发动机
发动机是一种能量转换工具,它把燃料燃烧产生的热能变成机械能。在PF455S插秧机中,它是整个插秧机的“心脏”。是产生并输出动力的部件。
PF455S插秧机采用的发动机是四冲程汽油机,它的一个完整的工作循环由进气、压缩、作功及排气四个冲程组成,所以称作四冲程汽油机。
汽油机工作循环的四个冲程为:(1)进气冲程。活塞下行,燃料从进气门进入;(2)压缩冲程。活塞上行,将燃料压缩到燃烧室,压缩气体的压力和温度都大大提高;(3)作功冲程。膨胀的气体推动活塞下行,由连杆带动曲轴旋转;(4)排气冲程。作功后,活塞自下向上运动,排出废气。
发动机主要有发动机气缸体、反冲式起动器、燃油过滤器、空气滤清器、汽化器、消音器等组成,包含了许多机构和系统,下面对其总体结构作简单介绍。
(一)曲柄连杆机构
曲柄连杆机构包括活塞组、连杆组、曲轴等构成汽油机的主要工作部件。
它的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,将作用在活塞上的燃气压力变为扭矩,通过曲轴输出。
1、活塞组。活塞组由活塞、活塞环(包括气环、油环)、活塞销等组成。
活塞顶部与气缸盖、气缸共同组成燃烧室。活塞的主要作用是承受气缸中气体作用力,并将此力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。
2、连杆组。连杆组主要由连杆、连杆盖、连杆轴瓦及连杆螺栓等组成。
连杆的作用是将活塞承受的力传给曲轴,并使活塞和往复运动转变为曲轴的旋转运动。
3、曲轴组。主要由曲轴及附件组成。
曲轴的作用是承受连杆传来的力,并转换成绕曲轴轴线的转矩,以输出所需的动力。
(二)固定件(机件)
固定件(机件)包括缸体、气缸盖和底座等,它们是发动机的骨架,用以安装和支承所有的运动部件和辅助系统。
(三)配气系统
配气系统由气门、气门弹簧、弹簧上下托盘、气门推杆和配时齿轮组成,它可以根据发动机工作循环的需要,及时正确地使混合气进入气缸,并将燃烧后的废气排出气缸。其工作原理是:当曲轴回转时配时齿轮以2:1的比速带动凸轴回转,凸轮定时地将推杆顶起,推杆克服气门的弹力,将气门推开。当凸轮的顶端离开推杆时,靠气门弹簧将气门推入气门座,使气门关闭。
(四)燃油供给系统
燃油系统主要由油箱、燃油过滤器、汽化器等组成,其功能是将汽油和空气按比例形成的可燃混合气连续地供给气缸,以满足燃烧过程的需要。
1、 燃油过滤器
主要由滤芯、油杯等构成,作用是滤去油液中的杂质,保持油液清洁。
2、 汽化器
汽化器主要由浮子室、浮子、针阀、喷油管、量孔、喉管、混合室、节气门、油门等零件组成。主要作用是将液态汽油通过控制油路从主喷嘴喷出(雾化),并与空气按一定的比例进行混合,形成可燃混合气。
汽油从油箱经过滤后流到汽化器的浮子室,浮子室顶部有孔与大气相通,此处汽油的压力大气压相同。汽化器法兰(混合室)两端,一端与空气滤清器相连,一端和汽油机气口相连。混合室内有一最窄处称为喉管,燃油主喷嘴位于喉管附近,此处空气流的流速较大。当进气门打开时,活塞下行,气室容积增大,缸内压力小于大气压。此时主喷嘴处的空气压力与浮子室的油面压力形成较大的压力差。汽油在压力的作用下,自浮子室经主喷嘴喷入混合室,喷出的燃油即被高速的空气流冲散,成为大小不等的雾状颗粒,与空气混合后到达气缸。

由于在实际情况中汽油机负载会发生变化,所需的功率也相应变化,需要控制门大小来改变混合气的量。当油门的开度越大,整个空气管道内的空气流量和流速也越大,喷嘴处与浮子室的空气压力差也越大,随之喷出的汽油量也越大。汽油机的功率也相应加大。反之,油门开度变小,功率也随之减小。但当油门小到一定程度时,喉管处的“负压”几乎不存在,主喷嘴就无法依靠压力差喷出汽油,为此汽化器的工作系统中除了主供油系统外,还设计了辅助供油系统,这里简单介绍一下怠速装置。
怠速装置的作用是保证在怠速和很小负荷时,为汽缸提供混合气,不致使发动机熄火,同时尽可能地节省燃油。
怠速装置主要由怠速喷口、怠速调整螺钉、怠速过滤喷口、怠速空气量孔、怠速油道和怠速量孔等组成。汽油机怠速时,转速较低,油门近于全闭,由于油门前方主喷嘴处压力差极小,汽油不可能从主喷嘴吸出。怠速时,由于怠速口在油门的后方,此外与大气的压力差较大,浮子室中的汽油经怠速油道与从空气量孔进入的空气混合成泡沫状的油液,从怠速喷口喷出。喷出的泡沫状汽油受到高速流过油门边缘的空气冲击,再次雾化。从而保证汽油怠速运转所需的燃油量。
在汽化器怠速喷口的前方,还设置一个怠速过滤喷口,其作用是使汽油机从怠速工况圆滑地转到小负荷工况。怠速装置中还设有怠速调节螺钉和油门最小开度调节螺钉,用以调节供油量。
(五)润滑系统
润滑系统主要由油槽、溅油匙等组成。该系统采用飞溅润滑方式将油送到各运动部件的摩擦表面,起到润滑作用。其过程是:将润滑油加注到曲轴箱内并保持一定的润滑油面高度,曲柄连杆机构运转时,连杆大头的溅油匙把油槽内的机油溅起,被溅起的机油颗粒直接飞落到气缸、活塞,连杆大小头等需要润滑的表面上,使这些摩擦表面得到润滑。
(六)点火系统
它主要由火花塞、高压导线、飞轮磁电机等组成。可在预定的时刻(压缩冲程终止前),及时产生电火花,点燃气缸内受压缩的可燃混合气,从而使内燃机实作功过程。
飞轮磁电机的作用是直接产生火花塞点火所需的高电压。
火花塞由接线螺母、绝缘体、金属杆、外壳、垫圈、中心电极、侧电极组成,是用来产生电火花,点燃混合气的。电极间跳火间隙对火花塞工作性能影响较大。间隙过大,所需击穿电压过高,高速时易缺火;间隙过小,容易积炭,造成漏电,火花微弱。火花塞电极间的间隙应控制大0.6-0.7mm。
(七)起动系统
起动系统主要由反冲式起动器和辅助机构组成。它的主要作用是给汽油机提供初始运动能量,使发动机由静止状态进入运转状态。
反冲式起动器主要由壳体、反冲弹簧、反冲卷轴、棘爪、起动钢套(起动皮带轮)、拉绳等组成。起动时用力拉动反冲起动器的拉绳。使反冲卷轴旋转,反冲卷轴上的棘爪滑出,卡住起动纲套,带动曲轴旋转,使活塞往复运动,进排气门开、闭,火花塞点燃混合气,气体经燃烧膨胀,推动活塞下行,通过连杆带动曲轴旋转,完成热能到机械能的转换。
(八)、调速系统
由于发动机是单缸四冲程汽油机,在它的一个工作循环的四个冲程中,只有一个是作功的,其余三个冲程是为作功做准备的。因此,发动机每转两周只有半周是由膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半只靠惯性维持转动,故曲轴转速是不均匀的,为了调节曲轴的转速使其运转趋向平稳,在曲轴上装有离心式自动调速装置。
该装置由飞球、弹簧、滑环、杠杆、拉杆等组成。它是利用回转物体的离心力,随回转速度的增减,自动地控制油门的开度。用两个有一定重量的飞球(飞块)由活动杠杆连接于轴上,轴由传动装置带动而回转,飞球也随着回转。飞球回转时,即产生离开旋转轴心的离心力。在飞球的活动杠杆之间有一弹簧,转速不够高时,飞球上的离心力不足以克服弹簧的张力,就不能飞开,这时与杠杆、拉杆相连接的油门开度很大,大量的混合气吸进汽缸,机组的转速随即增加。随着机器转速的增加,调速器转轴的转速也增加,飞球的离心力随着加大。当轴的转速足够大时,飞球的离心力会增大到足以克服弹簧的张力而向外飞开,带动滑环向上移动,通过杠杆和拉杆使油门关小,转速降低。转速降低到飞球上的离心力与弹簧的张力平衡时,机组就稳定在这个转速上。
发动机负荷增加时,转速降低,飞球上的离心力减少,由于弹簧的作用,飞球下降,滑环下移,通过调速杠杆和拉杆使油门开大,转速因之增加。飞球的离心力与弹簧张力再度平衡时,油门又位于一个新的开度(较以前的开度大),机组保持近于要求的额定转速。除去负荷时,由于转速的增加使飞球受较大离心力的作用而飞开,并通过调速杠杆使油门关小,因此仍保持额定的转速。 |