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1、目 录摘 要1ABSTRACT21 绪论31.1 选题的意义31.2 发动机的简述与结构41.3测功机-转矩转速传感器51.3.1 转矩转速传感器简介51.3.2电涡流测功机工作原理71.4动力性指标81.4.1扭矩81.4.2转速81.4.3 功率81.5 机械振动的来源91.6国内常用机型比较101.7 发动机测试系统未来发展方向101.8 本章小结102 测试系统设计整体方案选择112.1 测试方法112.2总体方案设计122.2.1设计任务122.2.2设计的整体方案122.3 本章小结133. 测试系统设计参数选择和分析143.1 设计参数的选择与分析143.2地板螺栓的选择143.
2、3支架的微调装置163.4全螺纹螺柱173.5支架零件校核193.5.1剪切力分析校核193.5.2纵向压力分析193.6切应力变形分析203.7支架的振动分析213.8联轴器的设计与分析223.9测功机支架选择与分析233.10 本章小结244 测试系统的安装与使用255 总结27参考文献28译文30原文说明37摘 要随着近年来家用车辆的激增，对发动机测试设备的需求量越来越大，要求越来越高，使国产发动机测试设备企业也得到了较快的发展。但与国外先进水平比，设备的性能、精度和质量水平还较低，成套设备配套使用的可靠性较差，难以商品化，无法满足汽车发动机行业发展的需要，因此研发一套成熟的系统是十分必
3、要的。动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、发动机转速等作为评价指标。而主要的指标就是转速和扭矩。本课题是关于发动机与起动机性能匹配测试系统的结构设计，此系统有良好的扩展性，不仅可以测试各种汽车的内燃发动机亦可测试柴油发动机，经过简单扩展即可测试其他动力性能参数。而且此系统还可以快速组装、测试，无需寻找指定的测试系统，有广泛的用途。由于使用了大量的标准件，关键零件大部分也由板材加工而成，使得成本大为减少。关键词：发动机， 起动机， 性能测试系统， 结构设计， 转速， 扭矩The Design Of Internal Combustion Engine Te
4、st SystemAbstractWith the surge in vehicles, the test of enginee is great needed with its level of standards growing, as a result, the test equipment manufacturer in country developed obviously. With international test equipment manufactuing , our nationals quality is not comparable as productions s
5、tabilization hasnt reach the commercial standard turns out to not an optional of industry. To be a alteration, matured both in stabilization and commercial is essential. The index of combustion engine is Round Per Minute(RPM) and torrance.This article is about the design of combust engine test syste
6、m. From the supporting system, the joining system, according to the actual requirements to calculate the final draw to meet the test requirements of engine. As the most of parts are standardlization, further more, the un-standardlization parts are made by plant steel or iron, the price of this test
7、equipment been reduced obviously. The extendable of this system is outstanding, after alter four parts only and quick adjustment it became another kind of test system.Key words: combust engine test system，RPM，torque发动机与起动机性能匹配测试系统结构设计蒙卓 0111072071 绪论 1.1 选题的意义2007年中国汽车销售879.16万辆，2010年汽车销售规模达到1800万辆。
8、汽车起动机市场也随之蕴含着巨大商机。目前，我国汽车起动机和发动机及其主要零部件产品的制造企业在600家以上，其中具有整机生产能力的约300家。随着竞争的加剧，业内市场分割日趋明朗，国产汽车起动机和发动机的国内配套市场覆盖率达到99%以上，包括国产乘用车、微型车、轻型车、客车、载货汽车、各类工程及农用机械、船舶等。其中外商独资以及外资企业合资企业，市场扩张迅速，逐渐成为我国乘用车、商用车行业配套机器的主力供应商。相对固定的市场竞争格局使行业原有生产能力得到基本释放，可以预测，行业内新一轮大规模的投资即将兴起。2000年2006年，汽车发动机行业的产销率均在行业标准值96%以上。随着国内汽车产量的
9、快速增加和技术的进步，对发动机测试设备的需求量越来越大，要求越来越高，使国产发动机测试设备企业也得到了较快的发展。通过技术引进和自主开发，江苏启测测功器有限公司、河南洛阳南峰机械厂、70研究所、杭州奕科机电技术有限公司、杭州中成测试设备有限公司、江苏南通常通测试设备有限公司等企业的技术水平和生产能力都有了较大的提高，不但能生产性能水平较高的测功器，也能生产成套的发动机常规测试设备及部分专用测试设备。但与国外先进水平比，设备的性能、精度和质量水平还较低，成套设备配套使用的可靠性较差，协调各硬件工作的控制软件的技术水平还需提高；由科研机构研制的专项测试仪器难以商品化，无法满足汽车发动机行业发展的需
10、要，目前各国内汽车发动机厂用于产品研发的测试设备基本都采用进口的，排放标准所需的测试设备也都依赖进口。因此研发一套成熟的系统是十分必要的。测试台的优点：不需要整车，所以可以在汽车动力系统的开发早期对汽车动力系统除了发动机以外的部分进行模拟，从而研究内燃机的动态性能，便于新型发动机的开发，为汽车动力传动系统的优化匹配提供了一种很方便的试验手段，试验重复性好，可以使用多种测量方法，而且可以使用道路试验和转鼓试验不适用的精度更高的、采样频率更快的测试设备，使测试技术水平得到明显提高。汽车发动机性能试验方法（GB/T 18297-2001）规定了汽车用发动机性能台架试验方法，包括各种负荷下的动力性及经
11、济性试验方法，无负荷下的起动、怠速、机械损失功率试验方法以及有关气缸密封性的活塞漏气量及机油消耗量试验方法。1.2 发动机的简述与结构发动机（Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。（把电能转化为机器能的称谓电动机）有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机,航空发动机。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。 内燃机，这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，我们常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。我们
12、不常见的火箭发动机和飞机上装配的喷气式发动机也属于内燃机。不过，由于动力输出方式不同，前两者和后两者又存在着巨大的差异。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。当然有些汽车制造者出于创造世界汽车车速新纪录的目的，也在汽车上装用过喷气式发动机，但这总是很特殊的例子，并不存在批量生产的适用性。发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、汽缸套、气缸盖、气缸垫和输出轴等零件组成。1.3测功机-转矩转速传感器1.3.1 转矩转速传感器简介转矩传感器主要由扭力
13、轴、磁检测器，转筒及壳体等四部分组成。磁检测器包括配对的两组内、外齿轮，永久磁钢和感应线圈。外齿轮安装载扭力轴测量段的两端； 内齿轮转筒内,和外齿轮相对，永久磁钢紧接内齿轮安装在转筒内。永久磁钢，内外齿轮构成环状闭合磁路,感应线圈固定在壳体的两端盖内。在驱动电机带动下， 内齿轮随同转筒旋转。内外齿轮是变位齿轮，并不齿合，齿顶六由工作气隙，内外齿轮的齿顶相对时气隙最窄，齿顶和齿槽相对时，气隙最宽。内外齿轮在相对旋转运动时，齿顶与齿槽交 替相对，相对转动一个齿位时,工作气隙发生一个周期的变化,磁路的磁阻和磁通随之相应作周期变化,因此线圈中感应出近似正弦波的电压讯号,讯号电压瞬时值 的变化和内外齿轮
14、的相对位置的变化是一致的。测功机也称测功器，主要用于测试发动机的功率，也可作为齿轮箱、减速机、变速箱的加载设备，用于测试它们的传递功率。主要分为水力测功机、电涡流测功 机、电力测功机。电力测功机利用电机测量各种动力机械轴上输出的转矩，并结合转速以确定功率的设备。因为被测量的动力机械可能有不同转速，所以用作电力测 功机的电机必须是可以平滑调速的电机。目前用得较多的是直流测功机、交流测功机和涡流测功机。直流测功机可作为直流发电机运行，作为被测动力机械的负载，以测量被测机械的轴上输出转矩；也可以作直流发电机运行，拖动其他机械，以测量其轴上输入转矩。转矩与测速发电机测得的转速之积即轴功率。这就是测功机
15、一名的由来。交流测功机 通常由一台三相交流换向器电动机和测力计、测速发电机组合而成。 它的测功原理与直流测功机相同。涡流测功机 利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置。它由电磁滑差离合器（见电磁调速异步电动机）、测力计和测速发电机组成。被测动力机械与电磁滑差离合器的输入 轴连接，带动电枢旋转，磁极则被安装其上的测力臂掣住,只能在一定范围内摆动一角度,配合测力计就可以由此摆动角直接读出电枢与磁极间作用的电磁转矩。略 去风摩损耗等测量误差时，此电磁转矩就等于被测动力机械的输出转矩。涡流测功机只能产生制动转矩，不能作为电动机运行。一般用于测量转速上升而转矩下降， 或转矩变化而转速基本不变的动力机械
16、。1.3.2电涡流测功机工作原理由电涡流测功机结构图可知，感应子主要由旋转部分和摆动部分（电枢和励磁线圈）组成。转子轴上的感应子形状犹如齿轮，与转子同轴装有一个直流励磁线 圈。当励磁线圈组通以直流电流时，其周围便有磁场存在，那么围绕励磁组就产生一闭合磁通。很明显，位于绕组左侧的感应子具有一个极性，右侧具有相反的极 性。旋转时，由于磁密值的周期性变化而产生涡流，此涡流产生的磁场同产生它的磁场相互作用，从而产生与被试机反向的制动力矩，使电枢摆动，通过电枢上的力臂，将制动力传给测量装置。转速测量采用非接触式磁电转速传感器和装于主轴的60齿牙盘，将转速信号转换成电信号输出。1.4动力性指标 动力性指标是表征发动机做功能力
