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发电机无触点点火系统之所以应用较广是因为这个原因
无触点磁电机点火系统
无触点磁电机点火系统是通过触发线圈(传感器)获取触发电流的,通过控制晶体管或晶闸管来控制点火线圈初级电流的通断,使次级线圈产生高电压。无触点磁电机点火系统又称为磁电机半导体点火系统,简称PEI。无触点点火系统无需保养,成本不高,技术上也不复杂,所以应用较广。现在的小型柴油机几乎全部都使用这种无触点磁电机点火系统。
无触点磁电机点火系统按照点火能量储存方式的不同,可分为电感式和电容式两种。目前,在小型柴油机(摩托车和柴油发电机组)上广泛使用的是电容式。电容式点火系统是以磁电机为电源,将点火能量储存在电容器中的点火系统,简称CDT点火系统。根据触发线圈结构形式的不同,CDT点火系统又分为带触发线圈的CDI点火系统和不带触发线圈的CDI点火系统。下面以带触发线圈的CDT点火系统为例讲解无触点磁电机点火系统的工作原理。
电容放电无触点磁电机点火系统主要由磁电机、电子点火器、点火线圈和火花塞等组成。
(1)电机
磁电机是永磁交流发电机的简称,它是点火系统和其他用电设备的电源。磁电机是借 磁铁转子绕定子旋转时,使固定在定子上的线圈切割磁力线而发电。根据转子和定子的相互位置,磁电机可分为如下两种类型:内转子式磁电机和外转子电机。
摩托车和机组等用的磁电机转子常与飞轮做成一体。常用的四极外转子装在飞轮内,在飞轮上固定四块尺寸、形状相同,用铁氧体材料制成的磁铁,并沿径向充磁,相邻磁铁的极性相反。飞轮体为导磁良好的低碳钢,是磁路的组成部分。
在作为定子的底板上固定着充电线圈、触发线圈和信号、照明线圈等。充电线圈向点火系统电子点火器中储能电容器充电。触发线圈输出触发脉冲送出点火信号。信号、照明线圈分别向摩托车信号系统和照明系统供电。
四极外转子磁电机,转子旋转180°,穿过定子线圈铁芯的磁通和产生的感应电动势变化一个周期。也就是说,转子每转一周,线圈上的磁通和感应电动势变化两个周期。
(2)电子点火器
电子点火器的全部电子元件通常都封装在一起。其工作过程可分三个阶段:充电、触发和放电。
①充电 充电线圈的感应电动势是正、负交变的。当其电动势在图示的上端为正时,经二极管向储能电容器充电到所需的点火电能。在充电回路中,点火线圈的匝数少,电感不大,它对电容器充电没有明显的影响。
磁电机在低速段,随着转速的升高,充电线圈的电动势增大,电容器上的端电压迅速上升。在高速段,虽充电线圈电动势继续增大,但由于充电时间缩短和充电线圈中的自感电动势增加,电容器上的端电压反而下降,这对点火系统的高速性能不利。
采用小容量的电容器可提高点火系统的高速性能。因为电容器的充电时间常数与电容器的容量成正比。减小电容量,可以减小充电时间常数,加快电容器的充电,电容器端电压得以。当点火开关闭合时,则充电线圈搭铁,电容器不能充电,点火系统停止工作。
②触发 来自触发线圈上的电子点火器的触发信号通过由触发线圈电动势的正端一二极管VD2一限流电阻R1—R2、C2组成的高通滤波器(使触发电流更陡一些)一曰日日闸管SCR控制极(和R3)一触发线圈电动势的负端的触发电流,使晶闸管SCR导通。限流电阻R1的作用是限制触发电流,使其不超过晶闸管的允许值。分流电阻R3用以调整并稳定触发电流。二极管VD2阻止触发线圈L4的负脉冲加于晶闸管SCR控制极上。为满足柴油机在启动等低速时的点火要求,触发线圈L4的匝数较多。
③放电 晶闸管SCR触发导通时,电容器上的电能经晶闸管SCR阳极、阴极向点火线圈初级绕组Ll迅速放电,点火线圈铁芯磁通迅速变化,在次级绕组上感应出使火花塞产生电火花的高压。
点火提前角由飞轮、曲轴及充电线圈、触发线圈的相互安装位置决定。对四极外转子式磁电机而言,飞轮旋转一周,充电线圈、触发线圈产生两次正脉冲,电容完成充、放电两个循环,晶闸管导通两次,火花塞跳火两次。对于二冲程柴油机来说,有一次是多余的,但没有坏处,因为它是发生在排气冲程。但对四冲程柴油机来说,则产生4次点火,有3次是多余的,这些多余的跳火会影响柴油机的正常工作。为此,常在飞轮外边缘安装单独的触发线圈的磁铁,使触发线圈在飞轮旋转一圈中产生一个脉冲,火花塞只跳火一次。
电容放电式点火系统能产生快速上升的高电压;能有效地抑制高压点火电路中诸如火花塞积炭污染出现的电气故障;在高转速,触发脉冲电压升高,晶闸管控制极触发电压提前到达,晶闸管提前导通,点火可自动提前,这使电容放电式点火系统在高速范围能产生一个稳储能量,增大点火电压和点火能量。其主要缺点是电压上升快产生过大的无线电干扰;放电时间短,火花持续仅0.1~0.3ms,不能保证混合气特别是稀混合气的完全燃烧,不但增加了有害气体的排放量,而且恶化了燃油经济性,所以其使用范围受到较大限制。
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柴油发电机组的构成
柴油发电机组通常由柴油机、三相交流同步发电机和控制系统组成。移动式柴油发电机组的柴油机、发电机和控制屏(箱)均安装在公共底座上;固定式机组的柴油机和发电机安装在公共底座上,且底座是固定在钢筋混凝土基地上的,而控制屏和燃油箱等设备则与机组分开安装。
柴油机的飞轮売与发电机前端盖轴向采用凸肩定位,连接成一体、使柴油机驱动发电机转子运动。同时,为了减小噪声,机组一般需要安装专用消声器;为了减小机组工作时的振动,在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底座的连接处,一般装有减振器或橡皮减振垫。
1.1.1柴油发动机
柴油机是柴油发电机组的动力系统,它的优点是扭矩大、热效率和经济性能好,具有较高的供电可靠性和自动化功能,同时在节能和CO2排放上具有优势。但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作时振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时启动困难。
柴油机的基本构成包括机体、两大机构(曲柄连杆机构、配气机构)和四大系统(柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和起动充电系统)。
1.机体
机体是发动机的骨架,用于安装和支撑发动机各总成零部件,由气缸体—曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫、齿轮室和飞轮壳等组成。
2.两大机构
柴油机的两大机构即曲柄连杆机构和配气机构。
(1)曲柄连杆机构
曲柄连杆机构固定在机体之上,是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件(热能转换为机械能)。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组。其中活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成、而连杆组由连杆、连杆螺钉(栓)和连杆轴承构成。曲轴飞轮组则由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。
(2)配气机构
配气机构的功能是按柴油发电机工作循外的要求,定时启闭各缸的进排气门,保证混合气或新鲜空气及时充入气缸,在压缩和膨胀过程中,维持燃烧室的密封,并及时排除燃烧后的废气。包括气门组和气门传动组。气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等件,气门传动组包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件。
3.四大系统
四大系统包括进柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和启动充电系统。
(1)柴油机燃料系统
柴油机燃料系统的功能是向气缸供给清洁的空气和按柴油机各种工况的要求定时定量地向燃烧室喷入燃油,并将燃烧的废气排到大气中去。
柴油供给系统由油箱、输油泵、燃油弗列加滤清器、喷油泵,喷油器及燃油管路等零部件组成。
(2)润滑系统
润滑系统由机油泵、弗列加滤清器、压力表、温度表、冷却器、调压阀等组成,基本任务是将一定数量、清洁和温度适宜的润滑油送至各摩擦表面进行润滑,主要功能是减磨、冷却、清洁、密封和防锈。
(3)冷却系统
根据冷却介质的不同,冷却系统通常分为两种类型风冷系统和水冷系统,对应的有空冷发动机和液冷发动机。
(4)启动充电系统
柴油发电机在静止状态下,用外力推动曲轴,使柴油发电机开始运转的全过程称为启动,完成启动所需的装置称为启动系统。常见的启动方式有人力启动、发动机启动、压缩空气启动和辅助柴油机启动。
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柴油发电机组静音箱有哪些设计优势
静音式柴油发电机的静音箱的设计要点,有哪些要求我们可以来看一下:
1、附近隔声和吸声设计
隔声箱体是为有效降低机组噪声对外界的影响,有效阻断噪声传播途径而设计的封闭空间。当机组放置于箱体内部时,由于隔声技术、附近吸声等技术有效地阻止噪声向外传播,将噪声源的噪声控制在箱体内部,从而降低其对外界的影响。隔声技术是用隔声体使部分声波的传播方向改变(反射、附近折射),使穿透该物体的声波能量减弱,从而降低隔声体另一面的噪声。在进行隔声处理的同时,大量的声波被反射回箱体内部,与原有声波形成混响声,将增加内部的噪声级和噪声能量,从而降低壁板的隔声效果。因此在进行隔声处理的同时要在壁板内侧贴附吸声材料,对内部噪声进行吸声处理。在降低噪声向外辐射的同时降低箱内的噪声能量,从而有效降低总体
噪声级。吸声是声波在传播过程中,遇到各类材料时,一部分声能向材料内部传播而产生能量转移、附近转换、附近或干涉叠加,从而使声波的能量减弱,其直观表现为声级的下降,使噪声值下降。
箱体外壳采用2.0mm钢板制成,内附40mm吸声材料(阻燃棉),然后用1.0mm穿孔板固定,这几部分组装在一起作为隔声壁板,可有效阻隔噪声25dB以上。
为方便维修和观察数据而设置的门和观察窗成为隔声壁板的薄弱环节,所以对门进行加厚和密封处理,对观察窗采用双层玻璃结构,有效地解决了噪声从门、附近窗和空隙中传出的问题。
2、附近进、附近排气噪声处理
由于箱体采取自然进风、附近强制排风,在进、附近排风口产生孔洞,导致漏声,即形成进气噪声区和排气噪声区。为防止噪声从进、附近排风风道向外传播,进、附近排风风口均须安装消声器。根据排风量和燃气量,设计进风排气消声通道,保证在进、附近排风顺畅的前提下(风速一般取5m/s左右为宜),达到所有需要的消声效果。具体设计时,采用多通道折板式阻性消声器,如图2所示,其消声片的厚度取80-100mm,通道宽取120-150,材料用容重80kg/m3。片式消声器通道的通流截面积设计为排风口截面积的1.5倍。
折板式阻性消声器利用声波在吸声材料中传播时因受摩擦将声能转化为热能而散发掉,并且由于拐角的存在使噪声不能直接通过消声通道,从而有效提高消声效果,达到消声的目的。阻性消声器其具有良好的中高频性能。另外在消声器出口处加装百叶窗避免雨水进入,对其实行有效保护。
3、附近柴油机排气噪声的处理
由于排气管是柴油发电机组的 噪声扩散源,因此抑制排气噪声简单且有效的方法就是在排气管上安装消声器。所采用的消声器应尽量减少通道各部件的压力损失,故要坚持以下原则:1)尽量降低排气通道中各部件的气流速度;2)尽量减小排气通道中直角弯头的次数,并扩大排气管截面。因此设计进行消声处理时遵循以上原则,在原有消声器的基础上再加一抗性消声器形成两级扩张式(抗性)消声器,膨胀系数m=9。经实际测量可知,排气噪声(排气管出口1m处)减少了30dB消声器安装为180dB,安装后为70dB以上,达到了预期目的。但是,采用消声器会使排气管中气流阻力增大,降低柴油发电机组的有效功率,因此要加以注意。
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柴油发电机组的噪音怎么处理
发电机噪声包括定子和转子之间的磁场脉动引起的不锈钢电磁阀噪声,以及滚动轴承旋转所产生的机械噪声。
根据以上对柴油发电机组的噪声分析。一般对于发电机组的噪声采用以下两种处理方法:
油机房进行降噪声处理或者采购时采用防音型机组(其噪声在80db---90db)。
机房降噪需要对以上的噪声产生原因分别作处理,主要有以下方法:
1、本地进排风降噪:机房的进风通道和排风通道分别做隔音墙体,进风通道和排风通道内设置消音片。在通道内有一段距离进行缓冲,这样就能降低声源从机房内向外辐射的强度。
2、本地控制机械噪声:机房内顶部和四周墙上铺设吸声系数高的吸、本地隔声材料,主要用来室内混响,降低机房内声能密度及反射强度。为防止噪声通过大门向外辐射,设置放火隔音铁门。
3、本地控制排烟噪声:排烟系统在原有一级消音器的基础上安装特制二级消音器,可以保证机组排烟噪声的有效控制。排烟管长度超过10米就要加大管径,以减少发电机组排气背压。以上的处理可以改善发电机组的噪声及背压,通过降噪处理,机房内发电机组的噪声在室外可以达到用户的要求。
机房降噪一般要求机房内有足够的空间,假如用户不能提供一个足够面积的机房,降噪的效果就会大受影响。既能保证控制噪声、本地又能使发电机组的正常工作。因此必须在机房内设置进风通道、本地排风通道及工作人员的操作空间。