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柴油發(fā)電機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)和燃燒室
1.柴油機(jī)混合氣形成的特點(diǎn)
柴油機(jī)的混合氣是在汽缸內(nèi)部形成的,進(jìn)氣沖程吸人新鮮空氣,然后對(duì)空氣進(jìn)行壓縮,直到壓縮沖程接近終了時(shí),柴油才開始噴入燃燒室,因此,柴油機(jī)混合氣的形成具有以下特點(diǎn):
(1)混合氣形成的時(shí)間極短,一般僅千分之幾秒,從噴油開始即混合開始起,到噴油結(jié)束為止,僅占曲軸轉(zhuǎn)角(15°~35°)的位置。以柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min為例,在曲軸轉(zhuǎn)角20°內(nèi)噴油完畢時(shí),其噴油時(shí)間僅為0.0022s。
(2)從噴油開始,約經(jīng)(1~3)1000s時(shí)間,柴油便開始燃燒,柴油機(jī)混合氣形成過(guò)程與燃燒過(guò)程幾乎是同時(shí)進(jìn)行的。
(3)柴油的粘度較大,不易蒸發(fā)。
上述特點(diǎn)也是柴油機(jī)可燃混合氣形成的困難之點(diǎn)。為了使柴油與空氣能迅速地形成混合氣,除了要求燃油噴射系統(tǒng)保證柴油的霧化質(zhì)量外,還需要燃燒室的幫助。
2.柴油機(jī)的燃燒室
柴油機(jī)可燃混合氣在燃燒室內(nèi)的形成,雖然與燃料的霧化狀況有密切關(guān)系,但還需要有適當(dāng)形狀的燃燒室相配合,合理地形成燃燒室內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng),促進(jìn)燃料迅速而均勻地與空氣混合,并迅速地分布到整個(gè)燃燒室的每一角落,從而使燃燒過(guò)程更為完善。
按柴油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和混合氣形成的方法不同,燃燒室可分為兩大類型:
(1)統(tǒng)一式燃燒室統(tǒng)一式燃燒室又稱直接噴射式燃燒室,它由活塞頂與汽缸蓋內(nèi)壁所包圍形成的單一內(nèi)腔。采用這類燃燒室時(shí),一般配用多孔噴油器,將燃料直接噴射到燃燒室中,借助噴出油束的形狀與燃燒室的形狀相吻合,以及燃燒室內(nèi)的空氣渦流運(yùn)動(dòng),迅速形成混合氣。統(tǒng)一式燃燒室常用的有下面幾種:
①w形燃燒室:w燃燒室由氣缸蓋內(nèi)壁和活塞頂?shù)膚形深凹坑構(gòu)成。燃油的大部分由多孔噴油器以19600kPa的壓力噴入燃燒室后,均勻地以霧狀分布在燃燒室空間,吸收室內(nèi)高溫空氣的熱量而蒸發(fā),并與空氣混合。另有少量燃油被噴射到燃燒室壁面,形成油膜,在燃燒開始后才加速蒸發(fā)參與燃燒,因此,這種燃燒室要求噴油壓力較高。
w形燃燒室形狀比較簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)緊湊,散熱面積小,熱效率高,有利于冷車啟動(dòng),但由于一部分燃油直接噴散在空腔中,在著火延遲期內(nèi)形成的混合氣多,同時(shí)參加燃燒的油量也很多,因而導(dǎo)致汽缸內(nèi)壓力升高較大,工作比較粗暴。6135G型、Z12V190B型、B2-300型柴油機(jī)采用這種w形燃燒室。
②球形燃燒室:球形燃燒室位于活塞頂中央,在活塞頂部加工成深凹狀球形空間,汽缸蓋上有螺旋道或切向進(jìn)氣道,可使進(jìn)氣時(shí)形成繞汽缸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的高速空氣流。工作時(shí),噴油器將柴油順氣流旋轉(zhuǎn)方向沿燃燒室切線方向噴射,在強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流作用下,使燃油分布在燃燒室壁表面,形成一層很薄的油膜,在較低的溫度下蒸發(fā),蒸發(fā)出的油氣與空氣混合成均勻的混合氣。
發(fā)電機(jī)無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)之所以應(yīng)用較廣是因?yàn)檫@個(gè)原因
無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)
無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)是通過(guò)觸發(fā)線圈(傳感器)獲取觸發(fā)電流的,通過(guò)控制晶體管或晶閘管來(lái)控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電流的通斷,使次級(jí)線圈產(chǎn)生高電壓。無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)又稱為磁電機(jī)半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng),簡(jiǎn)稱PEI。無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)無(wú)需保養(yǎng),成本不高,技術(shù)上也不復(fù)雜,所以應(yīng)用較廣。現(xiàn)在的小型柴油機(jī)幾乎全部都使用這種無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。
無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)按照點(diǎn)火能量?jī)?chǔ)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(jī)(摩托車和柴油發(fā)電機(jī)組)上廣泛使用的是電容式。電容式點(diǎn)火系統(tǒng)是以磁電機(jī)為電源,將點(diǎn)火能量?jī)?chǔ)存在電容器中的點(diǎn)火系統(tǒng),簡(jiǎn)稱CDT點(diǎn)火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結(jié)構(gòu)形式的不同,CDT點(diǎn)火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點(diǎn)火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點(diǎn)火系統(tǒng)為例講解無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。
電容放電無(wú)觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)主要由磁電機(jī)、電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈和火花塞等組成。
(1)電機(jī)
磁電機(jī)是永磁交流發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)稱,它是點(diǎn)火系統(tǒng)和其他用電設(shè)備的電源。磁電機(jī)是借 磁鐵轉(zhuǎn)子繞定子旋轉(zhuǎn)時(shí),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(jī)可分為如下兩種類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)。
摩托車和機(jī)組等用的磁電機(jī)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、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(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、觸發(fā)線圈和信號(hào)、照明線圈等。充電線圈向點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)火器中儲(chǔ)能電容器充電。觸發(fā)線圈輸出觸發(fā)脈沖送出點(diǎn)火信號(hào)。信號(hào)、照明線圈分別向摩托車信號(hào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)供電。
四極外轉(zhuǎn)子磁電機(jī),轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°,穿過(guò)定子線圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期。也就是說(shuō),轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,線圈上的磁通和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化兩個(gè)周期。
(2)電子點(diǎn)火器
電子點(diǎn)火器的全部電子元件通常都封裝在一起。其工作過(guò)程可分三個(gè)階段:充電、觸發(fā)和放電。
①充電 充電線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是正、負(fù)交發(fā)電機(jī)出租,發(fā)電機(jī)租賃,應(yīng)急發(fā)電車出租,發(fā)電車出租,發(fā)電機(jī)出租公司,江蘇發(fā)電機(jī)出租公司,保定發(fā)電機(jī)出租公司,沈陽(yáng)發(fā)電機(jī)出租公司,阜新發(fā)電機(jī)出租公司,山東發(fā)電機(jī)出租公司,濟(jì)南發(fā)電機(jī)出租公司,唐山發(fā)電機(jī)出租公司,秦皇島發(fā)電機(jī)出租公司,鹽城發(fā)電機(jī)出租公司,發(fā)電機(jī)出租租賃,發(fā)電機(jī)出租公司,高壓發(fā)電機(jī)出租,高壓發(fā)電車出租,高壓發(fā)電機(jī)租賃,高壓發(fā)電車租賃,10KV發(fā)電機(jī)出租,20KV發(fā)電機(jī)出租,35KV發(fā)電機(jī)出租,10KV發(fā)電機(jī)租賃,20KV發(fā)電機(jī)租賃,35KV發(fā)電機(jī)租賃,變壓器出租,變壓器租賃,UPS保電公司,UPS保電,UPS出租,UPS租賃,升壓車出租,增壓車出,10KV升壓車出租,10KV增壓車出租,升壓車租賃,增壓車租賃,10KV增壓車租賃,10KV升壓車租賃
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。當(dāng)其電動(dòng)勢(shì)在圖示的上端為正時(shí),經(jīng)二極管向儲(chǔ)能電容器充電到所需的點(diǎn)火電能。在充電回路中,點(diǎn)火線圈的匝數(shù)少,電感不大,它對(duì)電容器充電沒有明顯的影響。
磁電機(jī)在低速段,隨著轉(zhuǎn)速的升高,充電線圈的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)繼續(xù)增大,但由于充電時(shí)間縮短和充電線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)增加,電容器上的端電壓反而下降,這對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能不利。
采用小容量的電容器可提高點(diǎn)火系統(tǒng)的高速性能。因?yàn)殡娙萜鞯某潆姇r(shí)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(shí)間常數(shù),加快電容器的充電,電容器端電壓得以。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)閉合時(shí),則充電線圈搭鐵,電容器不能充電,點(diǎn)火系統(tǒng)停止工作。
②觸發(fā) 來(lái)自觸發(fā)線圈上的電子點(diǎn)火器的觸發(fā)信號(hào)通過(guò)由觸發(fā)線圈電動(dòng)勢(shì)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(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(dòng)勢(shì)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(guò)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(jī)在啟動(dòng)等低速時(shí)的點(diǎn)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(shí),電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽(yáng)極、陰極向點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組Ll迅速放電,點(diǎn)火線圈鐵芯磁通迅速變化,在次級(jí)繞組上感應(yīng)出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。
點(diǎn)火提前角由飛輪、曲軸及充電線圈、觸發(fā)線圈的相互安裝位置決定。對(duì)四極外轉(zhuǎn)子式磁電機(jī)而言,飛輪旋轉(zhuǎn)一周,充電線圈、觸發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖,電容完成充、放電兩個(gè)循環(huán),晶閘管導(dǎo)通兩次,火花塞跳火兩次。對(duì)于二沖程柴油機(jī)來(lái)說(shuō),有一次是多余的,但沒有壞處,因?yàn)樗前l(fā)生在排氣沖程。但對(duì)四沖程柴油機(jī)來(lái)說(shuō),則產(chǎn)生4次點(diǎn)火,有3次是多余的,這些多余的跳火會(huì)影響柴油機(jī)的正常工作。為此,常在飛輪外邊緣安裝單獨(dú)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(gè)脈沖,火花塞只跳火一次。
電容放電式點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)火可自動(dòng)提前,這使電容放電式點(diǎn)火系統(tǒng)在高速范圍能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)儲(chǔ)能量,增大點(diǎn)火電壓和點(diǎn)火能量。其主要缺點(diǎn)是電壓上升快產(chǎn)生過(guò)大的無(wú)線電干擾;放電時(shí)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(jì)性,所以其使用范圍受到較大限制。
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