如圖1所示。

2 噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為噴油計(jì)數(shù)模塊、主軸轉(zhuǎn)速模塊和油量計(jì)數(shù)模塊三大模塊設(shè)計(jì)，其中主軸轉(zhuǎn)速模塊又分為測(cè)速模塊和調(diào)速模塊。
    系統(tǒng)硬件原理框圖如圖2所示。
    考慮到對(duì)原有試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行技術(shù)改造，盡量采用較少的器件。系統(tǒng)硬件在AT89C52單片機(jī)最小化應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)上外接設(shè)備：A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、8155并行I／O芯片以及傳感檢測(cè)器、功率驅(qū)動(dòng)電氣接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)。
    從上位PC機(jī)鍵盤(pán)輸入預(yù)置的噴油次數(shù)，通過(guò)上位機(jī)與單片機(jī)的通信傳到單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。按下集油按鈕后，繼電器吸合，通斷油機(jī)構(gòu)中與擋油板相連的電磁鐵通電，擋油板拉出，實(shí)驗(yàn)油開(kāi)始流入量筒，試驗(yàn)臺(tái)處于量油狀態(tài)。主軸轉(zhuǎn)一圈，噴油泵噴一次油，AT89C52的T0利用計(jì)數(shù)傳感器輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)噴油次數(shù)與預(yù)置值相等時(shí)繼電器釋放，使電磁鐵斷電，將擋油板推回，阻止噴油進(jìn)入量筒，試驗(yàn)臺(tái)處于斷油狀態(tài)。此時(shí)，量筒中的油量即是給定噴油次數(shù)的噴油總量。在量油的實(shí)時(shí)過(guò)程中，噴油次數(shù)從零開(kāi)始顯示，一直顯示到預(yù)置的噴油次數(shù)。
    速度給定由PC機(jī)鍵盤(pán)設(shè)定，AT89C52的T1計(jì)數(shù)和8155定時(shí)結(jié)合對(duì)從測(cè)速傳感器來(lái)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、運(yùn)算，測(cè)出實(shí)際轉(zhuǎn)速。預(yù)置轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之差經(jīng)PID算法調(diào)節(jié)后輸出給D／A轉(zhuǎn)換器，然后通過(guò)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路去改變可控硅的導(dǎo)通角，從而調(diào)節(jié)試驗(yàn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁線圈電流，達(dá)到控制主軸轉(zhuǎn)速的目的。PC機(jī)實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3 噴油泵試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    軟件設(shè)計(jì)采用Visural Basic 6．0和MCS-51匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。本系統(tǒng)軟件模塊主要包括上位PC機(jī)模塊、下位AT89C52單片機(jī)模塊和通信模塊。上位PC機(jī)模塊主要是完成與操作人員的交互功能，包括參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)顯示、打印、存儲(chǔ)及監(jiān)測(cè)；其中AT89C52單片機(jī)模塊作為數(shù)據(jù)采集及控制模塊，它包括系統(tǒng)初始化、噴油計(jì)數(shù)、測(cè)速、調(diào)速、采樣、輸入信號(hào)的處理、分析、并最后給出控制系統(tǒng)的輸出量。
    上位PC機(jī)模塊的功能是完成系統(tǒng)與操作人員的交互，操作人員可進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)顯示、查詢標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)報(bào)表等。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

    下位AT89C52單片機(jī)的主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、與上位機(jī)握手、接收預(yù)置參數(shù)、調(diào)用主軸轉(zhuǎn)速程序、調(diào)用噴油計(jì)數(shù)程序、調(diào)用數(shù)據(jù)采集發(fā)送程序。
    圖4為噴油泵試驗(yàn)臺(tái)在不同轉(zhuǎn)速、不同壓力下的噴油量。

4 結(jié)論
    本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)已經(jīng)成功地應(yīng)用在北京型內(nèi)燃機(jī)車(chē)和東風(fēng)型內(nèi)燃型機(jī)車(chē)柴油機(jī)噴油泵的測(cè)試平臺(tái)上。
    研究表明，本文提出的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)可以自動(dòng)地控制噴油計(jì)數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、試驗(yàn)油溫和油壓，實(shí)現(xiàn)了量油時(shí)壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、計(jì)數(shù)和噴油量的數(shù)字顯示與屏幕顯示，使用維修方便，提高了檢測(cè)的精度和自動(dòng)化程度。