发展内燃机测试诊断设备,监测内燃机工作状况,对于确保内燃机运行安全、合理维修、降低成本是非常必要的。目前内燃机曲轴角振动测试诊断设备大多无法长期运行监测内燃机的工作且由于其专业性强而不能满足一般工人的使用要求。为了解决上述问题,本文在研究了目前国内外基于内燃机曲轴角振动故障诊断仪的特点及测试诊断方法的基础上,成功开发了内燃机停缸故障诊断仪器。该仪器集数据采集、数据分析、液晶显示为一体,操作简单并可脱离计算机独立运作,既可手工操作也可制成内置仪表长期监测内燃机状态。主要研究内容和结论如下:1.根据系统的检测要求和功能需求,提出了基于传感器技术、单片机控制技术的设计策略,确定了仪器的总体设计方案。阐述了利用AVR单片机ATmegal28L实现的曲轴角振动诊断仪的开发方法和开发步骤,其中分析了使用AVR单片机进行角振动信号测量的原理和基于内燃机曲轴角振动信号的故障诊断技术的应用,其中重点研究了齿数对波形分析法的影响。2.基于模块化的设计思想,完成仪器硬件的开发与设计。仪器以AVR单片机ATmegal28L为核心,由信号采集、信号调理、数据处理以及液晶显示、数据通信等功能模块组成。硬件设计时介绍了主要功能模块的具体设计方案,并给出了主要部分的电路原理图,分析了所用芯片的特点、作用以及模块电路的工作原理。硬件设计遵循测控系统可靠性原则,提出了系统可靠性设计的具体措施,保证系统运行的可靠性。3.软件程序采用模块化设计思想。在GCC-AVR的编译环境下,完成了系统各模块的软件设计,包括主程序、数据采集程序及通讯程序等功能模块的设计,同时给出了软件流程和编程实现的方法。4.为了验证仪器的正确性、可靠性及精度,本文进行了实验研究。将仪器与西南交通大学内燃机实验室开发的角振动测量分析系统(PTVM)进行了实验对比。通过实验验证,该仪器对角振动信号的测量分析以及故障诊断是准确可靠的,在内燃机曲轴扭振测量分析和故障诊断等方面具有一定的应用价值。