随着计算机技术的发展和虚拟仪器技术的广泛采用，内燃机测试技术开始向以微机为核心、虚拟仪器为软件平台的计算机辅助测试的方向发展。本课题是笔者在参加美国密歇根大学（University of Michigan）与上海交通大学联合培养项目期间，于美国密歇根大学汽车实验中心（AUTO LAB of University of Michigan）的CFR（Cooperative Fuel Research，联合燃油研究）实验室中完成，课题主要针对ME438内燃机原理的课程教学内容，利用实验室现有资源，设计一套完善、准确、易于操纵和显示的发动机数据采集系统，通过采集发动机各工况参数数据，来分析发动机压缩比、空燃比、点火提前角等参数对发动机动力和经济性能以及尾气排放的影响。本文的主要研究工作如下： 1． 根据数据采集系统的功能要求，利用实验室单缸汽油发动机实验台架和LabJack数据采集器的功能和特点，选取合适的传感器和其调理电路，搭建单缸汽油发动机数据采集系统实验台架。该数据采集系统拥有14个模拟信号通道，1个内置温度传感器通道，采用16位分辨率，可识别的最小电压为0.009537V。 2． 基于LabVIEW软件开发平台，设计虚拟仪器数据采集系统。针对LabJack数据采集器USB2.0接口总线结构，采用DLL动态连接库函数的方式来调用其驱动程序实现数据采集任务。设计其初始化程序，对低速数据采集系统的14个模拟信号输入通道进行采集通道配置；根据各传感器的标定曲线拟合标定信号的换算公式，设计传感器算法子VI程序；根据功能要求，设计虚拟仪器面板和数据处理、记录程序。 3． 为验证本数据采集系统的采集性能，采用本数据采集系统对温度标定仪器进行数据采集的比较实验，比较其测量数据和温度标定仪器指示数据，用以验证温度传感器以及数据采集器的精度和准确性。实验结果表明，低温度的信号，如冷却水进口温度和空气进口温度，测量误差较大，在2％左右，但这基本满足本论文对定性了解发动机工况参数的需要；而测量高温位置的温度信号如排气温度则更加准确些。 4． 在变压缩比和变燃空比的发动机台架实验中，运用本数据采集系统采集常规工况参数。在变压缩比实验中，在变压缩比实验中，本数据采集系统采集到的工况数据与商业公司高速采集系统得到的示功图分析结果结论一致；在改变燃空比实验中，采用本数据采集系统采集的尾气排放数据，完全符合内燃机过量空气系数对HC和CO排放影响的经验性曲线，验证了实验研究结论。这两个成功的发动机台架实验说明，在运用该数据采集系统对发动机台架实验进行数据采集并进行分析的过程中，其采集到的发动机工况数据可以解释发动机运行情况，其趋势也符合理论分析的结果，验证了该系统在发动机实验台架上的数据采集真实、可靠，采用本数据采集系统配合高速数据采集系统，进行发动机工况的各项数据采集，测量准确，易于操作，大大减少了以往发动机实验的工作量，可以满足实验用发动机的数据采集任务。