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本文以大众桑塔纳2000AJR发动机为基础,在不影响原车发动机各种性能的前提下,对其电控系统进行改造,并增加了多媒体信号采集系统,最终设计了一套可进行试验、教学及实际故障检测演示的汽车发动机测控教学系统。通过系统的信号测控箱、电控元件运行动态显示板及基于虚拟仪器技术的软件平台,可实现发动机电控系统主控信号的模拟,常见故障的设置以及各信号的波形和参数的动态显示,同时也具有故障检测功能。其主要内容有：1.对汽车发动机的故障症状进行了深入的研究,并进行了系统的分类,同时对故障诊断的基本过程、流程设计和测试方法进行了探讨并给出了自己的观点。2.通过对发动机电控系统进行改造,设计和开发了故障模拟试验部分,利用开关的切换、电位计的调节,使系统能反复模拟两个主要传感器输出不同信号时对发动机工作性能的影响,并提供了便利的检测接口和直观的动态显示面板；设计了故障设置试验部分,利用AT89C51单片机及74LS154,74LS249等芯片扫描故障设置按键的状态,进而对操作终端的继电器进行控制,实现对常见30个故障进行设置,可以反复研究传感器各条线路对发动机工作性能的影响。3.以AJR发动机和信号测控箱为基础,根据测试要求选择合适的计算机和数据采集卡,根据软件开发平台的特点选择LabVIEW软件作为系统的开发平台,设计了登录模块、模拟测试、实时测试软件模块,实现了系统的登陆、信号的模拟、采集、显示等功能。4.在此系统上分别进行原机、信号模拟和故障设置试验,观察发动机的变化,采用适当的故障诊断方法,应用各种测试仪器采集汽车发动机的相关数据和波形,然后根据所测数据来分析相应故障对发动机性能产生的影响,以及验证发动机电控系统采取的控制策略。本文重点进行了氧传感器试验、曲轴位置传感器试验、节气门传感器试验、空气流量传感器试验、点火信号试验等,并对其结果进行了分析。