摘要:小型農(nóng)用拖拉機是我縣廣大農(nóng)戶經(jīng)常使用并且范圍十分廣的一種農(nóng)田作業(yè)機械,在使用過程中,由于時間的延長和技術(shù)操作上的原因,難免會發(fā)生故障。要想更好地使農(nóng)業(yè)機械服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),就要充分了解其工作原理和工作過程,以便在工作中出現(xiàn)故障時有的放矢,對癥下藥。因此,本文對小型拖拉機基本工作原理與工作過程進行了分析。重點分析研究了拖拉機工作原理的四個過程,即進氣行程、壓縮沖程、作功行程和排氣行程。通過這些描述使農(nóng)機戶對于拖拉機的工作原理及過程有個了解,從而更好地使用農(nóng)用拖拉機。
關鍵詞:拖拉機基本工作原理;小型拖拉機;進氣行程;壓縮沖程;作功行程;排氣行程;拖拉機
小型農(nóng)用拖拉機在我縣使用十分廣泛,如何使廣大農(nóng)機用戶真正了解拖拉機的構(gòu)造、原理及工作過程,使其在出現(xiàn)故障時能夠自己有效地進行及時維修,不耽誤農(nóng)活,對此,結(jié)合我在農(nóng)機部門多年的工作實際,對此進行簡要分析。拖拉機的基本工作原理,就是把燃油(柴油)燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)動而向外作功。因為柴油發(fā)動機(簡稱拖拉機)是用不容易揮發(fā)的柴油做為燃油。在拖拉機中,新鮮空氣首先進入氣缸內(nèi),經(jīng)過強烈的壓縮,空氣溫度急劇升高后,壓力很高而且霧化很好的柴油適時地噴射到燃燒室內(nèi),與高溫空氣混合,并且自行著火燃燒。所以拖拉機又叫做壓燃式發(fā)動機。其過程可以簡單總結(jié)如下:
一、小型農(nóng)用拖拉機進氣行程分析
在我縣,農(nóng)村使用的小型農(nóng)用拖拉機多數(shù)是單缸四行程拖拉機。所謂單缸是指拖拉機的氣缸數(shù)為一個;所謂四行程指的是拖拉機曲軸要轉(zhuǎn)動兩圈才能完成一個工作循環(huán),即進氣、壓縮、作功、排氣四個行程。單缸拖拉機結(jié)構(gòu)簡單,耗油量少,且運行費用低廉。所以在我縣的廣大農(nóng)村小拖拉機、三輪農(nóng)用運輸車以及排灌、農(nóng)副產(chǎn)品加工中被普遍使用。拖拉機工作時是將柴油(燃料)燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置,因為柴油直接在拖拉機內(nèi)部(氣缸內(nèi))燃燒,所以又稱為內(nèi)燃機。拖拉機在正常工作時,靠曲軸旋轉(zhuǎn)的帶動,活塞由上止點向下止點運動。這時由配氣機構(gòu)使進氣門打開,排氣門關閉。隨著活塞的上下移動(主要是向下移動),氣缸內(nèi)容積逐漸加大,造成真空吸力,新鮮空氣不斷地從進氣閥門被吸入氣缸內(nèi)?;钊竭_下止點時,進氣行程結(jié)束,進氣門隨之而來被關閉。此時氣缸內(nèi)的氣體壓力為78.5~88.2千帕(0.8~0.9千克力/立方厘米),溫度為50~70℃。對進氣行程的要求是進氣要充分,進氣量越多越好,即充氣系數(shù)越大。
二、小型農(nóng)用拖拉機壓縮沖程分析
小型拖拉機是一種行走式的動力機械,用途很廣泛。配上各種農(nóng)業(yè)機具,可完成耕地,播種,中耕,施肥及收割等田間作業(yè),可進行抽水,脫粒及農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定作業(yè)。配帶拖車還可以進行運輸作業(yè)。加深對農(nóng)用小型拖拉機的結(jié)構(gòu)特點的了解,對于更好地發(fā)揮農(nóng)機在生產(chǎn)中的作用,服務于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有十分重要的作用。在農(nóng)業(yè)機械正常工作時,拖拉機的曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),帶動活塞由下止點向上止點運動。這時,進氣和排氣閥門都關閉,氣缸內(nèi)的空氣逐漸被壓縮,壓力和溫度不斷升高。拖拉機一般都具有較大的壓縮比,壓縮終了時,氣缸中的壓力可達2940~4900千帕(30~50千克力/立方厘米),溫度可達到500~600℃(比柴油的自燃溫度要高200~300℃)。對于壓縮行程的要求是氣門關閉要嚴,氣缸和活塞之間密封性要好,千萬不能漏氣。
三、小型農(nóng)用拖拉機作功行程分析
這個行程也叫做燃燒膨脹行程,是指在拖拉機工作時,當壓縮行程接近終了時,噴油器將柴油以細小的油霧狀態(tài)噴入氣缸內(nèi)。這些油霧在高溫下很快蒸發(fā),與氣缸中的空氣混合成為可燃性的混合氣體。經(jīng)過很短的一段著火準備階段,當活塞接近上止點時,可燃混合氣在高溫下立即自燃,放出大量熱量,使氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力急劇上升,其最高值可達5900~8800千帕(60~90千克力/立方厘米),溫度升高到1700~2000℃。此時進、排氣門都是關閉的,高溫高壓的氣體因膨脹而產(chǎn)生的巨大推力,推動活塞從上止點向下止點運動,再通過曲柄連桿機構(gòu)使曲軸旋轉(zhuǎn),將可燃混合氣燃燒發(fā)出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊?、曲軸的機械運動,而向外作功。隨著活塞向下止點運動,氣缸容積逐漸擴大,氣缸內(nèi)氣體的壓力和溫度也相應降低。
四、小型農(nóng)用拖拉機排氣行程分析
拖拉機工作中,在飛輪慣性的作用下,曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),通過連桿帶動活塞從下止點向上止點運動。此時排氣閥門打開,進氣閥門依然關閉,燃燒后的廢氣被向上運動的活塞驅(qū)趕,從排氣門排出。對排氣行程的要求是排氣要干凈,殘留在氣缸內(nèi)的廢氣越少越好。排氣行程結(jié)束后,即活塞到達上止點后,曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn),活塞又開始從上止點向下止點運動,開始下一個進氣行程。拖拉機每進行一次進氣—壓縮—作功—排氣的過程,叫做一個工作循環(huán)。在這個循環(huán)中,曲軸轉(zhuǎn)動了兩圈,經(jīng)歷了四個行程,所以稱這種拖拉機為四行程拖拉機。在一個工作循環(huán)中,曲軸轉(zhuǎn)動了兩圈,經(jīng)歷了四個行程,而只有一個(作功)行程是由活塞帶動曲軸旋轉(zhuǎn)來作功的。其他三個行程都是為作功準備的,需要由曲軸帶動活塞運動。那么,在不作功的三個行程中,曲軸的動力又是從何而來的呢?原來,在曲軸一端裝有一個飛輪,在作功行程,膨脹的氣體通過連桿使曲軸加速旋轉(zhuǎn),飛輪隨之而來也會加速旋轉(zhuǎn),這樣一來就會產(chǎn)生一定的運動慣性力。而在非作功的三個行程中,活塞就是由曲軸和飛輪的慣性力帶動完成的。
單缸拖拉機的曲軸轉(zhuǎn)動兩圈半只有半圈作功,所以會產(chǎn)生較大的震動,曲軸旋轉(zhuǎn)也不平衡。而多缸的拖拉機則可以通過正確排列和合理確定各缸的工作順序,使各缸的作功行程相互交錯,這樣一來,就大大提高了曲軸運轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。
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作者簡介:孫麗(1979.03),女,漢族,吉林通榆人,現(xiàn)任職于吉林省白城市通榆縣開通農(nóng)業(yè)機械推廣中心站,研究方向為農(nóng)業(yè)機械推廣應用,維修與保養(yǎng)。