引言：基于计算机智能控制和软件开发平台相结合组成的虚拟仪器系统，在汽车发动机试验工作中得到了推广使用。从实践应用效果上来看，除了可以简化试验流程，进一步降低了试验操作难度外，还能够获取大量的精确数据，进而通过大数据分析，对发动机的运行工况进行更加直观和确切的表示，为技术人员不断进行发动机研制方案的优化，制作出性能更佳、质量更好的发动机设备，提供了必要的技术支撑。熟练掌握虚拟仪器技术在发动机试验中的应用技巧，成为当前发动机设计、研发、制造中的硬性要求。
一、虚拟仪器技术的概述
虚拟仪器技术是基于计算机的统一仪器的硬件平台，通过计算机特有的运算数据存储、调用、显示以及文件管理等功能。把传统仪器的专业功能和控制面板以软件的形式呈现，与计算机充分结合，从而形成具备传统仪器外观和功能，同时又可以利用计算机智能资源的全新仪器。
虚拟仪器技术具有如下特点：首先，支持用户自定义，适应范围更广，使用起来更加方便。技术人员可以根据试验需求，在计算机上更改程序、指令，从而完成多种发动机试验项目，实现了“一机多用”。同时，虚拟仪器系统还具有较强的可扩展性，后期可以根据发动机试验需求的增加，灵活的进行功能扩展，使用成本较低。其次，开放性强。虚拟仪器能够通过USB接口，与多台设备连接，实现数据互通。通过掌握虚拟环境下的实时参数，让技术人员可以远程监控，远程指挥，让发动机试验更加灵活和安全。最后，经济性好。整个试验在虚拟环境下进行，对硬件设备的依赖性较低，显著降低了试验成本。
二、汽车发动机试验中虚拟仪器系统的组成架构
1、数模采集部分
数模/模数转换器是整个虚拟仪器系统中的核心部分，利用这两种设备能够实现数字信号与模拟信号的相互转换，是保证虚拟试验顺利进行的关键。为了保证发动机虚拟试验的精确性，对数模/模数转换器的性能指标有特殊要求，包括分辨率、转换精度、转换速度等。根据发动机试验要求，选择合适的转换器，在保证仿真结果精度等方面有良好效果。
2、控制终端
计算机及其搭载于计算机上的应用软件，通过调控虚拟仪器系统，可以完成不同类型的发动机试验。控制终端既包括输出接口，用以各种调控指令的下达，又包括输入接口，用以接收信息反馈。
3、应用软件
虚拟仪器系统中包含的应用软件，根据其功能不同大体可以分为两类，一类是测试软件，根据技术人员的指令，定向的完成发动机某一项性能的虚拟试验，例如发动机油耗试验、噪声试验等；另一类是分析软件，根据虚拟试验所得的各项参数，进行汇总、计算、分析，将繁琐的测试数据转化为更加直观的测试结果，方便技术人员掌握发动机的运行情况和存在问题。
4、接口与总线
虚拟仪器系统设置有多个接口，可以支持与不同功能、类型的设备连接，实现数据共享和功能互通；另外还支持多种总线方式，常见的有PC总线方式、并行总线方式等。在具体开展虚拟试验时，可以根据测试项目的类型进行具体选择。
5、传感器模块
传感器是整个虚拟仪器系统的前端组成，用于感知、反馈测试结果。因此需要选择高精度、高灵敏性的传感器，保证反馈信息的精确与及时，为数据统计和计算提供必要的支持。
三、汽车发动机试验中虚拟仪器技术的应用
1、在发动机油耗测试中应用
利用虚拟仪器技术在原发动机实验测控台架上设计瞬态油耗测试系统，传感器模块的核心是质量式油耗传感器，目的是把发动机的油耗等性能参数由传感器转化为相应的电信号，同时可利用发动机实验测控台架得到转速和扭矩等信息，其他模块包括数据采集卡和计算机处理系统。
测试中测量特定时间内所消耗的燃油重量计算出发动机单位时间内的油耗量，其中质量式油耗传感器主要由称量装置、计数装置和控制装置三个部分组成。而虚拟仪器软件中的主操作界面包括控制区和显示区：显示区中显示转速、扭矩、油耗等信息，同时设有超过极限报警指示灯显示；控制区包括测量仪控制开关采集速率、参数值设置、极限值和初始值等。主程序软件按功能分为转速计、扭矩计、油耗仪等测试模块，其中每个模块可独立工作，用于单个内容的测试。
2、在发动机噪声测试中的应用
整个虚拟仪器系统包括硬件和软件两大部分，硬件的传感器模块中传声器采用驻极体microphone，转速传感器使用夹式传感器拾取信号，再通过数据采集模块将获取的信号数字化，供计算机数据处理使用。而系统的软件由控制面板参数输人、数据显示、性能分析以及系统检测等功能模块。
在实验中先通过系统得到整个配气机构的噪声频谱，然后得到消除气门落座噪声后的频谱，通过噪声相减的原理计算得到气门落座噪声频谱图，从而能够去除出气门杆段撞击摇臂噪声、配气机构的气门落座噪声以及链条链轮噪声，经过分析处理计算出噪声频谱图并得到对噪声影响较大的那些频率分量，再与具体的机槭结构特征进行比较，最终分析得到主要的噪声源。
结语：汽车发动机的结构复杂，在研发、制造过程中必须要进行全面检查，不留质量隐患。传统的发动机试验对硬件设备依赖程度较高，操作起来比较复杂。基于虚拟仪器技术的发动机仿真试验，既可以全面、准确的模拟发动机运行工况，同时又可以支持灵活操控，定向对发动机的某项性能进行试验，操作简便、性价比高。发动机的研发人员也要熟练掌握虚拟仪器技术原理、虚拟仪器系统操作要点，才能得到更加精准的试验结果，进而支持发动机研制工作的更好开展。
参考文献：
[1]李想,张蒙,余佳奎.基于Labview的汽车发动机测控平台设计[J].内燃机与配件,2019(12):124-125.
[2]王昊,李旦阳.基于虚拟仪器技术的汽车电子专业教学改革研究[J].信息记录材料,2019.