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：活塞做往复运动，气缸呈圆筒形。往复式包括有活塞式和膜式两种，其中活塞式是目前应用最广泛的一种类型。载重汽车用的空压机绝大多数采用活塞式。活塞式空压机的分类、型号表示方法、结构特点及工作原理介绍如下：

活塞式空压机一般以排气压力、排气量（容积流量）、结构型式和结构特点进行分类。

1．按排气压力高低分为：

低压空压机 排气压力≤1.0MPa

中压空压机 1.0MPa＜排气压力≤10MPa

高压空压机 10MPa＜排气压力≤100MPa

2．接排气量大小分为：

小型空压机 1m3／min＜排气量≤10m3／min

中型空压机 10m3／min＜排气量≤100m3／min

大型空压机 排气量＞100m3／min

空压机的排气量指吸入状态自由气体流量。

一般规定：轴功率＜15KW、排气压力≤1.4MPa为微型空压机。

3．按气缸中心线与地面相对位置分为：

立式空压机——气缸中心线与地面垂直布置。

角度式空压机——气缸中心线与地面成一定角度（V型、W型、L型等）。

卧式空压机——气缸中心线与地面平行，气缸布置在曲轴一侧。

对动平衡式空压机——气缸中心线与地面平行，气缸对称布置在曲轴两侧。

4按结构特点分为：

单作用——气体仅在活塞一侧被压缩。

双作用——气体在活塞两侧被压缩。

水冷式——指气缸带有冷却水夹套，通水冷却。

风冷式——气缸外表面铸有散热片，空气冷却。

固定式——空压机组固定在地基上。

移动式——空压机组置于移动装置上便于搬移。

有油润滑——指气缸内注油润滑，运动机构润滑油循环润滑。

无油润滑——指气缸内不注油润滑，活塞和气缸为干运转，但传动机构由润滑油循环润滑。

全无油润滑——气缸内传动机构均无油润滑。

此外还分为单级压缩、两级或多级压缩等。

(日野FM车型空气压缩机)

返回顶部

起动机的结构特点及其工作原理

一、起动机简介

起动机是由直流串激电动机、操纵机构和离合机构所组成。它专门启动发动机，需要强大的转矩，因此要通过的电流量很大，达到几百安培。

直流电动机在低转速时扭矩大，转速高时扭矩逐渐变小，很适合做起动机之用。

起动机采用直流串激式电动机，转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制；驱动机构采用减速齿轮结构；操纵机构采用电磁磁吸方式。

二、电动机构

电动机由磁场（定子）、电枢（转子）和整流子组成，为了增大扭矩采用多极磁场，常见有4个磁场。当电流通过电枢线圈时，整个线圈会受到一个转矩而转动。由于直流电动机通电后会产生一种反电动势，并与发动机转速成正比，与扭矩成反比，因此能满足发动机起动时的要求。起动机起动电流很大，因此，操作时启动时间一定要短。

三、减速机构

减速齿轮机构的驱动齿轮与发动机飞轮接合而启动发动机，采用单向驱动方式。当电动机上的小齿轮的转速高于发动机飞轮齿圈的速度时，电动机带动发动机转，当发动机的转速高于电动机时，它们之间的动力传递关系自动解除。

减速起动机主要由电磁啮合开关，减速齿轮，电动机、起动齿轮（小齿轮）及单向啮合器等部分组成如所示。

(日野FM车型P11C发动机起动机

四、机构特点

P11C发动机减速起动机具有以下显著特点：

①动力输出结构分为电枢轴和传动轴两部分。电枢轴两端用滚珠轴承支承，负荷分布均匀，使用时间长，不易磨损，电枢较短，不易出现电枢轴弯曲，磨坏磁场绕组的情况。

②采用了减速装置，在转子和起动齿轮之间，安装有减速齿轮，起动电动机传递给起动齿轮的扭距就会增大。利用电磁开关，使得承担电动机（经减速齿轮后）的动力输出是起动齿轮和起动齿轮轴，而啮合器部分不动。输出功率小的起动机，常采用外啮合方式，输出功率大的起动机采用内啮合方式。

③减速起动机采用电磁开关操纵，有些备有辅助开关（或称副开关）。它的作用是防止烧坏电磁开关和电门（起动）开关。分级接通电源，大大降低了起动机损坏的可能性，从而延长了起动机的使用寿命。

④减速起动机的体积和重量大约是传统起动机的一半，节约了原材料，同时拆装修理很方便。

⑤减速起动机的磁极对数与传统的起动机一样，但磁场线圈绕组常采用小导线多根串联的方法，电枢绕组的绕法虽与传统的原理相同，但制造工艺先进。