交流发电机的结构特点及其工作原理

交流发电机的结构特点及其工作原理 1、发电机的结构特点 P11C 型发动机所配的发电机，是国内外汽车广泛使用的三相硅整流交流发电机。通过8 个二极管组成三级桥式全波整流电路(整流器)， 将三相绕组中产生的交流电转变为直流电。 其结构如图所示。 把三相发电机各线圈的末端接在一起成为公共端点，又称为三相电源的中性点。从中性点引出的线称为中线，从三个线圈始端引出的线 称为相线。这种连接方式称为星形接法。 2、整流原理 交流发电机发出三相交流电，但汽车上的用电设备和蓄电池都是直流电。整流器的功能是将交流电转变为直流电。 汽车交流发电机利用硅二极管的单向导电性能，用 6 只硅二极管组成三相桥式全波整流电路，把交流电转变为直流电。 8 管极交流发电 机在中性点增加了两个二极管，也称为中性点二极管，这样使发电机的三次谐波在中性点叠加，可将发电机的输出功率提高。9 管极的交流发 电机增加了功率较小的激磁管，这样可以用简单的充电指示灯来表示发电机的工作情况，省去了结构相对复杂的继电器。 3、调节器作用 发电机的发电量是随着发动机的转速变化而变化的。当发电机的电压超过恒定值(如 28V)时，就需要加以限制。IC 调节器，是将所有元 件集成在一个半导体基片(集成电路)上，利用三级管开关电路的作用控制发电机的磁场，在发电机转速变化时保持其输出电压不变。 电压调节器是一负反馈控制，其在某一规定的高压下起作用，若电机电压高于规定值，则减少激磁电流以降低电机输出电压，限制发电 机的输出电压不超出某一规定范围。如： 28V 的发电机，控制在 28±0.30V 范围内。低于上述控制值，调节器不起调节作用，只是磁场线圈 通电线路中的一个导体。 集成电路调节器具有体积小、工作可靠、无须维护等特点，故被广泛使用。 4、汽车交流发电机的特性 汽车交流发电机的工作特性是以转速为基准，表示发电机输出电流、电压经整流后与转速的关系。 以输出特性曲线来表示发电机的特性。输出特性是指发电机输出电压保持衡定时（24V 发电机规定为 28V），发电机转速与输出电流的 关系，通过它可以知道发电机在不同转速下输出功率的大小。 从图中可以知道，保持发电机输出电压一定时，随着转速的增加，发电机的输出电流也逐渐增大。当转速增大到一定值后，发电机的输 出电流不再增大，此时的电流值为发电机的最大输出值。发电机的额定电流值一般规定为最大输出电流值的2/3。 柴油机电子控制燃油喷射技术简介 一、 技术概述 排气净化与节能是汽车产品急需解决的两大难题，现代车用柴油机工作压力高，燃烧充分， 油耗比汽油机约低两成，排放物中除微粒物外均低于汽油机，因此在世界范围内应用不断扩 大，除中重型商用车外，轻型车和轿车也越来越多地应用。传统的柴油机存在着供油不精确 的问题，解决的办法是采用电子控制燃油喷射的技术。 与汽油机相比柴油机的电子控制燃油喷射系统有很多相同之处，在整机电脑管理方面两 者基本相同，但因柴油机的喷射系统形式多样，电控系统的硬件也呈多样形式，同时柴油机 需要对油量、定时、喷油压力、喷油路等多参数进行综合控制，其软件的难度也大于汽油机。 第一代柴油机电控燃油喷射系统也称位置控制系统，它用电子 伺服机构代替调速器控制 供油滑套位置以实现供油量的调整，这类技术已发展到了可以同时控制定时和预喷射的 TICS 系统。 第二代系统也称时间控制系统， 其特点是供油仍维持传统的脉动式柱塞泵油方式， 但油量 和定时的调节则由电脑控制的强力快速响应电磁阀的开闭时刻所决定。 第三代也称为直接数控系统 ，它完全脱开了传统的油泵分缸燃油供应方式，通过共轨压 力和喷油压力／时间的综合控制，实现各种复杂的供油规律和特性。强力快速线形响应电磁 阀是各种系统共同的技术难点。 二、现状及国内外 发展趋势 因柴油机的喷射系统形式多样，国外柴油机的电控系统也形式多样，有直列泵和分配泵的 可变预行程 TICS系统，有基于时间控制泵喷嘴系统，有蓄压共轨系统和高压共轨系统等。各 种技术方案都在原有的基础上发展，但高压共轨系统是总的发展方向。 根据国内到 2000年实行欧洲 I 号排放法规，2005年实行欧洲 II号排放法规， 2010年实行 欧洲 III号法规的进度要求，对主要国产喷油泵进行电控系统的开发，包括硬件和软件的开 发，并尽快实现产业化，同时要专门组织力量，对主要在中、重型车上使用的高压共轨系统 和在轻、轿车上使用的时间控制式 VE分配泵系统进行联合开发、 攻关，到 2005年前后实现产业化。 三、 “十五”目标及主要研究内容 ①目标：完成关键技术，开发出新产品。 ②主要研究内容： 柴油机电控燃油喷射位置控制技术； 柴油机电控燃油喷射时间控制技术； 柴油机电控燃油喷射直接数控技术。 废气涡轮增压机的结构及其工作原理 增压器是用来提高发动机的进气充气密度，以提高平均有效压力来提高功率和改善经济性的器件。在汽车发动机中采用比较普遍的就是 废气涡轮增压系统 。 其结构如右图所示 其简单工作原理如下： 排气管排出的废气由废气进口进入涡轮壳 13，具有一定压力的高温废气经涡轮壳进入喷嘴环。由于喷嘴环的通道面积做成由大到小，因而 废气的压力和温度下降，而速度却迅速提高。这个高温高速的废气气流，按一定的方向冲击涡轮轴 1 上的涡轮，使涡轮高速旋转，废气的压 力、温度和速度越高，涡轮转速也越高。通过涡轮的废气最后排入大气。这时与涡轮固装在同一根转子轴上的压缩机叶轮 8 也以相同的速度 旋转，将经滤清器的空气吸入压缩机壳。高速旋转的压缩机叶轮把空气甩向叶轮的外缘，使其速度和压力增加，并进入形状做成进口小出口 大的扩压器，因此气流的速度下降压力升高。再通过断面由小到大的环形压缩机壳 9 使空气压力继续升高。高压空气流经进气管进入气缸， 增大了充气效率，使燃油燃烧更加充分，以保证发动机发出更大功率。在采用废气涡轮增压器后，不仅可以大大提高发动机功率，缩小外形 尺寸，节约原材料，降低燃油消耗，而且可以使排烟浓度降低，减少废气中的 CO、HC 以及 NOx的含量，从而降低汽车排放。另外，由于燃烧 压力升高率降低，发动机工作柔和，噪声也比较少。 V 型双缸空气压缩机 空气压缩机是全车供气系统压缩空气气源的动力设备，其主要作用是将大气压缩至一定压力，以满足车辆气动驱动的要求。 （一）空气压缩机的分类 空气机可分为：1、速度式；2、容积式； 容积式又分为回转式和往复式； 回转式：（1）转子式；（2）螺杆式；（3）滑片式。 往复式：（1）活塞式；（2）膜式。 空气压缩机按工作原理可分为速度式和容积式两大类。 速度式：是靠气体在高速旋转叶轮的作用，得到较大的动能，随后在扩压装置中急剧降速，使气体的动能转变成势能，从而提高气体压 力。速度式主要有离心式和轴流式两种基本型式。 容积式：是通过直接压缩气体，使气体容积缩小而达到提高气体压力的目的、容积式根据气缸测活塞的特点又分为回转式和往复式两类。 汽车上配制的空压机多数采用容积式。 回转式：活塞作旋转运动，活塞又称为转干，转子数量不等，气缸形状不一。回转式包括有转子式、螺杆式、滑片式等。 往复式：活