发动机电气系统
电气系统具有两个独立电路。
- 充电电路
- 起动电路
电气系统的一些部件可用于不只一个电路中。 以下部件在各电路中公用。
- 蓄电池
- 断路器
- 电缆
- 蓄电池导线
发动机运转时充电电路即处于工作状态。 交流发电机为充电电路发出电力。 电路中的电压调节器控制电气输出以便保持蓄电池处于充满电的状态。
注意 |
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断路开关(如果配备)必须处于 ON 位置才能使电气系统工作。 如果发动机在断路开关处于 OFF 位置的情况下运行,将导致某些充电电路部件损坏。 |
如果发动机有一个切断开关的话,只有在切断开关置于 "ON" 位置后才能操作起动电路。
起动开关只在启用起动开关时才工作。
充电电路与电流表连接。 起动电路不与电流表连接。
充电系统部件
交流发电机由曲轴皮带轮通过聚乙烯 V 型皮带驱动。 此交流发电机为 3 相、自整流充电器。 电压调节器是交流发电机的组成部分。 无刷交流发电机和电刷型交流发电机的工作原理随后讨论。
注意 |
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切勿在蓄电池未接入电路中的情况下使交流发电机运转。 在电路中存在重负载时连接或断开交流发电机的接线都可能导致调压器的损坏。 |
无刷交流发电机
图 1 | g00292313 |
无刷交流发电机(典型示例) (1) 调节器 (2) 滚柱轴承 (3) 定子绕组 (4) 滚珠轴承 (5) 整流桥 (6) 激磁绕组 (7) 转子组件 (8) 风扇 |
交流发电机设计需要滑环和电刷。 此交流发电机唯一运动的零件是转子组件。 所有承载电流的导体都是静态的 下述部件为导体:励磁绕组, 定子绕组, 整流二极管 和 调节器电路的部件。
转子组件有许多手指状磁极,各极性相反的磁极之间存在气隙。 磁极的剩磁能产生少量的类磁力线(磁场)。 于是磁极之间产生磁场。 当转子组件开始在励磁绕组和定子绕组之间转动时,定子绕组中会产生少量交流电(AC)。 这个交变电流是由磁极的剩磁产生的少量磁力线形成的。 当经过整流器电桥的二极管时,使交变电流转变为直接电流(DC)。 这种电流的大部分被用于蓄电池的充电和低电流电路的供应。 余下的电流被传送到励磁绕组。 流过励磁绕组(铁芯外缠绕的导线)的直流电使磁力线的强度升高。 这些变强的磁力线提高了定子绕组中产生的交流电量。 转子组件的转速加快,也能提高交流发电机的电流和电压输出。
电刷型交流发电机
图 2 | g00698978 |
电刷型交流发电机(典型示例) (1) 定子 (2) 励磁线圈(转子) (3) 调节器 |
该交流发电机设计有一个固定的定子 (1) 和一个移动的励磁线圈(转子) (2) 。 滑动环和电刷用于向旋转励磁线圈提供激发电流。
电刷型交流发电机可能是蓄电池励磁型交流发电机或自励磁交流发电机。 自励磁交流发电机依靠残留磁性,类似于无刷交流发电机。 蓄电池励磁型交流发电机有较少的残留磁性。 这些交流发电机将蓄电池供电电流用作励磁电流,以产生磁力线。 交流发电机电压超过蓄电池电压时,充电系统将自给自足,不再需要蓄电池电压。
电压调节器是一个固态电子开关。 电压调节器感应系统的电压。 电压调节器使用开关来控制励磁绕组中的电流。 通过这样来控制电压输出以使其达到系统电气部件的要求。
起动系统部件
电磁阀
电磁阀是一个电磁开关,可执行两个基本功能:
- 电磁阀使用电流强度低的起动开关电路来接通电流强度高的起动马达电路。
- 电磁阀使起动马达小齿轮与齿圈啮合。
图 3 | g00292316 |
典型的电磁阀示意图 |
电磁阀有绕组(一组或两组)环绕空心圆筒。 圆筒内有一个带弹簧加载装置的芯柱。 芯柱可来回移动。 当接通起动开关,使电力流经绕组时,就会产生一个磁场。 磁场拉动芯柱在圆筒内向前移动。 这会移动拨杆,使驱动小齿轮与齿圈啮合。 芯柱前端接着使蓄电池与电磁阀的马达端子接触。 起动马达然后就开始使发动机飞轮转动。
当起动开关断开时,电流就不再流过绕组。 这时弹簧使芯柱回到原位。 与此同时,弹簧把小齿轮移离飞轮。
当电磁阀内使用两副绕组时,这两副绕组被称为保持绕组和拉动绕组。 两个绕组在气缸周围缠绕相同的次数。 但是,吸引绕组使用了直径加大的导线以便产生更大的磁场。 当起动开关接通时,一部分电流从蓄电池流过保持线圈。 其余的电流经吸合绕组流向马达端子至接地。 当电磁阀完全启用时,通过拉动绕组的电流被停止。 只有较小的保持绕组在起动发动机所需的时间段里一直工作。 电磁阀此时将从蓄电池吸取少量电流。 电磁阀产生的热量将会保持在可接受的水平。
起动马达
图 4 | g00292330 |
起动马达横截面 (1) 磁场绕组 (2) 电磁阀 (3) 离合器 (4) 起动装置小齿轮 (5) 转接器 (6) 电刷组件 (7) 电枢 |
起动马达带动发动机飞轮转动直到其速度足以起动发动机。
起动马达具有电磁阀 (2) 。 当起动开关启用后,电磁阀将移动起动装置小齿轮 (4) 以使起动装置小齿轮与发动机飞轮上的齿圈啮合。 当蓄电池与起动马达之间的回路由于电磁阀内的电气触点而接通时,小齿轮与齿圈将会啮合. 当蓄电池与起动马达之间的电路完全接通时,起动装置小齿轮将使发动机飞轮转动。 离合器对起动马达起保护作用,使得发动机起动后无法带动起动马达转得太快。 当松开开关时,起动机小齿轮将移离飞轮齿圈。
其它部件
断路器
断路器就是一个开关,它能在电气系统中的电流高于断路器的额定电流时断开蓄电池电路。 金属盘 (2) 通过热来作用。 如果电气系统的电流过高,金属圆片将变热。 此热量会导致金属圆片变形。 当金属盘冷却下来时,断开的断路器又会重置。 按下重置按钮 (1) 以接通触点并重置断路器。
注意 |
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查出和解决造成开路器开路的故障。 这将有助于防止电路部件因电流过大而损坏。 |
图 5 | g00281837 |
断路器原理图 (1) 复位按钮 (2) 处于开路位置的盘 (3) 触点 (4) 盘 (5) 蓄电池电路接线端 |
电磁传感器
图 6 | g00285114 |
电磁传感器示图 (1) 磁力线 (2) 线圈 (3) 间隙 (4) 极靴 (5) 飞轮齿圈 |
电磁传感器是一个单极永磁发电机。 电磁传感器由线圈 (2) 构成。 此线圈环绕永磁极靴 (4) 。
飞轮齿圈 (5) 的轮齿切割环绕传感器的磁力线 (1) 时,产生交流电压。 此电压的频率直接与发动机转速成比例。
磁开关
磁开关(继电器)用于起动装置电磁阀电路。 该开关采用了与电磁阀相同的电控方式。 磁开关具有降低起动开关上的低电流负载的功能。 磁开关还控制发送至起动电磁阀的低电流。