一起回望柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展史 現(xiàn)代柴油機(jī)是在德國機(jī)械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，1892年，德國機(jī)械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機(jī)壓縮點(diǎn)火的 。他的做法是以提高發(fā)動機(jī)的壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來點(diǎn)燃進(jìn)入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點(diǎn)火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價(jià)格更低的柴油做燃料。 狄塞爾經(jīng)過了5年的實(shí)驗(yàn)，在1897年制成了 臺具有實(shí)用價(jià)值的壓縮點(diǎn)火柴油發(fā)電機(jī)，即壓燃式柴油機(jī)。與以前的柴油發(fā)電機(jī)相比，它延長了汽缸內(nèi)氣體的壓縮過程，大大提高了壓縮終了時(shí)氣體的壓力和溫度，實(shí)現(xiàn)了不用點(diǎn)火系統(tǒng)而使柴油自動點(diǎn)火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機(jī)能將35％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動力而當(dāng)時(shí)有效的柴油發(fā)動機(jī)也只能將28％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動力，這是柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)第二次革命性的突破。但是，當(dāng)時(shí)狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機(jī)存在著很多的缺點(diǎn)，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會對環(huán)境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴(yán)重限制和影響了柴油機(jī)的衄。可以說，狄塞爾先生生前只看到發(fā)動機(jī)的成功的開端，卻沒有看到柴油機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，沒有看到柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用。 據(jù)資料記載，柴油機(jī)技術(shù)在1914年以前發(fā)展比緩慢，在 次世界期間，由于戰(zhàn)爭的需要柴油發(fā)動機(jī)開始大量生產(chǎn)，用于軍事目的。柴油發(fā)動機(jī)柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應(yīng)用是在1950年左右。早期的柴油機(jī)都是四沖程的，1899年德國工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動機(jī)，他把當(dāng)時(shí)采用相同缸徑的四沖程柴油機(jī)的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，但其燃油和潤滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發(fā)動機(jī)，所以至今實(shí)際使用的功率比較大的柴油機(jī)都是四沖程的。 世界上 臺發(fā)電機(jī)是1831年由英國的物理學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當(dāng)時(shí)法拉第在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁鐵在線圈中移動時(shí)，線圈會產(chǎn)生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后不久，便利用電磁感應(yīng)原理發(fā)明了世界上 臺發(fā)電機(jī)，即法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。這臺發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同，在磁場中轉(zhuǎn)動的不是線圈，而是一個(gè)用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個(gè)搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當(dāng)法拉第轉(zhuǎn)動搖柄使紫銅圓盤旋轉(zhuǎn)起來的時(shí)候，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發(fā)電機(jī)。當(dāng)年法拉第曾在英國皇家學(xué)會上表演他的發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí)，有一位貴夫人問法拉第：“這玩藝兒有什么用呢？”法拉第非常有禮貌地回答道：“夫人，新生的嬰兒又有什么用處呢？”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。 當(dāng)拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)雖然非常簡單，它產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光，但是，這是世界上 臺發(fā)電機(jī)，是它首先向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來，人們在此基礎(chǔ)上將馬蹄形 磁鐵改為能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場的電磁鐵，用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤，對電刷也進(jìn)行了改進(jìn)，終于制成了功率的可供實(shí)用的發(fā)電機(jī)。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機(jī)，也是根據(jù)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基本原理一電磁感應(yīng)原理制成的。 1866年，德國的電工學(xué)家、實(shí)業(yè)家恩斯脫．韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上研制出自激勵式發(fā)電機(jī)，1870年，比利時(shí)的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發(fā)電機(jī)。在經(jīng)過不斷改進(jìn)之后，電機(jī)技術(shù)已經(jīng)走向成熟，1877年真正實(shí)用的發(fā)電機(jī)開始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。 100多年過去了，正是這簡陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發(fā)電機(jī)人類帶入了電氣時(shí)代，為人類利用電能做出了重大貢獻(xiàn)。 21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代，特別是電腦技術(shù)等高科技成果在柴發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用，使柴油發(fā)電機(jī)組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機(jī)為動力用的柴油發(fā)電機(jī)組己經(jīng)是通信等企業(yè)必不可少的重要設(shè)備。

發(fā)電機(jī)無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)之所以應(yīng)用較廣是因?yàn)檫@個(gè)原因 無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng) 無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)是通過觸發(fā)線圈（傳感器）獲取觸發(fā)電流的，通過控制晶體管或晶閘管來控制點(diǎn)火線圈初級電流的通斷，使次級線圈產(chǎn)生高電壓。無觸點(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)，簡稱PEI。無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)無需保養(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觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。 無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)按照點(diǎn)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(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)火能量儲存在電容器中的點(diǎn)火系統(tǒng)，簡稱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)為例講解無觸點(diǎn)磁電機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。 電容放電無觸點(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、照明線圈等。充電線圈向點(diǎn)火系統(tǒng)電子點(diǎn)火器中儲能電容器充電。觸發(fā)線圈輸出觸發(fā)脈沖送出點(diǎn)火信號。信號、照明線圈分別向摩托車信號系統(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°，穿過定子線圈鐵芯的磁通和產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變化一個(gè)周期。也就是說，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，線圈上的磁通和感應(yīng)電動勢變化兩個(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)電動勢是正、負(fù)交變的。當(dāng)其電動勢在圖示的上端為正時(shí)，經(jīng)二極管向儲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(xù)增大，但由于充電時(shí)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(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) 來自觸發(fā)線圈上的電子點(diǎn)火器的觸發(fā)信號通過由觸發(fā)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(fā)電流更陡一些）一曰日日閘管SCR控制極（和R3）一觸發(fā)線圈電動勢的負(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陽極、陰極向點(diǎn)火線圈初級繞組Ll迅速放電，點(diǎn)火線圈鐵芯磁通迅速變化，在次級繞組上感應(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。對于二沖程柴油機(jī)來說，有一次是多余的，但沒有壞處，因?yàn)樗前l(fā)生在排氣沖程。但對四沖程柴油機(jī)來說，則產(chǎn)生4次點(diǎn)火，有3次是多余的，這些多余的跳火會影響柴油機(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)生過大的無線電干擾；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。