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无刷充电机的工作原理
发动机起动期间,发电机电压小于蓄电池电压时,整流二极管截止,发电机不能对外输出,由蓄电池供给磁场电流。路径为:蓄电池正极→点火开关SW(或点火继电器触点)→磁场烧组调节器→搭铁→蓄电池负极。
流入励磁绕组的电流,在励磁铁心中建立一个带状的磁通量。这个带状磁通量沿着各个导磁元件环行,在整个磁回路中,这个磁通量将在励磁绕组周围找到一个 磁阻的通道:励磁电流产生的磁力线通过励磁铁心(磁轭托架)→辅助气隙g1→转子N极→主气隙g→定子铁心→主气隙g→转子S极→辅助气隙g2→励磁铁心形成一个闭合的磁路系统。这种结构除转子爪极外径与定子内表面之间的气隙(称为主气隙)外,在闭合的磁路系统中,增加了两个有相对运动的径向附加气隙,使闭合回路的磁阻增大。所以必须通过增加磁场绕组的激磁安匝来补有效磁通量所减小的部分,才能保证无刷交流发电机的输出。
随着转子的旋转,使通过定子铁心的磁通量发生变化,定子绕组切割磁力线而产生感应电动势,定子绕组发出三相交流电压,通过三相桥式整流电路整流成直流。当转速达到1000r/min左右时,发电机应能正常发电并对外输出,经滤波电容C后输出28V直流电压,发电机电压大于蓄电池电压,发电机自励,并对蓄电池充电,或对其他负载供电。N端通过VD4、附近VD5、附近VD6中的一个硅管整流,与对地端形成半波整流电压,被称为中性点电压,其输出信号为14V直流脉动电压( 负载不能超过2A),N端可用于接转速表。中性点电压除了直流成分外,还含有交流成分,且幅值随发电机的转速而变,与中性点相连的二极管(VD10、附近VD11)就称为中性点二极管。当中性点二极管的正极管(VD11)电位 或负极管(VD11)电位 时,中性二极管亦处于正向导通,可对外输出,能有效利用中性点电压来增加发电机的输出功率。实践证明,在交流发电机上安装中性二极管后,输出功率可增加10%~15%。
定子绕组的三相交流电压经三相全桥整流后,经调节器向励磁绕组供电。调节器以通/断方式调节励磁电流,使充电机的输出电压保持在(28±0.3)V范围内波动,给蓄电池浮充电。发电机调节器电路如图8-14中调节器部分所示,主要由3个电阻R1、附近R2、附近R3,2个三极管VT1、附近VT2和1个稳压管VR组成。R1、附近R2,为分压电阻,VT1为小功率三极管,接在大功率管的前一级,起功率放大作用,也称前级放大。三极管VT2为大功率三极管,其集电极与发电机磁场绕组相连,磁场绕组为VT2负载,VT2导通时,磁场电流接通反之磁场电流切断。因此,可以通过控制三极管VT2的导通与截止,改变磁场电流使发电机输出电压稳定。
稳压二极管VR是感受元件,其一端接三极管VT1的基极,另一端接分压电阻R1、附近R2、附近以组成电压检测电路,监测发电机电压的变化。当发电机的输出电压在分压电阻R1上的电压达到VR的设定电压时,VR击穿,VT1有基极电流使VT1导通,VT2截止,这就使发电机的F点不接地面切断了磁场绕组的电路,发电机电压便会下降。发电机电压下降时又使VR、附近VT1截止,VT2导通,发电机电压重又升高如此反复作用,使发电机端电压被控制在一定的范围内。
现在集成电路电压调节器也被广泛使用。用集成电路开发的电压调节器体积很小,可方便地安装在发电机的内部与发电机组成一个整体,称之为整体式交流发电机。集成电路调节器的基本工作原理与晶体管调节器完全一样,都是根据发电机的电压信号(输入信号),利用三极管的开关特性控制发电机的磁场电流以此达到稳定发电机输出电压的目的。集成电路调节器有内、附近外搭铁之分,以外搭铁形式居多。
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起动柴油机时对起动的要求、同城使用和注意事项
1.起动柴油机时对起动的要求
①在起动柴油机之前,首先要对起动系统的电路和蓄电池的充电状况进行检查。起动时还要查看蓄电池连接线是否牢固。
②柴油机起动时,如果一次起动不能达到起动目的,则第二次起动与 次起动的时间间隔应不小于2min。
③每次起动时间不允许超过10s、同城柴油发电机组一旦起动,则手应迅速与起动按钮分开,防止柴油发电机组起动后,起动齿轮与飞轮发生故障。
④当柴油发电机组连续几次不能起动时,应在排除造成不能起动的故障后再进行起动·
2.充电发电机的使用和注意事项
①充电发电机必须与相应的充电发电机调节器和蓄电池配合使用,否则会损坏发电机和调节器。有的操作手在使用硅整流发电机时,与直流调节器配合使用,这样很容易造成不应发生的故障。
②接线必须正确可靠,正、同城负极切不可接错,否则将损坏硅整流发电机、同城直流发电机或充电发电机调节器.
③应定期检查充电发电机传动皮带,使柴油机运转时发电稳定,以保证正常给蓄电池充电。
④在充电发电机转动过程中,不允许用螺丝刀或其他金属物品将正接线柱与机壳或负极短接,以观察有否火花来判断充电发电机是否发电,因为这样极易损坏发电机内部二极管和其他部件。
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柴油发电机混合气形成的特点和燃烧室
1.柴油机混合气形成的特点
柴油机的混合气是在汽缸内部形成的,进气冲程吸人新鲜空气,然后对空气进行压缩,直到压缩冲程接近终了时,柴油才开始喷入燃烧室,因此,柴油机混合气的形成具有以下特点:
(1)混合气形成的时间极短,一般仅千分之几秒,从喷油开始即混合开始起,到喷油结束为止,仅占曲轴转角(15°~35°)的位置。以柴油机的转速为1500r/min为例,在曲轴转角20°内喷油完毕时,其喷油时间仅为0.0022s。
(2)从喷油开始,约经(1~3)1000s时间,柴油便开始燃烧,柴油机混合气形成过程与燃烧过程几乎是同时进行的。
(3)柴油的粘度较大,不易蒸发。
上述特点也是柴油机可燃混合气形成的困难之点。为了使柴油与空气能迅速地形成混合气,除了要求燃油喷射系统保证柴油的雾化质量外,还需要燃烧室的帮助。
2.柴油机的燃烧室
柴油机可燃混合气在燃烧室内的形成,虽然与燃料的雾化状况有密切关系,但还需要有适当形状的燃烧室相配合,合理地形成燃烧室内气流运动,促进燃料迅速而均匀地与空气混合,并迅速地分布到整个燃烧室的每一角落,从而使燃烧过程更为完善。
按柴油机结构特点和混合气形成的方法不同,燃烧室可分为两大类型:
(1)统一式燃烧室统一式燃烧室又称直接喷射式燃烧室,它由活塞顶与汽缸盖内壁所包围形成的单一内腔。采用这类燃烧室时,一般配用多孔喷油器,将燃料直接喷射到燃烧室中,借助喷出油束的形状与燃烧室的形状相吻合,以及燃烧室内的空气涡流运动,迅速形成混合气。统一式燃烧室常用的有下面几种:
①w形燃烧室:w燃烧室由气缸盖内壁和活塞顶的w形深凹坑构成。燃油的大部分由多孔喷油器以19600kPa的压力喷入燃烧室后,均匀地以雾状分布在燃烧室空间,吸收室内高温空气的热量而蒸发,并与空气混合。另有少量燃油被喷射到燃烧室壁面,形成油膜,在燃烧开始后才加速蒸发参与燃烧,因此,这种燃烧室要求喷油压力较高。
w形燃烧室形状比较简单,结构紧凑,散热面积小,热效率高,有利于冷车启动,但由于一部分燃油直接喷散在空腔中,在着火延迟期内形成的混合气多,同时参加燃烧的油量也很多,因而导致汽缸内压力升高较大,工作比较粗暴。6135G型、本地Z12V190B型、本地B2-300型柴油机采用这种w形燃烧室。
②球形燃烧室:球形燃烧室位于活塞顶中央,在活塞顶部加工成深凹状球形空间,汽缸盖上有螺旋道或切向进气道,可使进气时形成绕汽缸轴线转动的高速空气流。工作时,喷油器将柴油顺气流旋转方向沿燃烧室切线方向喷射,在强烈的进气涡流作用下,使燃油分布在燃烧室壁表面,形成一层很薄的油膜,在较低的温度下蒸发,蒸发出的油气与空气混合成均匀的混合气。