摘要：当今时代，科学技术的飞速发展极大地推动了汽车技术和汽车工业的快速发展，汽车日益渗透到社会的方方面面和人们的日常生活中，这使得汽车维修成为一个快速发展的行业。因为现代汽车不仅仅是简单的机械结构，而且还集成了大量的电子技术、计算机技术、现代通信和控制技术。其中，启动系统比较隐蔽，包含大量电路，不利于维护和检测，也给实际教学造成很大障碍，电路的方向不利于学生的学习和理解。以汽车起动系统为研究对象，以物理电路仿真演示板的研发为目标，实现汽车起动系统控制电路工作参数的显示、电路方向的可视化展示、主要部件起动器的结构认知， 这对实战技能培训具有重要意义。
关键词：汽车起动系统结构；模拟演示板；起动电路
引言
汽车发动机的启动需要直流电动机产生电磁转矩，通过传动机构带动飞轮旋转，并推动发动机曲轴跟随旋转，从而驱动活塞连杆压缩可燃混合物，使发动机从静止到启动工作。燃油车的发动机起动系统包括起动旋钮、蓄电池、继电器、传动机构和直流电机。实际控制电路错
综复杂，无法直观显示，教学困难，学生难以理解。在实践中，故障诊断会导致误判和误报。本文设计的汽车起动电路仿真演示板直观地展示了汽车起动系统的组成和起动系统电路的正确方向。它不仅准确描述了汽车启动系统的工作过程，而且满足了启动系统实用技能学习的需要。
1.电路模拟演示板设计过程
汽车启动系统电路模拟演示板以强制啮合式起动系统和QD124起动机以及其电路为原型进行制作。
开发前期：运用AutoCAD进行电路图设计和绘制，使后期电路图得到准确输出绘制，同时以此来验证电路图的合理性和可行性。运用solidworks进行三维实物绘制，保证后期实物制作可按照规划进行以减少误差浪费制作时间。运用KeiluVision4进行单片机控制电路程序编写，在Proteus8Professional搭建以AT89C51单片机为控制中心的汽车起动系统电路控制模型。将编写好的程序输入至模型中运行电路仿真。
模拟电路板演示板采用蓄电池供电，蓄电池的输出电压为12V与实车起动电压保持一致，以保证模拟板的准确性。
具体规划流程：
汽车起动系统调查：通过运用调查问卷的形式调查了学生学习汽车起动系统的难点和疑点。调查人数100人，其中百分之75的学生放映课程内容和课堂上太过于枯燥乏味，电路看不清楚不明白；百分之20的学生觉得内容很难，学不会；剩下的百分之5的学生选了其他选项。通过调查问卷，我们清楚的了解到课程的学习的主要痛点是：电路错综复杂不清晰，难以理解，电路走向以及电路流通的先后顺序不明确。接下来所要做的就是解决学生学习痛点，以汽车起动系统电路图为主要设计对象，将起动系统的电路走向，电路接通的先后顺序，以及其中的每一条电路的电流电压直观、准确地表达出来。将电路图做到可视化表达，供学生直观学习。
电路模拟演示方案论证：明确研究方向和设计思路后，开始设计电路，如何使电路精准表达，更容易让学生理解和接纳。确定演示板的控制方式。我们通过CAD会绘制出设计的电路图，使用Proteus8Professional构建电路控制模型，最后得出结论：设计方案可行。
汽车电脑板维修 演示板制作
电路设备安装
设备调试
演示板验收
1.1起动系统电路模拟演示板制作流程
(1)内燃机汽车起动系统电路演示板布局应合理规范、简洁正确，参考相关资料、文献和书籍设计起动系统的电路控制、机械控制、导线连接方向及各项功能，为演示板的实物生产做好准备。
(2)模拟电路演示板制作过程要简洁实用，不需要过多的功能和复杂结构设计，应具有使用灵活性、简便性，具有低成本特点。
(3)电控电路设计应规范化和实践化，能够结合整车汽车启动系统直观地学习和观察，有利于起动系统各组成模块理论知识与实操结合。
(4)演示板设计方案经多次论证，力求台架的制作细致无误。
1.2电路演示板的创新之处
电路仿真演示板包含电子零件展示，机械零件展示及启动过程，起动过程电路走向。且创新采用51单片机和红外遥控器进行整体电路控制。
(1)通过实物展示起动系统的组成部分的实物展示，全方位演示起动机的起动过程，避免进行起动机实物过度拆卸的检修的过程对零部件造成的损坏。
(2)直观显示启动过程中的工作电流、电压等参数，弥补启动过程中无法合理识别电信号的缺陷;还可以直观地显示启动过程回路方向的顺序。
2.起动系统电路模拟演示板的结构组成
起动系统电路组成：
蓄电池：为起动系统提供所需的电源。
起动机：
作用：产生电磁转矩带动发动机起动。
原理：起动机主要产生电磁转矩的是直流电动机，直流电动机的主要部件是由定子、转子、电刷架以及电刷组成。起动机工作时，电流通过电刷和换向片流入转子绕组。转子绕组表面的N极下导体可以流过相同方向的电流，根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用；转子表面S极下部分导体也通过相同方向的电流。同样根据左手定则导体也将受到逆时针方向力矩的作用。这样，整个转子绕组将按逆时针方向旋转。输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。
起动继电器：
作用：接通和断开吸拉线圈和保位线圈的电路。
工作原理：起动继电器为常开触点，当线圈通电时，继电器铁芯产生电磁吸力，使常开触点闭合，使得继电器控制的吸拉线圈和保位线圈电路接通。
点火开关：接通或断开起动系统电路。
起动系统起动电路过程：起动发动机时，起动开关接通起动继电器的电路，电流从蓄电池正极-电流表-点火开关-线圈-搭铁-蓄电池负极。此时，继电器线圈产生电磁吸力，使触点闭
合，接通起动机的吸拉线圈和保位线圈。电路为电流从蓄电池正极-磁扼-触点-起动机接线柱-保位线圈-搭铁-蓄电池负极。另一部分电路为电流从蓄电池正极-磁扼-触点-起动机接线柱-吸拉线圈-电动机磁场绕组和电枢绕组-搭铁-蓄电池负极。在吸拉线圈和保位线圈的作用下，活动铁芯被吸动，带动拨叉轴推出离合器使驱动齿轮和飞轮齿圈啮合；同时，又带动接触盘将主接线柱接通，蓄电池的起动电流流入起动机，起动机的主电路为电流从蓄电池正极-接触盘-电动机磁场绕组和电枢绕组-搭铁-蓄电池负极。产生大转矩，驱动曲轴旋转起动汽油发动机。启动后断开起动开光，起动电路断电，活动铁芯在复位的作用下自动回位。切断了电动机的电路，同时也使驱动齿轮与飞轮齿圈脱离啮合，起动结束。
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