摘要：
柴油发电机磁电机的构造和工作原理
柴油发电机磁电机的构造和工作原理
柴油发电机磁电机点火装置是根据电磁感应原理产生高电压的。由*磁铁、高压线圈铁心、极掌等磁路元件和高压线圈的初、次级绕组(有的还带低压照明绕组)、断电器、电容器、高压线、火花塞等电路元件组成。它实际上是一种结构简单的交流发电机。有两种型式:一是有触点白金点火式;另一种是无触点CDI电子点火式。
10-A型磁电机
此型磁电机在高压线圈极掌内部旋转,称为内磁极回转式磁电机,是典型的有触点结构。
1.柴油发电机磁电机构造和作用
在发动机曲轴箱后侧面上固定着磁电机底盘,底盘上固定着极掌,高压线圈安装在极掌上;磁铁用销键和2个沉头螺钉固定在曲轴后端。工作时,曲轴带动磁铁在极掌内旋转。曲轴箱盖上装有断电器底盘,断电器安装在底盘上。曲轴前端上的凸轮直接与断电器的上白金架胶木块接触,控制断电器的开闭。电容器装在挡风板上与停火开关连接。
柴油发电机磁电机的主要作用是定时产生高电压。有的磁电机上带有6V或12V的照明绕组,可在工作时给出少量照明电力。
(1)磁铁。它由2块*磁铁和2块磁极铁心组合在一起,外面用锌铝合金压铸成一个圆柱形整体,形成一个*磁场。磁铁随曲轴一起旋转,高压线圈铁心内通过的磁通量也随之不断变化,使高压线圈绕组产生感应电势。磁铁外表面N极附近制有?记号,供调整点火强度时用。
(2)高压线圈和极掌。高压线圈由绕在同一铁心上的初、次级2个绕组构成。初级在里,次级在外。初级绕组用直径0.69mm的高强度漆包线绕(240±10)圈,直流电阻为0.4-0.6Ω;次
级绕组用直径0.08mm的高强度漆包线绕(14000±200)圈,直流电阻为4000-4500Ω。
高压线圈用2个长螺钉固定在极掌(又称轭铁)上,2个极掌分别用2个螺栓固定在磁电机盘上。在1个极掌的上方有“↘”记号,此记号与磁铁上的记号对齐时是柴油发电机磁电机的有利位角。柴油发电机磁电机底盘用2个螺栓固定在曲轴箱后端面上,2个螺孔为弧形。拧松固定螺栓,可左右移动10°范围,以调整高压线圈与磁极的相对位置,使上述两记号对齐。磁电机底盘固定螺栓垫有平垫和弹簧垫圈各1只。两极掌内侧成圆形,磁铁在其中旋转。为避免极掌和磁铁摩擦,留有0.4?0.45mm的间隙。高压线圈的作用是产生高压,使火花塞电极间形成火花。极掌的作用是沟通磁路以减小磁阻。
(3)断电器与凸轮。断电器底盘由上下两半组成。它用2只长螺钉固定在曲轴箱盖上。拧松固定螺钉,底盘可以左右转动,改变白金开闭时间。白金头(触点)分别铆在白金架上,上下白金架都套装在断电器底盘圆轴上。下白金架的另一端用螺钉固定在断电器底盘上,螺孔是椭圆形的,以便调整下白金架的位置,从而调整上下白金之间的间隙。上白金架压有胶木套,安装上白金架时在胶木套的两端垫有胶木垫,使上白金架与机壳对地绝缘,上白金架在圆轴上要转动灵活,感觉不到有间隙。为防止上白金架的轴向移动,在圆轴的上端钻有小孔,开尾销插在小孔中。上白金架上装有弹簧片,弹簧片的另一端和高压线圈的低压线一起用螺钉固定在下白金支架上。支架的孔中心及两面都有胶木垫,使低压线、上白金架与下白金架绝缘。上白金架的中部有胶木块,由于弹簧片的作用,使它紧紧地压在凸轮上。断电器的外面装有断电器罩壳。曲轴的前端制有一个表面光滑的凸凹面,作为凸轮用。断电器的作用是接通和断开初级绕组电路。断电器的开闭是通过凸轮控制的。当凸轮的凸起面起块时,并克服弹簧片的张力,使白金张开;当凸轮凸起面转离块时,在弹簧片弹力作用下,上下白金触点闭合。
(4)电容器。电容器为“磁电机用6V(或12V)电容器”(注意:6V或12V是名义上的工作电压而不是耐压规格,耐压一般要在交流400V以上,电容量约为0.15?0.30μF),它的外壳套有卡
子,用螺钉固定在挡风板上。电容器和白金触点并联,其作用是:
①消除断电器断开时白金间隙产生的火花,保护白金触点不致烧坏。
②在白金触点张开时促成初级绕组的磁场迅速收缩。使次级绕组获得较高的电压。对电容器的要求是:在20℃时,绝缘电阻不低于50兆欧(50MΩ),能承受初级绕组产生的200-300V自感电动势。
(5)停火开关。停火开关由装在导风罩上的金属控制杆、弹簧、开口挡圈和装在挡风板上的接触点组成。接触点是一小块金属片,通过绝缘垫装在挡风板上。接触点用低压线引出导线与高压线圈初级绕组、上白金触点和电容器中心电极连接,它实质上是一个常开按钮。停机时使用停火开关。当需要停机时,按下控制杆,控制杆即与电路接触点相通,初级绕组被对地短路,断电器失去作用,火花塞就不能产生火花而停机。
2.柴油发电机磁电机电路的连接
高压线圈的初级绕组和次级绕组相串联,初级绕组的一头接在铁心上,另一头与次级绕组的一头接在一起作为*二个接头(低压引出线接头,也相当于高、低压串联后完成线圈的1个抽头)接到白金架上(次级绕组要通过初级绕组与铁心相通);次级绕组另一个头通过高压导线接到火花塞中心电极上,电容器中心电极和上白金架及停火开关接点接在一起,电容器外壳、下白金、停火开关的控制杆和机壳相通。上下白金接触闭合时,初级(低压)电路即构成闭合回路;上下白金分离时,初级电路即被切断。
3.工作原理
10-A型磁电机是利用*磁铁(内转子)旋转时磁力线的变化,使绕组(线圈)产生感应电势的。
(1)初次级绕组磁力线的变化及感应电动势的产生。曲轴带着磁铁在高压线圈极掌内按顺时针方向回转时,通过高压线圈铁心的磁力线数量将随磁极转动的角度而变化。当磁铁转至0°位置时,磁极与两极掌平行,通过高压线圈的磁力线.多,但磁力线的变化量.小(趋近于0),初、次级绕组产生的感应电动势.小(也为0)。磁极由0°→90°回转时,磁极逐渐转离极掌,通过高压线圈的磁力线随磁极转角的增大而减小,初、次级绕组内开始产生感应电动势。磁力线开始变化量小,过45°以后,变化量增大,到90°时,磁力线全部由极掌构成回路,通过高压线圈的磁力线减少到0,此时磁力线的变化量.大,初、次级绕组产生的感应电动势.大。磁极由90°→180°回转时,磁极又逐渐转入极掌,通过高压线圈的磁力线反向增加,但磁力线的变化量逐渐减小,因而初、次级绕组产生的感应电势减小。到180°位置时,通过高压线圈的磁力线又.多,变化量.小,初、次级绕组产生的感应电势也降为0。磁极由180°→270°回转时,通过高压线圈的磁力线又逐渐减少,变化量逐渐增大,只是方向与0°→90°时相反,所以初、次级绕组产生的感应电势是反方向的增加,到270°时,初、次级绕组感应电势反方向达到.大值,如图4-5(d)所示。磁极由270→360°回转时,通过高压线圈的磁力线又增多,变化量减小,初、次级绕组感应电势降低,到360°时,感应电势又降为0。
综上所述,柴油发电机磁电机磁极在极掌内每转1圈,初、次级绕组中同时分别感应出大小相等、方向相反的两次.高的电动势。因初级绕组圈数少,次级绕组圈数多,所以初级的感应电势低,次级的感应电势高。但是,尽管如此,次级绕组产生的电势值仍不足以击穿柴油发电机火花塞的放电间隙,火花塞不能形成火花。用增加线圈圈数、增强磁场强度、提高旋转速度等办法均可达到使高压线圈产生足够高的点火电压的目的,但这将使磁电机的体积、重量、转速大为增加,材料质量要求更高,成本增加。简便的方法是增加高压线圈中磁力线变化的速度。
(2)次级绕组产生高电压的过程。在初极绕组感应电势为0时,使断电器将初级绕组闭合,当初级绕组感应电势逐渐增加时,绕组电路中必然产生感应电流,此电流又产生磁力线,这个磁力线与磁铁的磁力线相叠加,同时通过初、次级绕组。当初级电流.大时,由此电流产生的磁力线也.多。此时,断电器突然将初级绕组的电路断开,初级电流迅速消失,它所产生的磁力线也随之突然消失,从而使铁心中感应出15000V-20000V的高电压,使火花塞跳火,点燃被压缩后的混合气。
由此可知,10-A型磁电机工作原理是:磁极(内转子)在高压线圈的极掌内旋转,使初、次级绕组中产生感应电压;当这个感应电压为0的瞬间,断电器将初级电路闭合;当初级绕组感应电流.大时,断电器将初级电路断开,使初级电流迅速消失,由于高压线圈中的磁力线突然变化,从而使次级绕组感应出很高的点火电压。
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