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柴油發(fā)電機組的直流電動機啟動
電動機啟動系統(tǒng)由操作人員通過踏板和杠桿操作啟動開關(guān),使電動機的齒輪嚙入飛輪齒圈或者操作人員撳下啟動按鈕,電磁開關(guān)通電吸合,控制啟動機和齒輪嚙入輪齒圈帶動柴油機啟動。
1.啟動電動機的離合機構(gòu)
啟動電動機軸上的嚙合齒輪在啟動時,才與發(fā)動機曲軸上的飛輪齒圈相嚙合,而當(dāng)發(fā)動機開始運行后,啟動電動機應(yīng)立即與曲軸分。否則當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高,使啟動電動機大大超速旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生很大的離心力,造成損壞,甚至使啟動電動機電樞飛散。因此,啟動電動機必須裝離合機構(gòu)。啟動時保證啟動電動機的動力能傳遞給曲軸,啟動后能切斷啟動電動機與發(fā)動機曲軸的聯(lián)系。
常用的離合機構(gòu)有以下幾種:
(1)彈簧離合機構(gòu)這種機構(gòu)套裝在啟動機電樞軸上,驅(qū)動齒輪的右端活套在花鍵套筒的左端的外圓上,兩個扇形塊裝入齒輪右端相應(yīng)缺口中并伸人花鍵套筒左端的環(huán)檜內(nèi),這樣齒輪和花鍵套筒可一起作軸向移動,兩者可相對滑轉(zhuǎn)。離合彈簧在自由狀態(tài)下的內(nèi)徑小于齒輪和套筒相應(yīng)外圓面的直徑,安裝時緊在外圓面上。啟動機帶動花鍵套筒旋轉(zhuǎn),有使離合彈簧收縮的趨勢,由于離合彈簧被箍在相應(yīng)外圓面上,于是,啟動機扭矩靠彈簧與外圓面的摩擦傳給驅(qū)動齒輪,從而帶動飛輪圈轉(zhuǎn)動。當(dāng)機啟動后,齒輪有比套筒轉(zhuǎn)速快的趨勢,彈簧脹開,離合齒輪在套簡上滑動,從而使齒輪與飛輪齒圈脫開。
該離合機構(gòu)較簡單,所配用的ST614型啟動機,其電壓為流24V、河南駐馬店本地功率為5.3kW,操作方便,因而得到廣泛應(yīng)用。
(2)摩擦片式離合機構(gòu)摩擦片式離合機構(gòu)。這種離合結(jié)構(gòu)這樣裝配的,內(nèi)花鍵殼9裝在具有右旋外花鍵上,主動片8套在內(nèi)花鍵殼9的導(dǎo)槽中,而從動片6與主動片8相間排列,旋裝在花鍵套10上的螺母2與摩擦片之間,裝有彈性3圈,壓環(huán)4和調(diào)整墊片5。驅(qū)動齒輪右端的形部分有一個導(dǎo)槽,從動片齒形凸緣裝入此導(dǎo)槽之中, 裝卡環(huán)7,以防止啟動機驅(qū)動齒輪1與從動片松脫。離合結(jié)構(gòu)裝好后摩擦片之間無壓緊力。
啟動時,花鍵套10按順時針方向轉(zhuǎn)動,靠內(nèi)花鍵殼9與花鍵套10之間的右旋花鍵,使內(nèi)花鍵殼在花鍵套上向左移動將摩擦片壓緊,從而使離合機構(gòu)處于接合狀態(tài),啟動機的扭矩靠摩擦片之間的摩擦傳給驅(qū)動齒輪,帶動飛輪齒圈轉(zhuǎn)動。發(fā)動機啟動后,驅(qū)動齒輪相對于花鍵套轉(zhuǎn)速加快,內(nèi)花鍵殼在花鍵套上右移,于是摩擦片便松開,離合機構(gòu)處于分離狀態(tài)。
該離合機構(gòu)摩擦力矩的調(diào)整,即調(diào)整墊片5可改變內(nèi)花鍵殼端部與彈性墊圈之間的間隙,以控制彈性墊圈的變形量,從而調(diào)整離合機構(gòu)所能傳遞的 摩擦力矩。
摩擦片式的離合機構(gòu)由于可傳動的扭矩較大。因此,通常用于較大啟動扭矩的柴油機上。
2.啟動機電嵫操機構(gòu)
為柴油機所用的ST614型啟動機的結(jié)構(gòu)圖。它由串激式直流電動機作啟動機,其功率為5.3kW,電壓為24V,此外,還有電磁開關(guān)和離合機構(gòu)等部件組成。
為電磁操縱機構(gòu)啟動機電氣接線圖。
啟動時,打開電路鎖鑰(即電路開關(guān)),然后,撳下啟動按鈕4,電路接通,于是電流通入牽引電磁鐵兩個線圈:即牽引電磁鐵線圈和保持線圈,兩個線圈產(chǎn)生同一方向的磁場吸力,吸引鐵心左移,并帶動驅(qū)動杠桿8擺動,使啟動機的齒輪與飛輪齒圈進行嚙合。鐵心1繼續(xù)向左移,于是,啟動開關(guān)5觸點閉合,啟動直流電動機電路接通,直流電動機開始運轉(zhuǎn)工作,同時與啟動開關(guān)與并聯(lián)的牽引線圈被短路失去作用,牽引繼電器由保持線圈所產(chǎn)生磁場吸力保持鐵心位置不動。
啟動后,應(yīng)及時松開啟動按鈕,使其回到斷開位置,并轉(zhuǎn)動電路鎖鑰,切斷電源,以防啟動按鈕卡住,電路切不斷,牽引繼電器繼續(xù)通電。此時,由于電路已切斷,保持線圈磁場消失,在復(fù)位彈簧的作用下,鐵心右移復(fù)原位,直流電動機斷電停轉(zhuǎn)。同時,齒輪驅(qū)動杠桿也在復(fù)位彈簧的作用下,使齒輪退出嚙合。



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蓄電池僅有虛電壓導(dǎo)致發(fā)電機組無法起動
(1)故障現(xiàn)象 一臺康明斯B系列柴油機,此前未出現(xiàn)任何故障。某天早上出現(xiàn)起動困難現(xiàn)象,但起動后,柴油機運轉(zhuǎn)正常。再次起動柴油機突然出現(xiàn)無法起動故障,起動時無任何起動征兆,起動機不轉(zhuǎn)動。
(2)故障查找分析 首先應(yīng)檢查蓄電池電量是否充足。檢修人員用隨身所帶的數(shù)字萬用表檢測,發(fā)現(xiàn)電壓為25V,屬于正常范圍。又懷疑起動電動機或起動線路有故障。對起動線路進行檢查,發(fā)現(xiàn)線路無任何故障,把起動電動機兩主接線柱短接,起動電動機無起動跡象,因而確信為起動機故障。但是當(dāng)拆檢起動電動機后,發(fā)現(xiàn)起動電動機并無任何故障。
維修人員懷疑蓄電池電量不足,用蓄電池檢測儀檢測,儀器顯示蓄電池電量嚴重不足。
該柴油機使用時間一直較短,并且起動次數(shù)較多,蓄電池長期處于虧電狀態(tài)使用,導(dǎo)致蓄電池極板損壞。而單塊蓄電池在電量不足時,電壓仍然有12V左右,只有當(dāng)放電時電壓才會急劇下降。因此在使用萬用表檢測蓄電池電壓時,應(yīng)該進行動態(tài)檢測,或者使用高率放電計、河南駐馬店本地蓄電池檢測儀等專業(yè)儀器測試,避免被“虛電壓”造成的假相蒙蔽。
(3)故障排除 更換蓄電池后故障消失,柴油機正常運行。


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發(fā)電機無觸點點火系統(tǒng)之所以應(yīng)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(chǎn)生高電壓。無觸點磁電機點火系統(tǒng)又稱為磁電機半導(dǎo)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(shù)上也不復(fù)雜,所以應(yīng)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(jié)構(gòu)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、河南駐馬店電子點火器、河南駐馬店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(shè)備的電源。磁電機是借 磁鐵轉(zhuǎn)子繞定子旋轉(zhuǎn)時,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,磁電機可分為如下兩種類型:內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁電機和外轉(zhuǎn)子電機。
摩托車和機組等用的磁電機轉(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、河南駐馬店形狀相同,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、河南駐馬店觸發(fā)線圈和信號、河南駐馬店照明線圈等。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、河南駐馬店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,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、河南駐馬店觸發(fā)和放電。
①充電 充電線圈的感應(yīng)電動勢是正、河南駐馬店負交變的。當(dāng)其電動勢在圖示的上端為正時,經(jīng)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(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(dāng)點火開關(guān)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、河南駐馬店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(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(dǎo)通時,電容器上的電能經(jīng)晶閘管SCR陽極、河南駐馬店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(yīng)出使火花塞產(chǎn)生電火花的高壓。
點火提前角由飛輪、河南駐馬店曲軸及充電線圈、河南駐馬店觸發(fā)線圈的相互安裝位置決定。對四極外轉(zhuǎn)子式磁電機而言,飛輪旋轉(zhuǎn)一周,充電線圈、河南駐馬店觸發(fā)線圈產(chǎn)生兩次正脈沖,電容完成充、河南駐馬店放電兩個循環(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(chǎn)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(zhuǎn)一圈中產(chǎn)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(chǎn)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(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,晶閘管提前導(dǎo)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)濟性,所以其使用范圍受到較大限制。



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