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發電機無觸點點火系統之所以應用較廣是因為這個原因
無觸點磁電機點火系統
無觸點磁電機點火系統是通過觸發線圈(傳感器)獲取觸發電流的,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,使次級線圈產生高電壓。無觸點磁電機點火系統又稱為磁電機半導體點火系統,簡稱PEI。無觸點點火系統無需保養,成本不高,技術上也不復雜,所以應用較廣?,F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。
無觸點磁電機點火系統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(摩托車和柴油發電機組)上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統是以磁電機為電源,將點火能量儲存在電容器中的點火系統,簡稱CDT點火系統。根據觸發線圈結構形式的不同,CDT點火系統又分為帶觸發線圈的CDI點火系統和不帶觸發線圈的CDI點火系統。下面以帶觸發線圈的CDT點火系統為例講解無觸點磁電機點火系統的工作原理。
電容放電無觸點磁電機點火系統主要由磁電機、電子點火器、點火線圈和火花塞等組成。
(1)電機
磁電機是永磁交流發電機的簡稱,它是點火系統和其他用電設備的電源。磁電機是借 磁鐵轉子繞定子旋轉時,使固定在定子上的線圈切割磁力線而發電。根據轉子和定子的相互位置,磁電機可分為如下兩種類型:內轉子式磁電機和外轉子電機。
摩托車和機組等用的磁電機轉子常與飛輪做成一體。常用的四極外轉子裝在飛輪內,在飛輪上固定四塊尺寸、形狀相同,用鐵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、觸發線圈和信號、照明線圈等。充電線圈向點火系統電子點火器中儲能電容器充電。觸發線圈輸出觸發脈沖送出點火信號。信號、照明線圈分別向摩托車信號系統和照明系統供電。
四極外轉子磁電機,轉子旋轉180°,穿過定子線圈鐵芯的磁通和產生的感應電動勢變化一個周期。也就是說,轉子每轉一周,線圈上的磁通和感應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、觸發和放電。
①充電 充電線圈的感應電動勢是正、負交變的。當其電動勢在圖示的上端為正時,經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,這對點火系統的高速性能不利。
采用小容量的電容器可提高點火系統的高速性能。因為電容器的充電時間常數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,加快電容器的充電,電容器端電壓得以。當點火開關閉合時,則充電線圈搭鐵,電容器不能充電,點火系統停止工作。
②觸發 來自觸發線圈上的電子點火器的觸發信號通過由觸發線圈電動勢的正端一二極管VD2一限流電阻R1—R2、C2組成的高通濾波器(使觸發電流更陡一些)一曰日日閘管SCR控制極(和R3)一觸發線圈電動勢的負端的觸發電流,使晶閘管SCR導通。限流電阻R1的作用是限制觸發電流,使其不超過晶閘管的允許值。分流電阻R3用以調整并穩定觸發電流。二極管VD2阻止觸發線圈L4的負脈沖加于晶閘管SCR控制極上。為滿足柴油機在啟動等低速時的點火要求,觸發線圈L4的匝數較多。
③放電 晶閘管SCR觸發導通時,電容器上的電能經晶閘管SCR陽極、陰極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,在次級繞組上感應出使火花塞產生電火花的高壓。
點火提前角由飛輪、曲軸及充電線圈、觸發線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉子式磁電機而言,飛輪旋轉一周,充電線圈、觸發線圈產生兩次正脈沖,電容完成充、放電兩個循環,晶閘管導通兩次,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,因為它是發生在排氣沖程。但對四沖程柴油機來說,則產生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線圈的磁鐵,使觸發線圈在飛輪旋轉一圈中產生一個脈沖,火花塞只跳火一次。
電容放電式點火系統能產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的電氣故障;在高轉速,觸發脈沖電壓升高,晶閘管控制極觸發電壓提前到達,晶閘管提前導通,點火可自動提前,這使電容放電式點火系統在高速范圍能產生一個穩儲能量,增大點火電壓和點火能量。其主要缺點是電壓上升快產生過大的無線電干擾;放電時間短,火花持續僅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,而且惡化了燃油經濟性,所以其使用范圍受到較大限制。
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國內首套柴油發電機余熱海水淡化示范系統成功出水
近日,由廣州中國科學院先進技術研究所和南方海上風電聯合開發有限公司在珠海桂山島聯合共建的柴油發電機組缸套冷卻水廢熱驅動的海水淡化示范系統成功調試出水,水質達到 飲用水衛生標準。該套海水淡化裝置額定日產淡水60噸,為模塊化緊湊設計。其應用對解決海島淡水資源短缺問題具有重大意義。
目前的海水淡化技術有熱法和膜法兩種,兩種方法各有優缺點,但都需要消耗大量的能源,屬于高耗能產業。為此, 廣州中國科學院先進技術研究所開展技術創新,通過回收柴油發電機組缸套冷卻水廢熱,并采用低溫多效蒸餾技術進行淡化海水,大幅降低海水淡化的能耗。該海水淡化示范系統與一臺1000kW的柴油發電機配套,額定產水量為60噸/天,對于發電機組實際發電負荷變化系統具有自適應功能,可在30%~負荷范圍內平穩運行,滿足150-300人的每日消耗淡水的需求。該項目得到了廣東省科技重大科技專項經費支持,具有獨立自主知識產權,已獲得多項授權發明 。
此外,該新技術有廣泛的應用前景,可利用包括柴油機發電機組排出的廢熱、工業生產過程排出的余熱在內的各類低品位熱能作為熱源;特別適用于余熱資源豐富但淡水資源緊缺的地區及企業,如海島(具有柴油發電機)、化工、火電、鋼鐵等行業以及大中型遠洋船舶,同時也適用于內陸工業生產過程廢熱中水純化。
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你知道柴油發電機的泵噴嘴燃油系統分為哪三部分嗎
泵噴嘴燃油供給系統高壓部分主要山分配管、驅動裝置和泵噴嘴組成。泵噴嘴一般均直接安裝在氣缸蓋上,低壓燃油由低壓輸油泵先送入氣缸蓋上的油道中,然后再分別向固定在缸蓋上的泵噴嘴供油。低壓燃油送人泵噴嘴,由泵噴嘴內的柱塞在凸輪軸、推桿、搖臂及回位彈簧的作用驅動下往復運動,將低壓燃油升壓,然后由泵噴嘴噴出。
由于泵噴嘴是每缸一個,所以每個泵噴嘴上,均有一個控制泵噴嘴噴油提前角和噴油量的電磁閥,電磁閥由ECU控制其開啟和關閉時刻。由此可知,ECU必須有判缸信號和曲軸轉速信號,以便準確掌握是哪個氣缸處于壓縮行程,并判斷活塞運動距上止點前的角度,然后才能控制該缸電磁閥的通斷,以保持發電機工況對噴油正時和噴油量的要求。
柴油發電機泵噴嘴可分為三部分,即高壓燃油形成部分、燃油霧化噴射部分和電控電磁閥部分。
高壓燃油形成部分高壓燃油形成部分由凸輪、柱塞和回位彈簧組成。凸輪在凸輪軸帶動下旋轉,凸輪壓動泵噴嘴柱塞上下往復運動,使柱塞與套筒之間的容積發生變化,將泵腔內的燃油形成高壓,并由泵噴嘴噴人氣缸。
泵噴嘴燃油供給系統的噴射過程包括高壓腔充注燃油階段、預噴射階段、主噴射階段和噴射結束階段。
①高壓腔充注燃油階段。這個階段的作用是向高壓腔充注燃油,為噴射循環做準備。其工作過程如下:泵柱塞在彈簧壓力作用下向上移動,這樣使高壓腔內容積擴大。泵噴嘴電磁閥不動作,電磁針閥處于靜止位置,供油管到高壓腔的通道打開,供油管內的油壓使燃油流人高壓腔。
②預噴射階段。在主噴射階段開始之前,少量燃油在低壓下噴人燃燒室,使燃燒室內的壓力和溫度上升,可以減少點火延遲(點火延遲是開始噴油和燃燒室內壓力開始上升之間的時間),這段時間應該短暫,否則在此期間噴油量大,壓力會突然上升并產生很大的燃燒噪聲。在預噴射循環和主噴射循環之間的“噴射間隔",燃燒室內的壓力平緩上升,而不是一個突然的壓力上升,使得燃燒噪聲低,排放的氮氧化合物也少。
噴射凸輪通過搖臂將泵柱塞壓下,將高壓腔內的燃油排出供油管。發電機ECU將給泵噴嘴電磁閥通電,在此時,電磁閥針閥被壓人閥座內,關閉高壓腔到供油管的通道,高壓腔內開始產生壓力。當壓力達到18MPa時,壓力高于噴射彈簧,玉力,噴射針閥上升
噴嘴針閥打開后,預噴射立即結束。上升的壓力使輔助柱塞下移,使高壓腔內容積擴大。于是,壓力瞬時下降,噴嘴針閥關閉,此時,預噴射結束。輔助柱塞的下移增加了噴嘴彈簧的壓緊程度。在接下來的主噴射循環,若想再次打開針閥,油壓必須比預噴射過程中的油壓高。
③主噴射階段。這個階段的作用是以高噴射壓力將燃油噴人燃燒室??諝夂腿加突旌?、霧化良好,充分燃燒,從而減少排放污染并確保發電機率運轉。噴嘴針閥關閉后短時間內,高壓腔內壓力立即重新上升。噴嘴電磁閥仍然關閉,泵柱塞下移。約30MPa時,燃油壓力高于噴嘴彈簧作用力,噴嘴針閥再次上升,主噴油開始。壓力上升到205MPa時,進人高壓腔的燃油多于經噴孔噴出的燃油。柴油發電機 功率時的噴油壓力 ,高轉速時,噴人的油量也大,發電機 功率時的噴油壓力 。
當發電機ECU停止給泵噴嘴電磁閥通電時,燃油被泵柱塞排出到供油管,壓力下降。噴嘴針閥關閉,噴嘴彈簧將旁通活塞壓回開始位置,主噴射循環結束。
④噴射結束階段。主噴射循環結束后,進人噴射結束階段。此時燃油壓力迅速下降,噴嘴迅速關閉。防止燃油在低噴射壓力下以大顆粒滴人燃燒室,造成燃燒不完全,排放污染嚴重。