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小型汽油机的应用及其结构特点

日期:2016-6-8
(一)小型汽油机在植保机械中的应用
  1.植保机械用的小型汽油机有两类一类为二冲程小型汽油机,其功率范围为0.75~3.0千瓦,转速范围为5000~8000转/分。主要与背负式喷雾喷粉机、手携台架式植保机械等配套。农村保有量80万~90万台。其中以1E40F型保有量较大。另一类为四冲程小型汽油机,其功率范围为1.5~3.0千瓦,转速范围为2000~3000转/分,主要与担架式、台架式喷雾机配套。
  2.小型汽油机用于植保机械配套的主要优点
  (1)结构紧凑、重量轻,特别适合动力重量小于6公斤的背负机。
  (2)转速高,可与高速风机(泵)直连。保证整机小型化,是小型风送植保机具主要动力。
  (3)启动轻便、操作灵活,振动和噪声较柴油机小。能保证小型植保机械长期移动作业。
  3.小型汽油机主要缺点
  (1)需要用汽油,使用成本稍高。
  (2)电点火系统和化油器结构较复杂,工作可靠性和运转寿命相对柴油机差些。其操作、保养技术要求较高,需要加强技术培训。
  (3)不适用低速运行机型使用。如配1000转/分以下泵等要增加传动系统,增大结构。
  4.常用范围与规格
  (1)植保机械用风机风机流量0.15~0.4立方米/秒,风压40~70千帕,转速5000~8000转/分,所需配套功率为0.75~3.0千瓦。可采用直连式结构。多用二冲程汽油机。
  (2)配植保机械用液泵液泵流量30~40升/分,工作压力1.0~2.5兆帕,转速600~800转/分,常采用二级传动。采用四冲程汽油机。其几种主要汽油机技术规格见表24。
  (二)小型汽油机的结构和工作过程
  1.小型汽油机一般系统组成
  (1)曲轴连杆系统包括活塞、连杆、曲轴、滚针轴承、油封等。
  (2)机体系统包括缸盖、缸体、曲轴箱、消声器、防护罩等。
  (3)燃油系统包括油箱、开关、滤网、沉淀杯和化油器等。
  (4)冷却系统包括冷却风扇、引风罩等。有些背负式喷雾喷粉机在大风机后蜗壳上开冷却口,由引风罩引出冷却气流,就不再需要单独的冷却叶轮。
(5)润滑系统二冲程汽油机采用汽油与润滑油组合的混合油润滑与供油系统合用。四冲程汽油机润滑与供油分开,曲轴箱配有润滑油油面尺。
  (6)配气系统四冲程汽油机由进、排气门,摇臂,推杆,挺杆及凸轮轴等组成。二冲程汽油机没有进、排气门,而是在汽缸体上开有进气口、出气口和换气口,利用活塞上下运动来开启或关闭各气孔。
  (7)启动系统有两种结构,一种是由启动绳和简单启动轮组成;另一种是回弹式启动结构,带有弹簧结合齿和防护罩等。
  (8)点火系统包括磁电机、高压线、火花塞等。其中磁电机有两种:有触点式带跳火架结构和无触点式电子点火线路。
  汽油机工作时,完成进气、压缩、膨胀和排气一个工作循环,四冲程汽油机需要曲轴转两圈(720°),活塞上、下运动四次共四个行程;二冲程汽油机需要曲轴转一圈(360°),活塞上、下运动两次共两个行程。 
2.单缸二冲程汽油机的工作过程(图79)
  (1)活塞在上一循环完成后下行,先打开排气口,使高压废气由排气口排出,然后打开换气口,同时曲轴箱内混合气由于活塞下行而增压,由换气口向汽缸内进气(图79d),并进行回流扫气。
  (2)活塞过下止点后转而上升,先关闭换气口,再关闭排气口,对汽缸内的混合气进行压缩(图79a)。
  (3)活塞继续上行,打开进气口,这时曲轴箱容积增大,产生负压,将混合气吸入曲轴箱内,当活塞行至上止点附近,火花塞开始点火
 (4)受到压缩的混合气被点火后,产生爆炸,气体膨胀,使活塞推动曲轴作有效功(图79c)。
  (三)1E40F型二冲程汽油机的结构和主要技术规格
  1E40F型汽油机为背负式机动喷雾喷粉机目前最常用动力。型号1E40F中的1表示单缸,E表示二冲程,40表示汽缸缸径,F表示风冷。其规格见表25,具体结构见图80。主要用于与WFB--18AC型背负式喷雾喷粉机配套。
  (四)化油器的构造和工作过程
  汽油在汽油机汽缸内正常燃烧,要求汽油的蒸气和空气按一定的比例混合。1千克汽油与15千克空气混合才能燃烧完全,这时的混合气称为标准混合气。如果汽油量多,称为浓混合气,汽油量少称为稀混合气,它们都不能正常燃烧。
  化油器的作用就是将燃油和空气均匀混合,并根据需要将混合气定量输入汽缸。
 
1.PZ--11型化油器PZ--11型化油器的构造见图81。
  汽油机在进气过程中,空气流经化油器中油量活塞处的通路(喉管),手油门开大时,油量活塞上提,喉管变大,空气量增加,由于连接在油量活塞上的油针为锥形,上提后油针与量孔间的环形缝隙截面变大,出油量也随之增多,使混合气量增加;手油门关小,油量活塞下降,喉管通路变窄,油针亦随之下降,油针与量孔间的环形缝隙截面变小,混合气量亦减小。手油门关死,则油量活塞完全堵塞喉管通路,没有混合气进入汽缸。
  调整浮子室油面高度和油针与油量活塞的相对位置可以改变混合气的浓度。油面高或者油针与油量活塞连接的相对位置较高则混合气较浓。抬高或降低针阀支架可以调整油面的高低;改变卡簧卡在油针上的环槽位置(油针上有四条环槽)可以调整油针与量孔出口缝隙的环形截面的大小。
2.Q2型泵膜式化油器工作原理Q2型泵膜式化油器工作过程由混合气形成系统、泵油系统和平衡系统三部分组成。该化油器的混合气形成过程如下:
  (1)当汽油机正常工作时空气经过进气室流经喉管,这里截面积最小,流速最高,产生较大真空度,于是通过喉管上的主喷孔将燃油吸入,并与空气形成混合气,然后进入汽缸(图82a)。
  (2)怠速时,混合室的节流阀门开度很小,喉管处气流流速低,主喷孔吸不上油,只能在过渡喷管处吸入少量燃油,保证机具怠速运转(图82b)。
  (3)由怠速向正常工作过渡时,节流阀门逐步开大,过渡口流量增大,吸油量也增大,保证怠速向高速过渡(图82c)。
  (4)阻风阀门的作用是使化油器供油加浓,在不同气候、不同海拔条件下,可更换具有不同锥度的主油针和怠速油针。
  (5)泵油室(图83)是由泵盖、橡肢石棉薄膜和泵体组成。当曲轴运转,曲轴室内产生气压波动时,引起泵油室薄膜上下振动。负压时,将油从油箱通过两个单向阀门泵入油室。正压时,将油室的油泵进平衡油室。
  (6)平衡油室的结构见图84,平时在弹簧作用下,针阀将进油口关闭,当发动机工作时,油室燃油被吸形成真空,大气压将平衡膜上压,通过杠杆将针阀门打开,使泵油室内的油进入平衡室。针阀开度随发动机负荷变化而变化,自动调节。因此泵膜式化油器不受油面限制,在任何倾斜度下都能正常工作。适合于山区斜坡地带作业。
 
      3.化油器的使用和维修保养
  (1)油路系统要保持清洁,过滤网、过滤海绵和沉淀杯等要定期清洗,防止污泥杂物流进化油器内。
  (2)每天作业结束后,应关好油门开关,放掉沉淀杯处余油,防止混合油在小孔道干涸堵塞油路。
  (3)定期检查所有油路连接部位,连接要密封,防止漏油和进入空气,以免影响化油器性能。油箱要防止进入水分。
  (4)定期检查油针、主量孔、针阀,如发现磨损要修复,严重时要及时更换零件。装卸时要防止针阀支架碰撞变形或浮子歪卡而影响油面正确高度。泵膜要定期检查,如发现残余变形过大或破损要及时更换。
  (5)油门操纵系统螺钉连接要牢固、定位要准确,要定期检查,防止油门位置松动错位,产生超速或低速。直接影响汽油机性能和喷雾性能。
 
  (五)磁电机的工作原理和结构
  磁电机作用是为火花塞提供高压电火花,使汽缸内高压混合气点燃作功。常用有两种类型:有触点磁电机和无触点磁电机。
  1.有触点磁电机CL2型磁电机(图85)由定子和转子两部分组成。定子通过磁电机底板上的两个长孔,用螺钉紧固在后曲轴箱上。定子装有点火线圈、照明线圈、电容器、断电器触点底架、断电器触点摇臂、凸轮、油毛刷等。转子包括飞轮、磁钢、平衡铁。点火凸轮、磁钢(三块)、平衡铁。点火凸轮铆在飞轮上。
 
  磁电机的工作原理:当装有磁钢的飞轮转动时,转动的磁场切割定子上初级线圈,产生感应电动势。当断电器触点闭合时,形成电流通路,其铁心产生感应磁通。飞轮转过一角度后,触点断开,切断电流,铁心中磁通迅速变化,使次级线圈产生感应电动势。
  感应电动势和磁通变化率与线圈的匝数成正比,致使次级线圈中感应出高达10000~20000伏的电动势,这高压电可击穿火花塞间隙,产生强大火花,在汽缸内完成点火任务。为了避免初级线圈中200~300伏的电动势烧毁触点和防止减弱次级线圈电动势,故在初级线路中与触点并联一电容器。当接线断脱或电容器击穿后,将很快引起触点烧坏。所以必须及时修复,方能安全工作。
  2,无触点磁电机无触点可控硅磁电机(图86)由飞轮。底板部件和点火线圈组成。飞轮内有两块磁钢和两块平衡铁,外部安装风机叶轮。底板部件由底板、充电线圈、控制盒、电容器等组成。底板上只有一根引出线接在点火线圈上,点火线圈中心有磁性棒,高压点火线拧紧在点火线圈的木螺钉上,接地线通过点火线圈与机壳相接。点火线圈固定在机架上。
  无触点可控硅磁电机的工作原理(图87):飞轮旋转时,充电线圈L1切割磁力线产生感应--交变电势。交变电流经二极管V1整流后向电容器C充电。当磁钢掠过触发线圈L2时,L2内也感应出一个交变电势,也就是一个正负脉冲。这个脉冲加在V2的控制极和阴极之间。当正脉冲电压达到一定值时,可控硅的阴极与阳极便导通,这一过程称之为触发。
  可控硅导通后,电容器C通过V2向点火线圈的初级线圈L3放电,由于互感,在次级线圈L4内感应出高压电(1.2万~1.5万伏)使火花塞跳火,二极管V3的作用是将初级线圈L3的自感振荡电势的能量充入电容器并保护可控硅。当L2感应出的负脉冲作用于可控硅上时,可控硅便迅速关断。电容器放电中止。接着下一次充电又得以进行,这样有规律的充电、放电循环便完成了发动机的连续点火。该机点火提前角随转速变化而改变。
  3.磁电机的使用及维修保养
  (1)由于汽油机振动大,磁电机底板部分安装位置要准确,固定螺钉要经常检查和拧紧,以免错开位置影响点火角大小(尤其是有触点型)。飞轮总成装配时要用手盘转检查转动是否正常,不许底板总成与飞轮摩擦。
  (2)磁电机防护罩要装好,不能外露工作,要防止尘土、水气、药雾、油污进入。
  (3)所有电引线须同色线相联,连接要牢靠、绝缘。火花塞间隙要根据使用说明书要求调整好。飞轮总成在维修时重新充磁,应保持极性不变。装卸时防止铁屑进入飞轮内部。
  (4)机具存放时应注意防潮,尽量上架存放,以免线圈受潮,致使工作时击穿。
  (5)跳火架白金间隙要按说明书要求调整,经常擦干净。凸轮处润滑海绵要定期点油,以减少摇臂磨耗。电容器被击穿后要及时更换,以免烧坏其它零件。

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