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柴油發電機混合氣形成的特點和燃燒室
1.柴油機混合氣形成的特點
柴油機的混合氣是在汽缸內部形成的,進氣沖程吸人新鮮空氣,然后對空氣進行壓縮,直到壓縮沖程接近終了時,柴油才開始噴入燃燒室,因此,柴油機混合氣的形成具有以下特點:
(1)混合氣形成的時間極短,一般僅千分之幾秒,從噴油開始即混合開始起,到噴油結束為止,僅占曲軸轉角(15°~35°)的位置。以柴油機的轉速為1500r/min為例,在曲軸轉角20°內噴油完畢時,其噴油時間僅為0.0022s。
(2)從噴油開始,約經(1~3)1000s時間,柴油便開始燃燒,柴油機混合氣形成過程與燃燒過程幾乎是同時進行的。
(3)柴油的粘度較大,不易蒸發。
上述特點也是柴油機可燃混合氣形成的困難之點。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保證柴油的霧化質量外,還需要燃燒室的幫助。
2.柴油機的燃燒室
柴油機可燃混合氣在燃燒室內的形成,雖然與燃料的霧化狀況有密切關系,但還需要有適當形狀的燃燒室相配合,合理地形成燃燒室內氣流運動,促進燃料迅速而均勻地與空氣混合,并迅速地分布到整個燃燒室的每一角落,從而使燃燒過程更為完善。
按柴油機結構特點和混合氣形成的方法不同,燃燒室可分為兩大類型:
(1)統一式燃燒室統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壁所包圍形成的單一內腔。采用這類燃燒室時,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,以及燃燒室內的空氣渦流運動,迅速形成混合氣。統一式燃燒室常用的有下面幾種:
①w形燃燒室:w燃燒室由氣缸蓋內壁和活塞頂的w形深凹坑構成。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,吸收室內高溫空氣的熱量而蒸發,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單,結構緊湊,散熱面積小,熱效率高,有利于冷車啟動,但由于一部分燃油直接噴散在空腔中,在著火延遲期內形成的混合氣多,同時參加燃燒的油量也很多,因而導致汽缸內壓力升高較大,工作比較粗暴。6135G型、Z12V190B型、B2-300型柴油機采用這種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氣道,可使進氣時形成繞汽缸軸線轉動的高速空氣流。工作時,噴油器將柴油順氣流旋轉方向沿燃燒室切線方向噴射,在強烈的進氣渦流作用下,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,蒸發出的油氣與空氣混合成均勻的混合氣。
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。現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、負交發電機出租,發電機租賃,應急發電車出租,發電車出租,發電機出租公司,江蘇發電機出租公司,保定發電機出租公司,沈陽發電機出租公司,阜新發電機出租公司,山東發電機出租公司,濟南發電機出租公司,唐山發電機出租公司,秦皇島發電機出租公司,鹽城發電機出租公司,發電機出租租賃,發電機出租公司,高壓發電機出租,高壓發電車出租,高壓發電機租賃,高壓發電車租賃,10KV發電機出租,20KV發電機出租,35KV發電機出租,10KV發電機租賃,20KV發電機租賃,35KV發電機租賃,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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