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發(fā)電機無觸點點火系統(tǒng)之所以應用較廣是因為這個原因
        無觸點磁電機點火系統(tǒng)

無觸點磁電機點火系統(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(tǒng)又稱為磁電機半導體點火系統(tǒng),簡稱PEI。無觸點點火系統(tǒng)無需保養(yǎng),成本不高,技術上也不復雜,所以應用較廣。現(xiàn)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(tǒng)。

無觸點磁電機點火系統(tǒng)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(fā)電機組)上廣泛使用的是電容式。電容式點火系統(tǒng)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(tǒng),簡稱CDT點火系統(tǒng)。根據(jù)觸發(fā)線圈結構形式的不同,CDT點火系統(tǒng)又分為帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)和不帶觸發(fā)線圈的CDI點火系統(tǒng)。下面以帶觸發(fā)線圈的CDT點火系統(tǒng)為例講解無觸點磁電機點火系統(tǒng)的工作原理。

電容放電無觸點磁電機點火系統(tǒng)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(fā)電機的簡稱,它是點火系統(tǒng)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(fā)電。根據(jù)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(fā)線圈和信號、照明線圈等。充電線圈向點火系統(tǒng)電子點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(fā)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(shù)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(xù)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(tǒng)的高速性能不利。

采用小容量的電容器可提高點火系統(tǒng)的高速性能。因為電容器的充電時間常數(shù)與電容器的容量成正比。減小電容量,可以減小充電時間常數(shù),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(tǒng)停止工作。

②觸發(fā) 來自觸發(fā)線圈上的電子點火器的觸發(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)線圈電動勢的負端的觸發(fā)電流,使晶閘管SCR導通。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用以調整并穩(wěn)定觸發(fā)電流。二極管VD2阻止觸發(fā)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(fā)線圈L4的匝數(shù)較多。

③放電 晶閘管SCR觸發(fā)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(fā)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(fā)線圈產生兩次正脈沖,電容完成充、放電兩個循環(huán),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(fā)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(fā)線圈的磁鐵,使觸發(fā)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(tǒng)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(xiàn)的電氣故障;在高轉速,觸發(fā)脈沖電壓升高,晶閘管控制極觸發(fā)電壓提前到達,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(tǒng)在高速范圍能產生一個穩(wěn)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(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,而且惡化了燃油經濟性,所以其使用范圍受到較大限制。維曼發(fā)電機租賃



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