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發(fā)電機無觸點點火系統(tǒng)之所以應(yīng)用較廣是因為這個原因
無觸點磁電機點火系統(tǒng)
無觸點磁電機點火系統(tǒng)是通過觸發(fā)線圈(傳感器)獲取觸發(fā)電流的,通過控制晶體管或晶閘管來控制點火線圈初級電流的通斷,使次級線圈產(chǎn)生高電壓。無觸點磁電機點火系統(tǒng)又稱為磁電機半導(dǎo)體點火系統(tǒng),簡稱PEI。無觸點點火系統(tǒng)無需保養(yǎng),成本不高,技術(shù)上也不復(fù)雜,所以應(yīng)用較廣?,F(xiàn)在的小型柴油機幾乎全部都使用這種無觸點磁電機點火系統(tǒng)。
無觸點磁電機點火系統(tǒng)按照點火能量儲存方式的不同,可分為電感式和電容式兩種。目前,在小型柴油機(摩托車和柴油發(fā)電機組)上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統(tǒng)是以磁電機為電源,將點火能量儲存在電容器中的點火系統(tǒng),簡稱CDT點火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結(jié)構(gòu)形式的不同,CDT點火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點火系統(tǒng)為例講解無觸點磁電機點火系統(tǒng)的工作原理。
電容放電無觸點磁電機點火系統(tǒng)主要由磁電機、青海西寧當(dāng)?shù)仉娮狱c火器、青海西寧當(dāng)?shù)攸c火線圈和火花塞等組成。
(1)電機
磁電機是永磁交流發(fā)電機的簡稱,它是點火系統(tǒng)和其他用電設(shè)備的電源。磁電機是借 磁鐵轉(zhuǎn)子繞定子旋轉(zhuǎn)時,使固定在定子上的線圈切割磁力線而發(fā)電。根據(jù)轉(zhuǎn)子和定子的相互位置,磁電機可分為如下兩種類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機和外轉(zhuǎn)子電機。
摩托車和機組等用的磁電機轉(zhuǎn)子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉(zhuǎn)子裝在飛輪內(nèi),在飛輪上固定四塊尺寸、青海西寧當(dāng)?shù)匦螤钕嗤描F氧體材料制成的磁鐵,并沿徑向充磁,相鄰磁鐵的極性相反。飛輪體為導(dǎo)磁良好的低碳鋼,是磁路的組成部分。
在作為定子的底板上固定著充電線圈、青海西寧當(dāng)?shù)赜|發(fā)線圈和信號、青海西寧當(dāng)?shù)卣彰骶€圈等。充電線圈向點火系統(tǒng)電子點火器中儲能電容器充電。觸發(fā)線圈輸出觸發(fā)脈沖送出點火信號。信號、青海西寧當(dāng)?shù)卣彰骶€圈分別向摩托車信號系統(tǒng)和照明系統(tǒng)供電。
四極外轉(zhuǎn)子磁電機,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°,穿過定子線圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變化一個周期。也就是說,轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,線圈上的磁通和感應(yīng)電動勢變化兩個周期。
(2)電子點火器
電子點火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過程可分三個階段:充電、青海西寧當(dāng)?shù)赜|發(fā)和放電。
①充電 充電線圈的感應(yīng)電動勢是正、青海西寧當(dāng)?shù)刎?fù)交變的。當(dāng)其電動勢在圖示的上端為正時,經(jīng)二極管向儲能電容器充電到所需的點火電能。在充電回路中,點火線圈的匝數(shù)少,電感不大,它對電容器充電沒有明顯的影響。
磁電機在低速段,隨著轉(zhuǎn)速的升高,充電線圈的電動勢增大,電容器上的端電壓迅速上升。在高速段,雖充電線圈電動勢繼續(xù)增大,但由于充電時間縮短和充電線圈中的自感電動勢增加,電容器上的端電壓反而下降,這對點火系統(tǒng)的高速性能不利。
采用小容量的電容器可提高點火系統(tǒng)的高速性能。因為電容器的充電時間常數(shù)與電容器的容量成正比。減小電容量,可以減小充電時間常數(shù),加快電容器的充電,電容器端電壓得以。當(dāng)點火開關(guān)閉合時,則充電線圈搭鐵,電容器不能充電,點火系統(tǒng)停止工作。
②觸發(fā) 來自觸發(fā)線圈上的電子點火器的觸發(fā)信號通過由觸發(fā)線圈電動勢的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、青海西寧當(dāng)?shù)谻2組成的高通濾波器(使觸發(fā)電流更陡一些)一曰日日閘管SCR控制極(和R3)一觸發(fā)線圈電動勢的負(fù)端的觸發(fā)電流,使晶閘管SCR導(dǎo)通。限流電阻R1的作用是限制觸發(fā)電流,使其不超過晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調(diào)整并穩(wěn)定觸發(fā)電流。二極管VD2阻止觸發(fā)線圈L4的負(fù)脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機在啟動等低速時的點火要求,觸發(fā)線圈L4的匝數(shù)較多。
③放電 晶閘管SCR觸發(fā)導(dǎo)通時,電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽極、青海西寧當(dāng)?shù)仃帢O向點火線圈初級繞組Ll迅速放電,點火線圈鐵芯磁通迅速變化,在次級繞組上感應(yīng)出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。
點火提前角由飛輪、青海西寧當(dāng)?shù)厍S及充電線圈、青海西寧當(dāng)?shù)赜|發(fā)線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉(zhuǎn)子式磁電機而言,飛輪旋轉(zhuǎn)一周,充電線圈、青海西寧當(dāng)?shù)赜|發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖,電容完成充、青海西寧當(dāng)?shù)胤烹妰蓚€循環(huán),晶閘管導(dǎo)通兩次,火花塞跳火兩次。對于二沖程柴油機來說,有一次是多余的,但沒有壞處,因為它是發(fā)生在排氣沖程。但對四沖程柴油機來說,則產(chǎn)生4次點火,有3次是多余的,這些多余的跳火會影響柴油機的正常工作。為此,常在飛輪外邊緣安裝單獨的觸發(fā)線圈的磁鐵,使觸發(fā)線圈在飛輪旋轉(zhuǎn)一圈中產(chǎn)生一個脈沖,火花塞只跳火一次。
電容放電式點火系統(tǒng)能產(chǎn)生快速上升的高電壓;能有效地抑制高壓點火電路中諸如火花塞積炭污染出現(xiàn)的電氣故障;在高轉(zhuǎn)速,觸發(fā)脈沖電壓升高,晶閘管控制極觸發(fā)電壓提前到達(dá),晶閘管提前導(dǎo)通,點火可自動提前,這使電容放電式點火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個穩(wěn)儲能量,增大點火電壓和點火能量。其主要缺點是電壓上升快產(chǎn)生過大的無線電干擾;放電時間短,火花持續(xù)僅0.1~0.3ms,不能保證混合氣特別是稀混合氣的完全燃燒,不但增加了有害氣體的排放量,而且惡化了燃油經(jīng)濟性,所以其使用范圍受到較大限制。
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關(guān)于柴油發(fā)電機組節(jié)能與環(huán)??偸?
標(biāo)準(zhǔn)GB/T2820.1一1997《往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組》第1部分標(biāo)準(zhǔn)9排放中規(guī)定:“當(dāng)發(fā)電機組運行時,會產(chǎn)生包括噪聲、青海西寧附近振動、青海西寧附近熱輻射、青海西寧附近廢氣和電磁干擾等排放物。任何有關(guān)保護環(huán)境和人員與的適用法規(guī)由制造廠和用戶商定產(chǎn)品性能要求時考慮?!杯h(huán)保機組定義:將同時考慮到噪聲、青海西寧附近振動、青海西寧附近熱輻射,廢氣和電磁干擾等排放物對環(huán)境因素有影響的機組稱為環(huán)保機組。
國標(biāo)對環(huán)保機組要求:振動小、青海西寧附近噪聲低、青海西寧附近電磁輻射低、青海西寧附近熱輻射小、青海西寧附近排放污染輕。
另外 標(biāo)準(zhǔn)GB/2819一1995《移動電站通用技術(shù)條件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)對環(huán)境污染做了一定的限定。其中第4.9條污染環(huán)境的限值中有相應(yīng)的規(guī)定。
1)振動
電站應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置減震裝置;電站運行時振動的單振幅應(yīng)不大于0.3mm或0.5mm;使用增壓柴油機、青海西寧附近單缸和兩缸柴油機、青海西寧附近單缸汽油機的電站,其振幅值應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。
2)噪聲
電站的噪聲允許值應(yīng)符合噪聲允許值中的規(guī)定,增壓柴油機組電站和低噪聲電站的允許值按產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定執(zhí)行。
3)無線電干擾
對有抑制無線電干擾要求的電站,應(yīng)有抑制無線電干擾的措施,其干擾值不大于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值。頻率為0.15~3000MHz;端子干擾電壓為3000μv~400μv;干擾場強為100~50μV/m。
4)有害物質(zhì)濃度
有相應(yīng)要求時,電站排出的有害物質(zhì)允許濃度按產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。
5)煙度
有相應(yīng)要求時,電站的排氣煙度按產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。
煙度要求:因柴油發(fā)電機排氣量較汽油機排氣量要大,而且排煙問題較嚴(yán)重。下面針對機組原動機為柴油發(fā)電機的電源車輛來討論。排煙是由于不完全燃燒所得到的懸浮在柴油發(fā)電機排氣中可見的白色、青海西寧附近藍(lán)色、青海西寧附近黑色顆粒物。白色通常由水蒸氣或液體燃料蒸汽凝聚而成:藍(lán)色通常是因燃料或機油不完全燃燒所得到的微粒:黑色主要由炭粒組成,其顆粒尺寸常小于1μm。這些排出的顆粒物能夠吸收、青海西寧附近反射和折射光線。
煙度是表征柴油發(fā)電機排氣中顆粒物濃度的參量。煙度是指容量排氣所透過的濾紙的染黑度。
我國對不同排氣量的柴油發(fā)電機排氣煙度允許值為4.5~4.0波許單位。通常規(guī)定白色濾紙的吸光率為0波許單位,全黑濾紙的吸光率為10波許單位,0~10均勻分度。
機組運轉(zhuǎn)時,振動、青海西寧附近噪聲、青海西寧附近排放和輻射等是相互關(guān)聯(lián)的。發(fā)電機組是一個大型供電系統(tǒng),它由若干分系統(tǒng)組成,各系統(tǒng)之間是相互關(guān)聯(lián)的。在分析與研究環(huán)保問題時,同時應(yīng)與機組發(fā)動機燃料、青海西寧附近燃燒、青海西寧附近配氣、青海西寧附近機械運轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié)相聯(lián)系。另外,這些對環(huán)境有影響的因素又是互相聯(lián)系的。機組運轉(zhuǎn)就必然的有振動,振動自然就會產(chǎn)生噪聲;燃料燃燒必然產(chǎn)生熱量、青海西寧附近廢氣和燃燒噪聲;熱量的產(chǎn)生必然有熱輻射;由于燃料的燃燒不完全和雜質(zhì)等,就必然產(chǎn)生空氣污染問題,即使是完全燃燒生成大量的C02,對環(huán)境也有較大影響。由于發(fā)電機組中發(fā)電機是電磁機械,因而就必然有電磁輻射,形成對其他電子設(shè)備的電磁干擾。因而,解決柴油發(fā)電機組環(huán)保問題時,應(yīng)該用互相聯(lián)系的觀點來研究機組環(huán)保問題。例如:在機組設(shè)計隔聲罩時同時考慮電磁屏蔽。如用帶夾層的雙層或多層金屬外殼制造聲罩,中間有水或其他介質(zhì)冷卻,既可以隔聲,也可以進行電磁屏蔽,還可以有效降低熱輻射。同時增強了機組在風(fēng)沙、青海西寧附近大雨、青海西寧附近高溫、青海西寧附近嚴(yán)寒等惡劣環(huán)境下的供電能力。對于柴油發(fā)電機組來講突出的環(huán)保問題是振動、青海西寧附近噪聲和廢氣。
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