汽车起动机、发电机测试实验台毕业设计

第1章绪论

1.1 汽车起动机发电机测试实验台设计的意义

汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车起动机、发电机能能够为汽车提供启动动力和全车供电。对汽车能否正常行驶起到至关重要的作用。可视为最最重要的动力源。起动机和发电机能否正常工作将直接影响汽车的使用性能。所以对起动机和发电机的工作状况要严格要求，保证起动机和发电机的正常运转。必须对起动机和发电机的工作性能进行测试，所以本次设计的题目为汽车起动机、发电机测试实验台设计。

通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定起动机、发电机测试实验台的设计方案，进行台架结构设计、部件选择和设计计算。使其达到以下要求：实验台结构简单、操作便捷，试验台架选用材料经济可靠。实验台选用部件器材操作简单实用，达到良好的测试效果的目的。同时用电设备具有安全性。

起动机、发电机测试实验台研究现状：

车起动机和发电机测试实验台，用于对发电机和起动机的参数测试与性能试验。专用的实验台它由多个电器检测仪器组装构成的整体仪器。目前我国用于汽车工业试验与测试的实验台层出不穷。不断地改进与更新。逐步实现实验与计算机数字通信技术数字化和网路化。真正实现了人工智能的水平。实验数据和结果的传输和控制更加准确和详实。随着我国汽车工业的发展，汽车技术的成熟，专门用于发电机和起动机性能测试的教学试验台已经不断完善，在教学领域中研制了专门用于教学施教的测试实验台。根据要求满足学生实验装置易操作性和便捷性进行教学器材和设备组装构成设计，由于试验装置只是模拟实验，学生的重点在于验证.所以实验台重点针对起动机和发电机结构特点性能特点进行测试。

我国汽车实起动机、发电机测试实验台主要为传统汽车电器万能实验台。其类型例如：TQD-2型汽车电器万能实验台。其特点为：实验台由驱动装置、加载装置、测量装置、被测装置等四部分组成。

（1）驱动装置

驱动电机多用于转速可调的调速电动机或电力测功机。

（2）加载装置

加载装置种类很多，常见的有：

① 直流电机或电力测功机（作为负载装置用时是发电机）；

② 电涡流测功机；

③ 水力测功机；

其负荷调节较为困难，不易稳定，所以在试验台中这些年已很少使用了。

④ 磁粉制动器。

这种负荷装置是近几年才用于汽车实验领域的，其主要特点是：负荷控制方便噪声小低速加载性能好但以为其滑差功率小（大扭距时允许的转速很低）。

（3）被测装置

被测装置为待测发电机、起动机、磁电机、蓄电池等。

实验台外形和主要参数如下：

图1.1 TQD-2型汽车电器万能实验台

表 1.1技术参数 电源

交流：50Hz 、220，单项；直流：12V 、24V 调速范围

转速调节范围（空载）：0~4000r/min;转向：正反转 三针放电装置

组列：8组并列；间隙调节范围：0~15mm 起动机制动装置测试范围

最大制动转矩：60Nm ；最大制动电流：1000A ；电压0-50V 发电机测试装置范围

发电机功率在750W 以下（除750W14V ）各种交直流发电机，硅整流发电机 发电机测试装置范围

发电机功率在750W 以下（除750W14V ）各种交直流发电机，硅整流发电机

检测项目

直流发电机检查：空载、负载、电枢；电子调节器检验；节压、节流、限流 起动机检验：空载、制动扭矩；分电器检验；分电器点火均匀性及点

火提前

磁电机检验：点火性能、点火提前；点火线圈检验：点火性能

蓄电池检验：电压；电喇叭检验：声响

电动刮水器（雨刮）检验：动作状况；硅整流发电机检验：空载、负

载

1.2 实验台设计课题研究内容及技术路线

1、 课题研究内容

依据给定汽车汽车电器性能测试试验的标准，以及机械部分设计的成果，确定控制模式及参数，设计起动机、发电机性能实验台的电子控制系统，包括：动力部分、控制部分、执行部分和辅助部分。

1.能够对起动机、发电机结构与原理分析；

2.能够对起动机、发电机性能分析与测试；

3.实验台电路连接设计，能够安全测试。

2、 课题研究技术路线

本次设计的技术路线可用以下步骤表示。

图1.2 技术路线 教学研究

起动机内部元件结构原理分析 发电机内部元件结构原理分析 发电机外形固定及夹具设起动机外形固定及夹具设计 发电机特性测试电路设计与设备选择 实验台布局与设计 起动机特性测试电路设计与设备选择 现有实验设备试验与测试

实验台测试完成

实验台调查研究

1.3实验台设计要求和总体方案

本次设计主要针对汽车发电机和起动机进行综合测试实验台设计，系统的讲述汽车发电机和起动机实验台的特点，工作原理及结构和组成、功能和特点。起动机和发电机结构及组成、特性分析、电路连接、工作原理，实验台布局CAD设计，测试电路、数据分析、功能开发等。具有实验台结构简单、操作便捷特性，试验台架选用材料经济可靠。实验台选用部件器材操作简单实用，达到良好的测试效果的目的。同时用电设备具有安全性。

实验台包括起动机测试电路、发电机测试电路、控制面板箱、试验台架、实验台面五部分组成。

第2章汽车起动机、发电机原理及特性分析

起动机是将蓄电池电能转换成机械能、再通过传动机构带动发动机曲轴旋转、帮助发动机起动的装置。起动机的种类很多，电动机部分大致相同，而控制装置和传动机构则差异很大。因此起动机多是按控制装置和传动机构的不同来分类的。

按磁场产生的方式分类：激磁式起动机、永磁式起动机。

按控制装置分类：机械操纵式、电磁操纵式。

按传动机构分类：强制啮合式、惯性啮合式、电枢移动式、齿轮移动式、同轴式起动机。

发电机是汽车的主要电源，是将发动机产生的机械能转变为电能的装置。其功用是在发电机正常运转时，向所有用电设备供电，同时给蓄电池充电。汽车用发电机可以分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多发面优于直流发电机，直流发电机已经被淘汰。目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。

交流发电机按照不同分类方法可分为：

1.按总体结构分：普通交流发电机整体式交流发电机带泵交流发电机无刷交流发电机永磁交流发电机。

2.按整流器分：6管交流发电机 8管交流发电机 9管交流发电机 11管交流发电机。

3.按励磁绕组搭铁形式分：内搭铁型交流发电机外搭铁型交流发电机。

2.1 起动机结构组成及其作用

起动机一般由直流电动机、传动机构和电磁开关三部分组成。

（1）直流电动机，其作用是将蓄电池中电能转变为机械能的装置。一般由电枢、磁极、外壳、电刷与电刷架等组成。

电枢总成：电枢用来产生电磁转矩，它由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。电枢铁心由多片互相绝缘的硅钢片叠成；电枢电流一般为200~600A。磁极。磁极由铁心和激磁绕组构成，其作用是在电动机中产生磁场。电刷与电刷架，作用是将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。电刷装在电刷架中，借弹簧压紧力压在换向器上。

（2）传动机构（啮合机构），其作用是：在发动机起动时，使起动机驱动齿轮啮入飞轮齿环，将起动机转矩传给发动机曲轴；而在发动机起动后瞬间，使驱动齿轮打