單片機(jī)實(shí)現(xiàn)噴油泵轉(zhuǎn)速和提前角的高精度測量

1引言

噴油提前角是指發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，噴油嘴向氣缸開始噴油的瞬時（以噴油嘴針閥升起為標(biāo)志）到活塞行至上止點(diǎn)時的曲軸轉(zhuǎn)角。在使用中用供油提前角來代替。由于柴油機(jī)噴油泵凸輪驅(qū)動裝置的磨損，提前角會發(fā)生變化。另外，發(fā)動機(jī)氣缸套、活塞磨損或曲軸、連桿瓦在鏜修或更換后，也會使提前角偏離正常燃燒所要求的值。因此，發(fā)動機(jī)在使用中，噴油提前角需要經(jīng)常檢查或調(diào)整。高精度測量提前角的值是準(zhǔn)確調(diào)整的關(guān)鍵。本文介紹的用單片機(jī)測量提前角的方法，具有測量精度高、范圍寬、簡單的特點(diǎn)。

2測量原理

在試驗臺電機(jī)的主軸上和噴油泵分別固定一個光電傳感器，光脈沖由光電電路轉(zhuǎn)換成電脈沖，分別用N1和N2表示。8051單片機(jī)定時/計數(shù)器0設(shè)置為工作方式2，即自動重新裝入初值的8位定時/計數(shù)器，設(shè)置TMOD門控位GATE=1及TRO=1使定時/計數(shù)器0工作受INT0控制。通過圖1所示測量電路測出的結(jié)果計算出主軸轉(zhuǎn)速。圖3所示提前時間測量電路，測出油泵正常運(yùn)行于某一速度的脈沖N1和脈沖N2相差的時間T，計算出提前角。由于測量主軸一轉(zhuǎn)的時間絕對誤差僅為一個基準(zhǔn)脈沖周期（1s），所以轉(zhuǎn)速的相對測量誤差很小。

（1）主軸轉(zhuǎn)速的測量

油泵運(yùn)行于某一速度，來自測量主軸轉(zhuǎn)速的光碼盤脈沖信號NO到達(dá)8051的P3.4腳，由單片機(jī)檢測出P3.4腳脈沖信號到，同時置P1.0腳為高電平，D觸發(fā)器在NO的下一個脈沖上升沿到，Q輸出高電平，INT0使定時器T0開始工作，用R0、R1記錄定時器的中斷次數(shù)，定時器T0定時一段時間 t（該時間應(yīng)小于NO脈沖兩個上升沿之間的間隔），時間到，請求CPU將P1.0腳置低電平，定時器T0繼續(xù)工作，開始記錄時間Δt，D觸發(fā)器等待NO的下一個脈沖上升沿到，Q端輸出低電平，INTO使定時器T0停止工作。CPU計算NO連續(xù)兩個脈沖上升沿之間的總計時間T，此時間為主軸轉(zhuǎn)一圈的時間，因此主軸轉(zhuǎn)速為1/T。

(2）提前角的測量

油泵運(yùn)行于某一速度，來自測量主軸轉(zhuǎn)速的光碼盤脈沖信號NO到達(dá)8051的P3.4腳，由單片機(jī)檢測出P3.4腳脈沖信號到，同時置P1.0腳為高電平，D觸發(fā)器在S的下一個脈沖（N1脈沖）上升沿到，Q輸出高電平，INT0使定時器T0開始工作，用R0、R1記錄定時器的中斷次數(shù)，定時器T0定時一段時間t（該時間應(yīng)小于NO、N1脈沖緊鄰的兩個上升沿之間的間隔U），時間到，請求CPU將P1.0腳置低電平，定時器0繼續(xù)工作，開始記錄時間 Δt。D觸發(fā)器等待S的下一個脈沖上升到，Q端輸出低電平，INT0使定時器T0停止工作。CPU計算總計時間T（t+Δt），此時間為NO比N1的提前時間。按照測量轉(zhuǎn)速方法測出主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)需要的時間A，然后用公式：提前角=T/A計算出提前角。

3測量子程序流程圖

下邊給出的是主軸轉(zhuǎn)速測量子程序流程圖，提前角的測量參照此流程圖即可。

4結(jié)束語

本文介紹的方法在2家油泵試驗臺廠生產(chǎn)的30余臺油泵試驗臺上的實(shí)際應(yīng)用運(yùn)行可靠、測量準(zhǔn)確，完全滿足試驗要求。本系統(tǒng)對其它系統(tǒng)速度和時間的高精度測量有一定的參考價值。

5參考文獻(xiàn)
［1］《單片微機(jī)原理及應(yīng)用》［M］.丁元杰主編機(jī)械工業(yè)出版社.1996,10
［2］《微型計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》［M］.戴梅萼史嘉權(quán)清華大學(xué)出版社.1996，5