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测量柴油发电机的点火正时方法 |
摘要：点火系统是按柴油发电机气缸的工作顺序进行点火， 最佳的点火时刻使柴油发电机获得最大功率和最小的燃料消耗， 在柴油发电机气缸内， 从开始点火到完全燃烧需要一定的时间 （约千分之几秒） ， 为了使柴油发电机发出最大的功率， 点火时刻不应在压缩行程终了， 而应适当提前。因此，点火正时是影响柴油发电机缸内燃烧过程的关键参数，直接决定了缸内最高燃烧压力、压力升高率及最高燃烧温度等，影响整机动力性和排放。
一、点火正时的定义
柴油机点火时间一般用点火提前角（曲轴转角或凸轮轴转角）表示。当点火正时正确时，点火提前角处于最佳状态。然而，最佳点火提前角是随转速、负荷和燃油因素的改变而变化的。对于传统点火系，随转速和负荷的变化，是在动态情况下由分电器上离心式调节器和真空式调节器自动调节的；随辛烷值的变化，则是在静态情况下通过获得最佳初始点火提前角，亦即获得最佳分电器壳固定位置得到的。当使用的汽油辛烷值改变时，柴油发电机的初始点火提前角亦即分电器壳的固定位置也要随之改变。柴油机的点火正时是指根据发动机的工作原理和设计要求，正确安排气缸内燃油喷射和点火时刻的过程。以下是柴油机检查点火正时的几个关键步骤：
（1）准备工具：确保拥有适当的调整工具，如点火时间调整仪、扳手等。
（2）定位观察孔：转动曲轴，使得飞轮上的刻度线与变速器壳体上的观察孔对齐，这时发动机的第一缸活塞应该位于压缩行程的上止点。检查方法如图1所示。
（3）调整供油提前角：通过转动高压油泵驱动齿轮，调整供油提前角。如果供油刻线没有与油箱刻线对齐，则需要增加调整垫片以推迟点火时间；反之，如果供油刻线已经超过了油箱刻线，则需要减少调整垫片以提前点火时间。调整方法如图2所示。
（4）调整凸轮轴正时：转动凸轮轴，使其上正时齿轮的标记与气门室罩底面平齐。
（5）调整分电器断电触点间隙：在调整点火正时之前，确保触点间隙被调整到合适的范围，通常为0.35～0.40毫米。
（6）检查点火正时：起动发动机后，检查点火正时是否符合要求。如果不合要求，需要进行调整。调整完成后，再次检查以确保点火正时符合标准。
（7）调整触点间隙：在调整点火正时之后，再进行触点间隙的调整。即使是很小的变动也可能影响到已调整好的点火时刻，因此应在点火正时调整完成后再进行触点间隙的调整。
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图1 柴油机点火正时检查 |
图2 柴油机点火提前角调整方法 |
二、点火正时测试原理
柴油机的点火方式是基于压燃点火工艺的，主要通过高压喷嘴喷出的燃油形成高压雾状气体，再与高压空气混合，然后在压缩中自燃点燃。与汽油发动机不同，柴油机采用了压力点火工艺，消除了点火系统的过程，大大提高了柴油机运行时的可靠性和耐久性。柴油机点火方式的另一个重要组成部分是高压燃油泵，它在燃油进入喷嘴前将其压力升高。这个过程涉及到与柴油机中其他部件的多个交互作用，例如燃油滤清器、燃油紧急关断阀和燃油油箱。因此，柴油机点火方式需要确保燃油的适当供应和压力，以确保发动机的正确运行。总之，柴油机的点火方式是由高压喷嘴和高压燃油泵的协同作用实现的。它是柴油机工作的重要组成部分，也是其高效、可靠和耐用的基础。
（1）点火正时仪测量法
点火正时仪由传感器、信号调理模块、闪光装置组成， 传感器包括电流钳、屏蔽接线盒， 信号调理模块由衰减器、比较器、触发器等电路组成， 闪光装置由变压器、触发线圈、可控硅和闪光管等组成。点火信号从高压缸位线通过磁感应线圈传感器获得， 传感器信号经过信号调理模块进行增益或衰减、滤波、整形等处理后， 再送入闪光装置进行检测， 然后闪光装置将闪光作为指示， 使测试者能够观察到发动机点火正时转动标记相对于固定标记的位置。
（2）频率闪光灯测量法
利用频率闪光灯检点火正时，如图3所示。频率闪光灯每闪光一次表示一缸的火花塞发火一次，当正时灯对准柴油发电机一缸压缩终了上止点标记，并按实际跳火时间进行闪光时，可以看到运转中的柴油发电机在闪光的照耀下，其转动部分（飞轮或曲轴传动带盘）上的标记还未到达固定指针，即一缸活塞还未到达压缩终了上止点。此时，若调整正时灯电位器，使闪光时机推迟至转动部分上的标记正好对准固定指针时，那么推迟闪光的时间就是点火提前的H寸间，将其显示到表头上，便可读出要测的点火提前角。需要说明的是，有些表头指示的角度是分电器凸轮轴转角，对于四冲程柴油发电机来说，换算成曲轴转角则要乘以2。
（3）用缸压法检测点火正时
用缸压法制成的点火正时仪，由缸压传感器、点火传感器、中间处理环节和指示装置等组成。如果仪器带有油压传感器，还可以检测柴油机供油提前角。发动机综合测试仪，都带有缸压法检测点火（供油）正时的装置，其测量的基本原理是采用缸压传感器找出某一缸压缩压力的最大点作为活塞上止点，同时用点火传感器（油压传感器）找出同一缸的点火（供油）时刻，两者之间的凸轮轴转角即为点火（供油）提前角，如图4所示。
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图3 柴油机闪光灯测试仪上的正时灯 |
图4 用缸压法检测柴油机点火正时 |
三、测试步骤
测量时，先接上正时灯，再将传感器夹持在一缸高压线之上，并事先擦拭飞轮或曲轴传动带盘上一缸压缩终了上止点标记，最好用粉笔或油漆将标记描白。置柴油发电机于怠速下稳定运转，打开正时灯并对准飞轮壳或机体前端面上的固定指针。调正时灯电位器，使飞轮或曲轴传动带盘上的标记逐渐与固定指针对齐，此时表头的读数即为柴油发电机怠速运转时的点火提前角。用同样的方法可分别测出不同工况时的点火提前角，若测出的点火提前角符合规定，说明初始点火提前角调整正确，同时说明离心式调节器和真空式调节器工作正常。必要时可拆下分电器直容管重测。
柴油发电机怠速运转时，由于离心式和真空式调节器末起作用或作用很小，此时测得的提前角实为初始提前角。在拆下真空管（要堵塞通化油器的管道）的情况下，柴油发电机在某转速下测得的提前角减去初始提前角，即可得到该转速下的离心提前角;反之，在连接真空管的情况下，在同样转速下测得的提前角减去离心提前角和初始提前角，则又可得到真空提前角。测出的点火提前角应与规定值进行对照。
电子点火系统，尤其是无分电器的直接点火系统转速提前量和负荷提前量由微处理器根据柴油发电机转速传感器和节气门位置传感器，还有进气真空度、曲轴位置、水温、迸气温度等信号，从预先贮存在电脑的数据中选定最佳点火提前角，再由微处理器向电子点火器发出指令送向各缸的点火线圈。对电子点火系统进行点火提前角检测时，应检测初始状态的点火提前角。
用闪光法检测点火正时时，一般仅测得一个缸（如一缸或最末缸）的结果就可以了，其他缸的点火提前角决定于点火间隔。当测得的各缸波形间的重叠角很小时，可以认为各缸间的点火间隔是相等的，因而其他缸的点火提前角与被测缸相等，此时被测缸的点火提前角可认为是整台柴油发电机的点火提前角。
总结：
柴油发动机的点火正时是非常重要的，它直接影响到柴油发电机组的动力性、燃料经济性和排气净化。总的来说，柴油机的点火正时是一个涉及多个部件和参数的系统性过程，需要通过精确的操作和调整来实现正确的点火时刻。
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