教學(xué)課件《茶葉加工機(jī)械與設(shè)備》

1茶葉加工機(jī)械與設(shè)備第一章緒論中國(guó)茶葉歷史“茶”字的起源于，最早見(jiàn)于我國(guó)的《神農(nóng)本草》一書(shū)，該書(shū)是我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代的著作。我國(guó)是世界產(chǎn)茶古國(guó)，飲茶和制茶均起源于我國(guó)。據(jù)考證，大約在五千多年前，居住在云南、四川一帶的少數(shù)民族，就已知道飲茶。秦統(tǒng)一后，飲茶之風(fēng)逐漸遍及全國(guó)。單擊添加大標(biāo)題到唐代，茶葉已成為我國(guó)人民的普遍飲料。唐代號(hào)稱“茶仙”的陸羽寫(xiě)了世界上第一部有關(guān)茶葉的專著《茶經(jīng)》，全書(shū)約七千多字，它不僅是一部茶葉的百科全書(shū)，而且也是世界上第一部商品學(xué)專著，對(duì)我國(guó)乃至東亞諸國(guó)飲茶風(fēng)氣起了很大的推動(dòng)作用。茶發(fā)乎神農(nóng)，聞?dòng)隰斨芄?，興于唐朝，如今已成為風(fēng)靡世界的三大無(wú)酒精飲料(茶、咖啡和可可)之一，將成為21世紀(jì)的飲料大王。中國(guó)茶文化中國(guó)是茶的故鄉(xiāng)，制茶、飲茶已有幾千年歷史，名品薈萃，主要品種有綠茶、紅茶、烏龍茶、花茶、白茶、黃茶、黑茶。茶有健身、治疾之藥物療效，又富欣賞情趣，可陶冶情操。品茶、待客是中國(guó)個(gè)人高雅的娛樂(lè)和社交活動(dòng)，坐茶館、茶話會(huì)則是中國(guó)人社會(huì)性群體茶藝活動(dòng)。中國(guó)茶藝在世界享有盛譽(yù)，在唐代就傳入日本，形成日本茶道。單擊添加大標(biāo)題飲茶始于中國(guó)。茶葉沖以煮沸的清水，順乎自然，清飲雅嘗，尋求茶的固有之味，重在意境，這是茶的中式品茶的特點(diǎn)。中國(guó)人飲茶，注重一個(gè)“品”字?！捌凡琛辈坏氰b別茶的優(yōu)劣，也帶有神思遐想和領(lǐng)略飲茶情趣之意。中國(guó)是文明古國(guó)，禮儀之邦，很重禮節(jié)。凡來(lái)了客人，沏茶、敬茶的禮儀是必不可少的。中國(guó)是茶的發(fā)祥地，被譽(yù)為“茶的祖國(guó)”。茶乃中國(guó)的驕傲！6二、我國(guó)茶葉加工、生產(chǎn)現(xiàn)狀

(一)茶葉生產(chǎn)特點(diǎn)

1.綠茶生產(chǎn)規(guī)模由小到大，已占茶葉生產(chǎn)的主導(dǎo)地位據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)茶葉生產(chǎn)總量中的72.9％為綠茶，出口總量中，綠茶占84％，名優(yōu)茶中，綠茶的總產(chǎn)值占茶葉總產(chǎn)值的62.2％。由此可見(jiàn)，我國(guó)綠茶生產(chǎn)的盛衰與否，直接影響著我國(guó)的茶葉生產(chǎn)。72.茶葉結(jié)構(gòu)向名、特、優(yōu)方向發(fā)展茶葉消費(fèi)出現(xiàn)了多樣化的格局，具體表現(xiàn)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，傳統(tǒng)的炒青綠茶在減少，而各類(lèi)名優(yōu)茶在增加；花茶、紅茶在減少，以名牌、品牌進(jìn)入市場(chǎng)的綠茶在增加，快速、方便、衛(wèi)生的紅茶、綠茶、香花袋泡茶在增加，并由單純的茶葉產(chǎn)品向果味茶、香花茶、草藥茶、保健茶等方向發(fā)展。

3.茶葉生產(chǎn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整，而得到進(jìn)一步的加強(qiáng)茶葉作為經(jīng)濟(jì)作物，在我國(guó)山區(qū)、半山區(qū)、丘陵地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、財(cái)政稅收以及出后創(chuàng)匯中占重要地位。84.傳統(tǒng)茶業(yè)向現(xiàn)代化茶業(yè)邁進(jìn)

(1)運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)方法，如無(wú)性繁殖、條行栽培、機(jī)采、機(jī)剪和茶葉加工全程機(jī)械化，采用診斷施肥，微機(jī)自控制茶；

(2)研究采用了先進(jìn)的生產(chǎn)因素，包括選育與推廣良種、增施化肥、采用化學(xué)農(nóng)藥繁殖病蟲(chóng)、應(yīng)用多種茶機(jī)、改善排水和灌溉等；9(3)增加了茶業(yè)的投入，包括資金、物質(zhì)、人才和科技投入等；

(4)茶葉科學(xué)技術(shù)得到發(fā)展。在研究方面突出收效快的應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)研究；研究?jī)?nèi)容上圍繞以提高產(chǎn)量為中心向逐步轉(zhuǎn)向以提高品質(zhì)為中心；研究方法也有明顯的改進(jìn)。10(二)茶葉機(jī)械化加工技術(shù)現(xiàn)狀

1.茶葉機(jī)械化加工技術(shù)發(fā)展過(guò)程

60年代以前，重點(diǎn)研究和總結(jié)傳統(tǒng)制茶工藝技術(shù)以及研制開(kāi)發(fā)制茶機(jī)具和機(jī)械化作業(yè)技術(shù)；

60年代到80年代，研究制茶工藝技術(shù)改進(jìn)，優(yōu)化及實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、連續(xù)化作業(yè)；

80年代，強(qiáng)化研究制茶機(jī)械化作業(yè)的初步自動(dòng)化控制技術(shù)；

90年代，主要以實(shí)用化技術(shù)研究，如名優(yōu)茶的開(kāi)發(fā)和機(jī)械化生產(chǎn)。90年代以來(lái)，全國(guó)主產(chǎn)區(qū)推廣各種名優(yōu)茶機(jī)械近10萬(wàn)臺(tái)套。112.綠茶品質(zhì)存在問(wèn)題與機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備的性能關(guān)系由于我國(guó)綠茶加工均采用炒青方式，很難保證殺青均透，加之機(jī)械結(jié)構(gòu)等原因，造成茶葉色澤不夠綠翠，尤其是機(jī)制名優(yōu)茶外形毛糙，色澤偏暗，滋味較淡薄，湯色偏黃，并且煙焦味嚴(yán)重，儲(chǔ)藏過(guò)程中容易變色，同時(shí)碎茶過(guò)多。殺青設(shè)備是影響綠茶品質(zhì)不高的主要設(shè)備之一。現(xiàn)有的殺青設(shè)備在加工過(guò)程中控制適度殺青條件尤其困難。茶葉干燥設(shè)備也是影響茶葉品質(zhì)的重要設(shè)備。干燥后期，要求干燥溫度低，干燥時(shí)間長(zhǎng)。123.茶葉生產(chǎn)存在的問(wèn)題據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有茶葉加工廠6.7萬(wàn)家，目前，影響我國(guó)茶葉生產(chǎn)的主要問(wèn)題有一下幾點(diǎn)：

(1)廠房陳舊，加工條件差；

(2)茶葉加工機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)陋，機(jī)械化、自動(dòng)化程度低；

(3)質(zhì)量管理體系不健全。13三、茶葉安全加工技術(shù)及裝備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.茶葉加工技術(shù)向安全、清潔化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展安全、清潔化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)從種植、采收、加工、設(shè)備和管理手段等方面著手解決。目前，國(guó)際上HACCP安全質(zhì)量管理體系被認(rèn)為是控制食品安全衛(wèi)生的最有效的方法。HazardAnalysisandCriticalControlPointHACCP:食品安全衛(wèi)生預(yù)防控制體系。142.茶葉加工技術(shù)呈現(xiàn)的發(fā)展特點(diǎn)

(1)單機(jī)不連續(xù)作業(yè)被成套流水線連續(xù)化作業(yè)裝備技術(shù)所代替，包含兩大內(nèi)容：一是針、扁形名優(yōu)茶，二是炒青類(lèi)大宗茶。

(2)茶葉加工裝備的性能向滿足增值加工、安全加工方向發(fā)展茶葉加工設(shè)備必須能夠滿足茶葉的加工溫度、濕度在線自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制，確保茶葉加工品質(zhì)和加工質(zhì)量，從而滿足茶農(nóng)通過(guò)茶葉加工獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。15(3)茶葉加工裝備廣泛應(yīng)用新材料、新技術(shù)凡茶葉加工過(guò)程中直接接觸的金屬和非金屬材料都應(yīng)用不銹鋼、食品輸送帶制造。對(duì)于一些不接觸的茶葉的部件，將采用有機(jī)材料代替。茶葉加工裝備將廣泛應(yīng)用密封裝置；應(yīng)用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程實(shí)時(shí)檢測(cè)。16四、本課程講授的內(nèi)容掌握茶葉生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的基本類(lèi)型、基本組成、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、影響因素、工作原理及選用方法。

五、考試要求課程論文＋平時(shí)成績(jī)＋結(jié)業(yè)閉卷考試

1.寫(xiě)課程論文的目的

2.論文要求：字?jǐn)?shù)2500－3000字；結(jié)構(gòu)：標(biāo)題（副標(biāo)題）、摘要、關(guān)鍵詞、正文、參考文獻(xiàn)；注意參考華農(nóng)學(xué)報(bào)的論文格式；上述要求在論文分?jǐn)?shù)中占50％。17題目姓名專業(yè)、班級(jí)、學(xué)號(hào)18…………標(biāo)題文獻(xiàn)標(biāo)注1920第一章動(dòng)力21第一節(jié)內(nèi)燃機(jī)

系統(tǒng)地講解各種類(lèi)型的內(nèi)燃機(jī)的工作原理以及必須的一些基礎(chǔ)知識(shí)能量既不能消滅，也不能創(chuàng)生，只能從一種形式變?yōu)榱硪环N形式。22

將一種能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)。而利用燃料燃燒過(guò)程所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為熱機(jī)，如柴油機(jī)、汽油機(jī)、蒸氣機(jī)等。茶葉生產(chǎn)上應(yīng)用的熱機(jī)主要是柴油機(jī)，其次是汽油機(jī)。柴油機(jī)汽油機(jī)23一、概述

(一)內(nèi)燃機(jī)的分類(lèi)

1.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：筒形活塞柴油機(jī)和十字頭活塞柴油機(jī)

2.控氣缸數(shù)和氣缸布置可分為：?jiǎn)胃讬C(jī)和多缸機(jī)

3.按所使用的燃料不同，可將內(nèi)燃機(jī)分為柴油機(jī)，汽油機(jī)和煤氣機(jī)等。

4.按照工作循環(huán)實(shí)現(xiàn)的方法，可分為四沖程和二沖程內(nèi)燃機(jī)

5.按冷卻方式分：水冷、風(fēng)冷；246.按照進(jìn)氣方式分為非增壓內(nèi)燃機(jī)和增壓內(nèi)燃機(jī)7.按照點(diǎn)火力式可分為：點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)和)壓燃式內(nèi)燃機(jī)8.按照用途可分為固定式內(nèi)燃機(jī)和栘動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)9.按照標(biāo)定轉(zhuǎn)速可分為：

(1)高速機(jī):

n>1000r/min;

(2)中速機(jī):

300≤n≤1000r/min；

(3)低速機(jī):

n≤300r/min。10.按氣缸排列形式分：直列式、臥式、v型。25262728293031

（二）內(nèi)燃機(jī)系列和型號(hào)

1.系列：按氣缸直徑不同將內(nèi)燃機(jī)分成幾個(gè)系列，在同一系列中包括缸數(shù)不同的多種機(jī)型。如：95系列柴油機(jī)，195

295

395

495

695等。例如：495柴油機(jī)，表示四缸、四行程、缸徑95mm、水冷柴油機(jī)；

1E40F汽油機(jī)，表示單缸、二行程、缸徑40mm、風(fēng)冷汽油機(jī)。32

2.型號(hào)：變型符號(hào)：用數(shù)字順序表示機(jī)器特征符號(hào)：用字母表示Q——汽車(chē)用T——拖拉機(jī)用C——船用Z——增壓F——風(fēng)冷.無(wú)F為水冷

缸徑：用mm數(shù)表示氣缸直徑行程：E表示二行程.不用符號(hào)表示四行程氣缸數(shù)：用數(shù)字表示33(三)內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理和工作過(guò)程基本工作原理是利用高溫、高壓的氣體或蒸汽膨脹作功。

氣缸氣體膨脹膨脹作功工作過(guò)程：1.進(jìn)氣

2.壓縮

3.燃燒

4.排氣34上止點(diǎn)下止點(diǎn)活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發(fā)動(dòng)機(jī)排量(VL)燃燒室容積(Vc

)氣缸總?cè)莘e(Va

)工作循環(huán)VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——?dú)飧字睆絤mS——活塞行程mm

基本術(shù)語(yǔ)3536內(nèi)燃機(jī)的幾個(gè)主要名詞：1)上止點(diǎn)：活塞距曲軸中心最遠(yuǎn)的位置2)下止點(diǎn)：活塞距曲軸中心最近的位置。3)活塞沖程（S）：上、下止點(diǎn)間的距離。4)壓縮室容積（Vc）：活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂部與缸蓋間的容積，又稱燃燒室容積。5)氣缸工作容積（Vh）：活塞上、下止點(diǎn)之間的容積稱為一個(gè)汽缸的工作容積，它可以用氣缸直徑D(cm)由下式表示：

Vh=[(π×D×D)/4]×S×0.001376)氣缸的最大容積（Va）：活塞在下止點(diǎn)時(shí)，氣缸的容積，即氣缸工作容積與壓縮容積的之和：

Va=Vh+Vc

7)氣缸的總?cè)莘eV，總排量：內(nèi)燃機(jī)所有汽缸工作容積的總和。即：

V=Vh×i(L)式中i--氣缸數(shù)。8)壓縮比：氣缸最大容積與壓縮室容積的比直稱為壓縮比。381.進(jìn)氣將新鮮空氣送入氣缸，提供燃料燃燒時(shí)所需要的充足的氧氣。燒一公斤柴油，理論上需要14.3公斤空氣。一般情況下，一公斤柴油提供20斤左右的空氣為宜。2.壓縮將進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，使空氣溫度升高，一般情柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣被壓縮后，溫度必須超過(guò)柴油的自燃溫度(350-450℃)。393.燃燒將燃料送入氣缸，燃料在氣缸內(nèi)與高溫空氣中的氧氣發(fā)生急劇氧化作用(即燃燒)，放出大量的熱，使高溫空氣的溫度在短時(shí)間內(nèi)迅速上升，壓力迅速增大，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)作功。4.排氣燃燒后的氣體(廢氣)，要及時(shí)排出氣缸外，以便再次吸入新鮮空氣于氣缸中。40(四)四沖程汽油機(jī)工作原理四沖程汽油機(jī)是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣完成一個(gè)工作循環(huán)的。圖為單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖。單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖進(jìn)氣行程壓縮行程作功行程排氣行程4142

（四）四沖程汽油機(jī)的工作原理

1、進(jìn)氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程單缸四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程431.進(jìn)氣行程

(1)活塞由曲軸帶動(dòng)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。

(2)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。

(3)由于活塞下移，活塞上腔容積增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空氣與汽油形成的混合氣，經(jīng)進(jìn)氣門(mén)被吸入氣缸，至活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，停止進(jìn)氣，進(jìn)氣行程結(jié)束。44排氣門(mén)關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa

大氣壓力線PVra示功圖上止點(diǎn)下止點(diǎn)示功圖：表示活塞在不同位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。進(jìn)氣行程452.壓縮行程

(1)活塞在曲軸的帶動(dòng)下，從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。

(2)進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。

(3)隨著活塞上移、活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，壓縮行程結(jié)束。在壓縮過(guò)程中，氣體壓力和溫度同時(shí)升高。壓縮終了時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力約為600～1500kPa，溫度約為600K～800K，遠(yuǎn)高于汽油的點(diǎn)燃溫度(約263K)。46進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度600~800K，壓力600~1500kPa

壓縮行程473.作功行程

(1)壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產(chǎn)生高溫、高壓，在氣體壓力的作用下，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)連桿驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功，至活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，作功行程結(jié)束。

(2)作功行程，進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。

在作功過(guò)程中，開(kāi)始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升，瞬時(shí)壓力可達(dá)3MPa～5MPa，瞬時(shí)溫度可達(dá)2200K～2800K。隨著活塞的下移，壓力、溫度下降，作功行程終了時(shí)，壓力約為300kPa～500kPa，溫度約為1500K～1700K。48進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)關(guān)閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)瞬時(shí)最高：溫度2200~2800K，壓力3~5MPa作功終了：溫度1500~1700K，壓力300~500kPa

作功行程494.排氣行程

(1)在作功行程終了時(shí)，排氣門(mén)被打開(kāi)，活塞在曲軸的帶動(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。

(2)廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門(mén)排出氣缸，至活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，排氣門(mén)關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。排氣行程結(jié)束后，進(jìn)氣門(mén)再次開(kāi)啟，又開(kāi)始了下一個(gè)工作循環(huán)，如此周而復(fù)始，發(fā)動(dòng)機(jī)就自行運(yùn)轉(zhuǎn)。50進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)打開(kāi)活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點(diǎn)下止點(diǎn)溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣

排氣行程51單缸四行程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程

行程序號(hào)行程名稱活塞運(yùn)動(dòng)方向氣門(mén)位置曲軸旋轉(zhuǎn)角度曲軸旋轉(zhuǎn)動(dòng)力進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)1進(jìn)氣向下止點(diǎn)開(kāi)關(guān)0°～180°飛輪慣性力2壓縮向上止點(diǎn)關(guān)關(guān)180°～360°飛輪慣性力3作功向下止點(diǎn)關(guān)關(guān)360°～540°膨脹氣體壓力4排氣向上止點(diǎn)關(guān)開(kāi)540°～720°飛輪慣性力52(五)四沖程柴油機(jī)工作原理

四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)工作原理一樣，每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程所組成。但柴油和汽油性質(zhì)不同，柴油機(jī)在可燃混合氣的形成、著火方式等與汽油機(jī)有較大區(qū)別。單缸四沖程汽油機(jī)工作原理示意圖進(jìn)氣行程壓縮行程作功行程排氣行程531.進(jìn)氣行程進(jìn)氣行程，不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是混合氣，而是純空氣。2.壓縮行程

(1)壓縮行程壓縮的是純空氣。

(2)由于柴油機(jī)壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高，壓力可達(dá)3MPa～5MPa，溫度可達(dá)800K～1000K。54

注：點(diǎn)燃溫度是指燃料在空氣中移近火焰時(shí)，其表面上的燃料蒸氣能夠被點(diǎn)著的最低環(huán)境溫度。汽油的點(diǎn)燃溫度很低，約為263K，柴油的點(diǎn)燃溫度高，約為313K～359K。自燃溫度是指燃料不與火焰接近，能夠自行燃燒的最低環(huán)境溫度；柴油的自燃溫度低，約為473K～573K，汽油的自燃溫度高，約為653K。553.作功行程壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因?yàn)榇藭r(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度(約500K左右)，柴油自行著火燃燒，且以后的一段時(shí)間內(nèi)邊噴邊燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇升高，推動(dòng)活塞下行作功。4.排氣行程排氣行程與汽油機(jī)排氣行程基本相同。56噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa

溫度800~1000K壓力3~5MPa

瞬時(shí)：溫度1800~2200K壓力5~10MPa

溫度800~1000K壓力105~400kPa

終了：溫度800~1000K壓力105~400kPa

四沖程柴油機(jī)的工作原理57上述四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作原理可知：

1.兩種發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的基本內(nèi)容相似，其共同特點(diǎn)是：

(1)每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)(720°)每一行程曲軸轉(zhuǎn)半轉(zhuǎn)(180°)，進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣行程是排氣門(mén)開(kāi)啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。

(2)四個(gè)行程中，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其它三個(gè)行程是為作功行程做準(zhǔn)備工作的輔助行程，雖然作功行程是主要行程，但其它三個(gè)行程也不可缺少。

(3)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一個(gè)循環(huán)，必須有外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣、壓縮行程，著火后，完成作功行程，依靠曲軸和飛輪貯存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需外力就可自行完成。582.兩種發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的主要不同之處是：

(1)汽油機(jī)的汽油和空氣在氣缸外混合，進(jìn)氣行程進(jìn)入氣缸的是可燃混合氣。而柴油機(jī)進(jìn)氣行程進(jìn)入氣缸的是純空氣，柴油是在作功行程開(kāi)始階段噴入氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合，即混合形成方式不同。

(2)汽油機(jī)用電火花點(diǎn)燃混合氣，而柴油機(jī)是用高壓將柴油噴入氣缸內(nèi)，靠高溫氣體加熱自行著火燃燒，即著火方式不同。所以汽油機(jī)有點(diǎn)火系，而柴油機(jī)則無(wú)點(diǎn)火系。59(六)二沖程汽油機(jī)工作原理二沖程汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)也需向缸內(nèi)引入可燃混合氣，然后將其壓縮，著火作功后再將燃燒后的廢氣排到大氣中去，但它完成上述工作是在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)行程完成的。1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在氣缸上開(kāi)三個(gè)口，排氣口位于作功時(shí)活塞全行程的三分之二處，它稍高于換氣口，進(jìn)氣口在氣缸的下部。60612.工作原理第一行程活塞在曲軸的帶動(dòng)下由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。(1)壓縮當(dāng)活塞上行到將換氣口、排氣口關(guān)閉時(shí)，已進(jìn)入氣缸的混合氣被壓縮，直到活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)、壓縮行程便結(jié)束。1.進(jìn)氣口2.排氣口3.換氣口62(2)換氣隨著活塞上行，曲軸箱容積增大，形成一定的真空度，當(dāng)活塞上行到進(jìn)氣口露出時(shí)，化油器供應(yīng)的新鮮混合氣在真空吸力的作用下被吸入曲軸箱內(nèi)。1.進(jìn)氣口2.排氣口3.換氣口63第二行程活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(1)作功當(dāng)活塞上行到接近上止點(diǎn)時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃缸內(nèi)的可燃混合氣，混合氣著火燃燒產(chǎn)生高溫、高壓，在氣壓的作用下，活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功。64(2)曲軸箱內(nèi)混合氣預(yù)壓當(dāng)活塞下移到將進(jìn)氣口堵死時(shí)，隨著活塞繼續(xù)下移，曲軸箱內(nèi)的新鮮混合氣被預(yù)壓。65(3)排廢氣與換氣當(dāng)活塞下行到排氣口露出時(shí)，燃燒后的廢氣在自身壓力下經(jīng)排氣口排出氣缸，緊接著換氣口開(kāi)啟，曲軸箱內(nèi)被預(yù)壓的混合氣經(jīng)換氣口進(jìn)入氣缸。這一過(guò)程稱為：“換氣過(guò)程”，它一直延續(xù)到下一個(gè)行程活塞上行到將換氣口、排氣口關(guān)閉為止。66

由上述可知，第一行程活塞上方進(jìn)行換氣、壓縮，活塞下方進(jìn)氣；第二行程活塞上方進(jìn)行作功、換氣，活塞下方混合氣被預(yù)壓，換氣過(guò)程縱跨兩個(gè)行程。67(七)二沖程柴油機(jī)工作原理

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二沖程柴油機(jī)工作原理同二沖程汽油機(jī)工作原理有很多相似之處，所不同的是：

1)進(jìn)入氣缸的不是混合氣，而是純空氣。

2)有換氣泵將空氣壓入氣缸。新鮮空氣由換氣泵提高壓力(約120kPa～140kPa)，后經(jīng)氣缸外部的空氣室和氣缸上的進(jìn)氣口進(jìn)入氣缸內(nèi)。

3)當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)，噴油器向缸內(nèi)噴入霧狀柴油，柴油迅速與空氣混合形成可燃混合氣并自行著火燃燒。

4)廢氣由專設(shè)的排氣門(mén)排出。69(八)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)從上述各單缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可知，只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其它三個(gè)行程都要消耗動(dòng)力。為了維持運(yùn)動(dòng)，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)必須有一個(gè)貯備能量較大的飛輪。即使如此，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)仍然是不平穩(wěn)的，作功行程快，其它行程慢。汽車(chē)上實(shí)際應(yīng)用的是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，它是由若干個(gè)相同的單缸排列在一個(gè)機(jī)體上共用一根曲軸輸出動(dòng)力所組成。現(xiàn)代汽車(chē)上用的較多是四缸、六缸、八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。

7071多缸(桑塔納)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖72連桿飛輪曲軸活塞進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)推桿挺柱正時(shí)齒輪

配氣機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)73742）四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序點(diǎn)火順序：各缸完成同名行程的次序。75表1-2四缸四行程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程

工作順序1-3-4-21-2-4-3曲軸轉(zhuǎn)角各缸工作過(guò)程各缸工作過(guò)程一缸二缸三缸四缸一缸二缸三缸四缸0°—180°180°—360°360°—540°540°—720°作功排氣進(jìn)氣壓縮排氣進(jìn)氣壓縮作功壓縮作功排氣進(jìn)氣進(jìn)氣壓縮作功排氣作功排氣進(jìn)氣壓縮壓縮作功排氣進(jìn)氣排氣進(jìn)氣壓縮作功進(jìn)氣壓縮作功排氣

多缸四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理76(九)內(nèi)燃機(jī)的主要性能主要是內(nèi)燃機(jī)的功率和它發(fā)出功率時(shí)所要消耗的燃料等，即內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。1.功率功率是單位時(shí)間內(nèi)所作的功，即公斤.米/秒。工程上功率的單位時(shí)馬力和千瓦。

1馬力＝75公斤.米/秒

1千瓦＝102公斤.米/秒

1千瓦＝1.36馬力

1馬力＝0.74千瓦77我國(guó)目前有四種標(biāo)定功率：15分鐘功率、1小時(shí)功率、12小時(shí)功率和持續(xù)功率。一般把12小時(shí)功率稱為額定功率，即內(nèi)燃機(jī)在連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)的最大有效功率。2.效率內(nèi)燃機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)熱能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能，稱為指示功率(Ni)，內(nèi)燃機(jī)從曲軸上輸出的凈功率稱為有效功率(Ne)，內(nèi)燃機(jī)的效率η為：783.有效燃油消耗率在單位時(shí)間內(nèi)，有效功率所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率(ge)。通常以每馬力(有效功率)，在1小時(shí)內(nèi)所消耗燃油重量(單位：克)表示：式中，ge―――燃油消耗率(克/馬力.小時(shí))；

Gr―――每小時(shí)內(nèi)消耗燃油重量(公斤/小時(shí))；

Ne―――有效功率(馬力)。79【本節(jié)思考題】1.什么是熱機(jī)？什么是內(nèi)燃機(jī)？2.內(nèi)燃機(jī)的工作原理和工作過(guò)程。3.四沖程汽油機(jī)和四沖程柴油機(jī)的工作原理和過(guò)程有何異同點(diǎn)？4.二沖程汽油機(jī)和二沖程柴油機(jī)的工作原理和過(guò)程有何異同點(diǎn)？5.內(nèi)燃機(jī)的性能指標(biāo)包括哪些？80二、內(nèi)燃機(jī)的總體構(gòu)造兩大機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)供給系點(diǎn)火系冷卻系潤(rùn)滑系起動(dòng)系81功用

將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過(guò)連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。

組成1、機(jī)體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組1、曲柄連桿機(jī)構(gòu)82機(jī)體組組成：曲軸箱氣缸體氣缸墊氣缸蓋氣缸油道和水道油底殼83氣缸墊氣缸蓋氣缸蓋罩襯墊安裝火花塞84圖2-3氣缸蓋1-挺柱孔2-缸蓋螺栓孔3-排氣門(mén)座孔4-進(jìn)氣門(mén)座孔5-冷卻水孔6-冷卻水出水道7-噴油器孔8-氣道

85圖2-5氣缸蓋螺栓擰緊順序a）4125型內(nèi)燃機(jī)b）495型內(nèi)燃機(jī)86（2）根據(jù)冷卻方式不同

風(fēng)冷散熱肋片風(fēng)冷氣缸體和氣缸蓋水冷87干式缸套和濕式缸套濕式缸套干式缸套88氣環(huán)油環(huán)活塞銷(xiāo)活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋

活塞連桿組89活塞環(huán)(pistonring)活塞環(huán)是具有彈性的開(kāi)口環(huán)，有氣環(huán)和油環(huán)之分。9091曲軸飛輪組功用：把活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榕ぞ貙?duì)外輸出。還用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)及其他各種輔助裝置。922、配氣機(jī)構(gòu)與換氣系統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱發(fā)動(dòng)機(jī))的每個(gè)實(shí)際循環(huán)的結(jié)束必須進(jìn)行的工質(zhì)交換稱作換氣，即用新鮮空氣（柴油機(jī)）或可燃混合氣（汽油機(jī)）重新充入氣缸，代替工作過(guò)程的燃燒產(chǎn)物（廢氣），將燃燒產(chǎn)物排出發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給裝置和廢氣排出裝置統(tǒng)稱為換氣系統(tǒng)。為了保證換氣系統(tǒng)的正常工作，必須設(shè)置配氣機(jī)構(gòu)。配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作過(guò)程和著火順序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸進(jìn)、排氣門(mén)，準(zhǔn)時(shí)地供給清潔、足量的新鮮充量（空氣或可燃混合氣），及時(shí)并盡可能徹底排出廢氣，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的有效進(jìn)行。93配氣機(jī)構(gòu)的類(lèi)型

常用的配氣機(jī)構(gòu)的類(lèi)型有氣門(mén)式和氣孔式兩種。氣孔式配氣機(jī)構(gòu)是在氣缸套上開(kāi)出進(jìn)、排氣孔，通過(guò)活塞的移動(dòng)位置來(lái)控制進(jìn)、排氣過(guò)程，常用于二行程發(fā)動(dòng)機(jī)上。氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)是由凸輪驅(qū)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)，常用于四行程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上。氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)又可分為頂置式和側(cè)置式兩種；而按曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒帶傳動(dòng)三種不同型式；按每個(gè)氣缸的氣門(mén)數(shù)目可分為二氣門(mén)式、四氣門(mén)式等多種。94配氣機(jī)構(gòu)的類(lèi)型

圖3-1頂置式氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)1-凸輪軸2-挺柱3-推桿4-調(diào)整螺釘5-鎖緊螺母6-氣門(mén)室罩7-搖臂8-搖臂軸9-鎖片10-氣門(mén)彈簧座11-氣門(mén)主彈簧12-氣門(mén)副彈簧13-氣門(mén)14-氣門(mén)導(dǎo)桿15-氣缸蓋氣門(mén)頂置式95氣門(mén)頂置式組成：配氣機(jī)構(gòu)的類(lèi)型96特點(diǎn)：A、氣門(mén)行程大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，燃燒室緊湊。

B、曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2:1。工作過(guò)程97氣門(mén)組配氣機(jī)構(gòu)的組件98氣門(mén)組實(shí)物圖99進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)氣門(mén)座實(shí)物圖1001、組成2、功用：定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)閉，并保證氣門(mén)有足夠的開(kāi)度和適當(dāng)?shù)臍忾T(mén)間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸氣門(mén)傳動(dòng)組101功用：將推桿或凸輪傳來(lái)的力改變方向，作用到氣門(mén)桿端以推開(kāi)氣門(mén)。搖臂結(jié)構(gòu)示意圖氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺母搖臂搖臂軸套易磨損部位堆焊耐磨合金搖臂102搖臂比1-調(diào)整螺釘2-鎖緊螺母3-搖臂4-搖臂軸5-襯套

搖臂比一般為1.6左右。

搖臂多用鋼模鍛壓而成，近年也用球墨鑄鐵制造，斷面呈“工”字形或“T”字形。

103凸輪軸圖3-10495型柴油機(jī)凸輪軸1-凸輪軸2-鍵3-凸輪軸齒輪4-墊圈5-彈簧墊圈6-螺栓7-止推片10410°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止點(diǎn)下止點(diǎn)配氣相位與氣門(mén)間隙1、氣門(mén)從開(kāi)啟到關(guān)閉所經(jīng)歷的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為配氣相位。配氣相位105配氣相位演示氣門(mén)的重疊開(kāi)啟期106概念：氣門(mén)間隙：為保證氣門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密，通常發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門(mén)桿尾端與氣門(mén)驅(qū)動(dòng)零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。氣門(mén)桿搖臂氣門(mén)間隙氣門(mén)間隙進(jìn)氣門(mén)0.25~0.30mm排氣門(mén)0.30~0.35mm為何排氣門(mén)間隙大于進(jìn)氣門(mén)間隙？氣門(mén)間隙107

換氣系統(tǒng)（功用和結(jié)構(gòu)）功用：是按照內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)，及時(shí)地供給新鮮充量（空氣或可燃混合氣）并盡可能徹底地排出廢氣。1-空氣濾清器2-進(jìn)氣管3-進(jìn)氣歧管4-氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)5-氣缸6-活塞7-排氣管8-消聲滅火器9-排氣歧管10-噴油器結(jié)構(gòu):1083、柴油機(jī)供給系柴油機(jī)所用的燃油是柴油。柴油的粘度大且不易蒸發(fā)柴油機(jī)是利用高壓噴射的方法，在壓縮行程接近終了時(shí)，將柴油噴入氣缸，直接在氣缸內(nèi)與空氣混合形成可燃混合氣.借助氣缸內(nèi)工質(zhì)的高溫自行著火燃燒。

柴油機(jī)的基本工作特征1092柴油機(jī)的使用性能指標(biāo)發(fā)火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，發(fā)火性越好。蒸發(fā)性——由燃油的蒸餾實(shí)驗(yàn)。粘度——決定燃油的流動(dòng)性，粘度越小，流動(dòng)性越好。凝點(diǎn)——指柴油冷卻到開(kāi)始失去流動(dòng)性的溫度110柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的組成1．功用柴油機(jī)供給系同樣要完成柴油供給和空氣供給以及可燃混合氣的形成、燃燒和廢氣的排出任務(wù)。2．組成燃油供給裝置：柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。空氣供給裝置：空氣濾清器、進(jìn)氣管道。混合氣形成裝置：燃燒室。廢氣排出裝置：排氣管道、消音器

111圖4-1柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1-柴油細(xì)濾器2、6-回油管3-高壓油管4-噴油器5-渦流室7-噴油泵8-輸油泵9-調(diào)速器10-柴油粗濾器11-燃油箱低壓油高壓油圖4-1112柴油機(jī)的燃油供給過(guò)程：

柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柴油自油箱11經(jīng)低壓油管被吸入輸油泵8，并以50～100kPa的壓力壓至柴油精濾器1，經(jīng)過(guò)濾清后的清潔柴油被送入噴油泵7，再經(jīng)過(guò)噴油泵增壓后經(jīng)高壓油管3送到各缸的噴油器4，最后噴入燃燒室與受壓縮的空氣進(jìn)行混合并燃燒。從噴油器針閥偶件泄出的少量柴油，經(jīng)回油管2流回柴油箱。因?yàn)檩斢捅玫墓┯土看笥趪娪捅玫膰娪土浚嘤嗟牟裼徒?jīng)單向回油閥送回輸油泵，在有的柴油機(jī)上回油則直接回到柴油箱。低壓油路：從柴油箱至噴油泵泵油前的油路稱為低壓油路，油壓一般在50～290Kpa；高壓油路:經(jīng)噴油泵泵油后至噴油器的油路稱為高壓油路，油壓一般為9800KPa

以上。

113對(duì)柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的要求:α>1時(shí)為稀混合氣；α<1時(shí)為濃混合氣；α=1時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)混合氣。柴油機(jī)的α通常都大于1，一般在1.15～2.2范圍內(nèi)。（2）噴射壓力必須足夠高,一般在10MPa以上，以利于柴油霧化。（3）柴油噴射系統(tǒng)的噴油規(guī)律應(yīng)與燃燒過(guò)程相對(duì)應(yīng)。控制前期噴射量；加快中期噴射量；盡快結(jié)束后期噴射。（4）在燃燒室內(nèi)組織較強(qiáng)的空氣渦流運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)空氣與柴油的均勻混合。（1）可燃混合氣濃度適中常用過(guò)量空氣系數(shù)α表示，它是燃燒1㎏燃料實(shí)際供給的空氣量與理論所需空氣量之比。α=114供油時(shí)間的表示供油提前角：噴油泵開(kāi)始向高壓油管供油的時(shí)刻，用活塞在上止點(diǎn)前相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角表示。噴油提前角：噴油器開(kāi)始向燃燒室噴射柴油的時(shí)刻，也用活塞在上止點(diǎn)前相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角表示。供油提前角總是大于噴油提前角的供油提前角是指該柴油機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的最佳供油提前角

115應(yīng)用： 直接噴射燃燒室，孔數(shù)1～8個(gè)，孔徑0.25～0.8mm特點(diǎn)：（1）噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應(yīng)，以保證油霧直接噴射在球形燃燒室壁上。（2）噴射壓力較高。（3）噴油頭細(xì)長(zhǎng)，噴孔小，加工精度高。孔式噴油器116軸針式噴油器的結(jié)構(gòu)組成

1-回油管螺栓

2-調(diào)壓螺釘護(hù)帽3-調(diào)壓螺釘

4-調(diào)壓彈簧5-噴油器體6-進(jìn)油道7-頂桿8-緊固螺套

9-噴油嘴進(jìn)油道10-針閥11-針閥體117柱塞式噴油泵的組成

1-出油閥彈簧2-出油閥座3-出油閥4-柱塞套5-柱塞6-泵體7-柱塞彈簧8-彈簧下座9-滾輪體總成10-滾輪11-凸輪軸12-油量調(diào)節(jié)臂A.控制油槽B.回油孔C.進(jìn)油孔118

工作時(shí)，在噴油泵凸輪軸上的凸輪與柱塞彈簧的作用下，迫使柱塞作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而完成泵油任務(wù)泵油過(guò)程可分為以下三個(gè)階段。

進(jìn)油過(guò)程供油過(guò)程回油過(guò)程柱塞式噴油泵的泵油原理

119泵油原理a)進(jìn)油b)供油c)停止供油d)柱塞行程h和供油行程hg1-柱塞套2-柱塞3-出油閥座4-出油閥5-進(jìn)油孔6-回油孔7-減壓環(huán)帶120出油閥偶件

出油閥偶件包括出油閥和出油閥座。功用：出油、斷油和斷油后迅速降低高壓油管的剩余壓力，使噴油器迅速停止供油而不出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象。

1-出油閥2-減壓環(huán)帶3-出油閥座4-切槽121油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)圖a)齒桿式b)撥叉式c)球銷(xiāo)式1-柱塞套2-柱塞3-調(diào)節(jié)齒桿4-油量調(diào)節(jié)套筒5-凸耳6-調(diào)節(jié)齒圈7-緊固螺釘8-調(diào)節(jié)拉桿9-調(diào)節(jié)叉10-調(diào)節(jié)臂11-鋼球122調(diào)速器分類(lèi)調(diào)速器的類(lèi)型可分為機(jī)械式、氣力式和液力式三類(lèi)。

機(jī)械式調(diào)速器根據(jù)其轉(zhuǎn)速作用的范圍可分為以下三種：（1）單程式調(diào)速器

只在某一規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，一般用于恒定轉(zhuǎn)速工況的柴油機(jī)（如發(fā)電機(jī)組）。（2）兩速式調(diào)速器

能在兩個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)速下起作用，它既可以保持柴油機(jī)低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，又能限制柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。（3）全程式調(diào)速器

能保持低速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和限制最高轉(zhuǎn)速，而且還能使柴油機(jī)在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

123機(jī)械式調(diào)速器的工作原理

單程式調(diào)速器機(jī)械式單程調(diào)速器簡(jiǎn)圖1-供油拉桿2-傳動(dòng)盤(pán)3-噴油泵凸輪軸4-鋼球5-推力盤(pán)6-調(diào)速?gòu)椈?-支承軸8-彈簧座

124活塞式輸油泵1-手柄2-彈簧3-手油泵活塞

4-進(jìn)油止回閥5-空心螺栓

6-密封墊片7-彈簧8-螺塞9-輸油泵活塞10-輸油泵體11-壓套12-岀油止回閥13-止回閥彈簧14-密封墊片15-岀油管接頭16-墊片

17-空心螺栓18-“O”型密封圈19-頂桿20-滾輪部件21-橡膠密封環(huán)22-卡環(huán)23-手油泵體輸油泵

125潤(rùn)滑系的作用：潤(rùn)滑作用：將機(jī)油不斷地供給各零件的摩擦表面， 減少零件的摩擦和磨損。清洗作用：清除摩擦表面上的磨屑等雜質(zhì)。冷卻作用：氣缸壁上形成的油膜可冷卻摩擦表面。密封作用：在運(yùn)動(dòng)零件之間、氣缸壁上形成的油膜 形成油膜可以提高密封性，防止漏氣和漏油。防銹作用：在零件表面形成油膜，防止零件生銹。液壓作用：利用潤(rùn)滑油作液壓油。緩沖作用：在運(yùn)動(dòng)零件表面形成油膜，吸收沖擊減小振 動(dòng)。 4、潤(rùn)滑系126機(jī)油的選擇類(lèi)別牌號(hào)100℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度

(mm2/s)適用季節(jié)和地區(qū)備注

汽油機(jī)機(jī)油（車(chē)用機(jī)油）HQ—6D6.0—8.0適于我國(guó)北方各寒冷地區(qū)冬季使用

GB485—82

HQ—6

6.0—8.0適于淮河以北、新疆、青海、西藏等地區(qū)冬季使用HQ—10

10—12

適于上述地區(qū)夏季及南方各省全年使用HQ—15

14—16

適于南方亞熱帶地區(qū)夏季使用，磨損教嚴(yán)重的汽油機(jī)尤為合適

柴油機(jī)機(jī)油HC—88.0—9.0適于南方各省冬季使用；

GB11122—89

GB1123—89

HC—1110.5—11.5裝巴氏合金軸承的柴油機(jī)全年可用HC—1413.5—14.5全國(guó)夏季、長(zhǎng)江以南地區(qū)全年可用127發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑方式應(yīng)用范圍壓力潤(rùn)滑負(fù)荷大，相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度高的工作表面。飛濺潤(rùn)滑外露、負(fù)荷小、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小的工作表面。定期潤(rùn)滑輔助機(jī)件128發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系的組成及油路集濾器、機(jī)油泵、油底殼、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器、機(jī)油壓力表、機(jī)油溫度表放油螺栓油底殼機(jī)油濾清器油路集濾器1294125A柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)圖130潤(rùn)滑系131潤(rùn)滑系的油路1325、冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的功能冷卻的必要性：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，因燃料的燃燒及運(yùn)動(dòng)零部件之間摩擦產(chǎn)生大量的熱，氣缸內(nèi)氣體溫度可達(dá)2000度以上，直接與高溫氣體接觸的如氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門(mén)等若不及時(shí)加以冷卻，其運(yùn)動(dòng)部件將可能因受熱膨脹而破壞正常間隙，或因潤(rùn)滑在高溫下失效而卡死；各機(jī)件也可能因高溫而導(dǎo)致其機(jī)械強(qiáng)度降低甚至損壞。133冷卻系統(tǒng)的功能冷卻的功能：使工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作。冷卻的不當(dāng)所造成的后果：冷卻程度后果過(guò)冷熱量散失過(guò)多，增加燃油消耗，冷凝在氣缸壁上的燃油流到曲軸箱中稀釋潤(rùn)滑油，磨損加劇。不足發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，充氣量減少燃燒不正常，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降潤(rùn)滑不良，加劇磨損134冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)及方式正常冷卻的冷卻介質(zhì)：水冷卻系統(tǒng)：水為介質(zhì)，即把發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零件的熱量先傳給水，然后經(jīng)水再傳給大氣而進(jìn)行冷卻的一套裝置。其優(yōu)點(diǎn)在于冷卻均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音小，得以廣泛應(yīng)用。風(fēng)冷卻系統(tǒng)：通過(guò)高速的空氣流介質(zhì)把高溫零件的熱量直接帶入大氣散發(fā)而進(jìn)行的冷卻系統(tǒng)。兩者的適用范圍：系統(tǒng)溫度范圍水冷系氣缸蓋內(nèi)冷卻水溫度在80-90℃風(fēng)冷系鋁氣缸壁的溫度為150-180℃，鋁氣缸蓋為160-200℃135水冷卻系統(tǒng)的分類(lèi)自然循環(huán)冷卻式：它分為蒸發(fā)式、冷凝式、熱流式三種。水的密度隨溫度的變化而變化，冷卻水在冷卻系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一定程度上可以自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻強(qiáng)度；缺點(diǎn)是冷卻不均勻、局部會(huì)引起過(guò)熱且水箱的容積較大。強(qiáng)制循環(huán)冷卻式：它分為閉式和開(kāi)式冷卻系統(tǒng)兩種。利用一水泵的動(dòng)力造成壓差，迫使水在發(fā)動(dòng)機(jī)中不斷循環(huán)，以水為載體帶走熱量達(dá)到冷卻效果。136水冷系目前大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用強(qiáng)制循環(huán)式水冷卻系統(tǒng)。作用：以水作為冷卻介質(zhì)，把發(fā)動(dòng)機(jī)受熱零件吸收的熱量散發(fā)到大氣中去。組成：散熱器及其散熱器蓋：高溫冷卻液的熱量傳遞給空氣，使冷卻液溫度降低

風(fēng)扇：強(qiáng)力抽吸，使空氣流由前向后以高速?gòu)纳崞髦型ㄟ^(guò)水泵：機(jī)體外的水吸入并加壓節(jié)溫器：保證發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速條件下在適宜的溫度范圍內(nèi)工作，以控制冷卻水大、小循環(huán)回路的裝置；水套：氣缸蓋與氣缸體之間的夾層空間，使水得以接近受熱零件，并可循環(huán)流動(dòng)分水管：使多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸冷卻強(qiáng)度均勻其他附件：百葉窗、放水閥、水溫表、支撐架等137冷卻系統(tǒng)的工作演示氣缸體水套氣缸蓋出水管氣缸蓋水套散熱器進(jìn)水管138散熱器蓋工作演示139節(jié)溫器工作演示1401.了解三相交流異步電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造和轉(zhuǎn)動(dòng)

原理。本節(jié)要求：2.理解三相交流異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)的基本方法,

了解起動(dòng)和制動(dòng)的方法。

3.理解三相交流異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義。學(xué)會(huì)正確選用異步電動(dòng)機(jī).第二節(jié)電動(dòng)機(jī)141第二節(jié)電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)，它可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。交流電動(dòng)機(jī)又可分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩種。異步電動(dòng)機(jī)又有三相和單相之分。其中三相異步電動(dòng)機(jī)在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。和其它電動(dòng)機(jī)比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠和維護(hù)方便等特點(diǎn)。本節(jié)主要論述三相異步電動(dòng)機(jī)的原理、構(gòu)造和使用等。異步電動(dòng)機(jī)的總?cè)萘考s占電網(wǎng)總動(dòng)力負(fù)載的８５％。電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)

異步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)142一、異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

異步電動(dòng)機(jī)是由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）兩個(gè)基本部分組成，它們之間由氣隙分開(kāi)。143異步電動(dòng)機(jī)分為鼠籠式電動(dòng)機(jī)和繞線式電動(dòng)機(jī)兩種。鼠籠式電動(dòng)機(jī)模型144(一)定子定子由機(jī)座、鐵芯、三相繞組組成。

1.機(jī)座用鑄鐵或鑄鋼制成的，起支撐作用。

2.定子鐵芯是由內(nèi)圓周表面均勻沖有槽孔的圓環(huán)形硅鋼片疊壓而成的圓筒，因而，在鐵芯內(nèi)圓周上形成了均勻分布的軸向線槽，用來(lái)放置定子繞組。硅鋼片定子鐵芯1451462.定子繞組用帶有絕緣包皮的導(dǎo)線（如漆包銅線等）繞成匝數(shù)相同的線圈，再分三組按一定的規(guī)律將線圈對(duì)稱放置在定子鐵芯的軸向線槽內(nèi)，其中每一組稱為一相繞組，這就成為三相對(duì)稱繞組U1U2，V1V2，W1W2。根據(jù)電源的線電壓和每相繞組的額定電壓，定子繞組可接成Y形或△形。定子的作用：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并從電網(wǎng)吸收電能。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成星形還是接成三角形，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電壓和電源電壓來(lái)決定，目前電動(dòng)機(jī)名牌上給出的接線方法主要有如下三種情況：147(1)額定電壓380伏，接法△，適用電源電壓380伏。(2)額定電壓380/220伏，接法Y/△，每相繞組額定電壓220伏Y接法△接法148鼠籠式電動(dòng)機(jī)模型的定子結(jié)構(gòu)149150(二)轉(zhuǎn)子

1.轉(zhuǎn)軸

2.轉(zhuǎn)子鐵芯：是由外圓周表面沖有槽的硅鋼片疊成的圓柱體，裝在轉(zhuǎn)軸上。

3.轉(zhuǎn)子繞組：放置在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)，有兩種形式：鼠籠式，繞線式。鼠籠式繞線式151轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵芯是圓柱狀，用硅鋼片疊成。表面沖有槽，用來(lái)安裝轉(zhuǎn)子繞組，鐵芯壓裝在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組做成鼠籠狀，就是在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中放銅條，兩端用端環(huán)聯(lián)接，或者在槽中澆鑄鋁液，兩端用導(dǎo)體連成一個(gè)整體（短路）。轉(zhuǎn)軸用來(lái)支承轉(zhuǎn)子鐵芯，并輸出轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)子與定子之間有一個(gè)間隙，叫做氣隙（0.25~1.5mm）152

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。

(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端

部用短路環(huán)形成一體。

或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)繞線式轉(zhuǎn)子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式153154

(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子鐵芯的每個(gè)槽中放一根銅條，在鐵芯兩端槽口處，用兩個(gè)導(dǎo)電的銅環(huán)分別把所有槽里的銅條短接成一個(gè)回路，抽掉鐵芯，形狀像“鼠籠”。

(2)繞線式轉(zhuǎn)子與定子繞組相似，是對(duì)稱的星形（Y）連接的三相繞組，三根端線接到裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)彼此絕緣的滑環(huán)上，通過(guò)一組電刷與外電阻相連接。轉(zhuǎn)子的作用：產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并輸出機(jī)械能。155鼠籠式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖156157158二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o159o規(guī)定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。

AYCBZX(?)電流出()電流入160

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

三相電流合成磁場(chǎng)

的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600

o161AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°

取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向

結(jié)論：

任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0

to1623.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P

當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：o

tAXBYCZAXYCBZ163

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC164極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'01654.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ166p=2時(shí)0167旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與極對(duì)數(shù)

p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1與頻率f和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?jiàn):1685.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E20

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流

I2

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩Tn

F169電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，作用于轉(zhuǎn)軸上有兩種轉(zhuǎn)矩：①電磁轉(zhuǎn)矩M電：由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生的。它的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流大小成正比。②負(fù)載轉(zhuǎn)矩M反：工作機(jī)械作用在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的反轉(zhuǎn)矩。170當(dāng)M電=M反時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。若M反↑，則轉(zhuǎn)速↓，這時(shí)，M電逐漸↑，克服M反。反則反之。額定轉(zhuǎn)矩：電機(jī)輸出額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩：電機(jī)承受最大負(fù)荷的能力。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)M起>M反時(shí)，電機(jī)才能起動(dòng)。171

6.轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。

由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流

轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切

割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。172異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n1=1000r/min,即

p=3

額定轉(zhuǎn)差率為173三、異步電動(dòng)機(jī)的銘牌電動(dòng)機(jī)機(jī)座上的銘牌(見(jiàn)圖)記載著電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的各種額定數(shù)據(jù)，為正確使用電動(dòng)機(jī)，使用者必須理解這些銘牌數(shù)據(jù)的含義。電動(dòng)機(jī)的銘牌內(nèi)容包括：電機(jī)名稱、型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)、制造廠名、出廠編號(hào)、額定電壓、額定功率、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、繞組接法、絕緣等級(jí)等。

174175例如一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：型號(hào)：Y132M-4

頻率：50Hz

電壓：380V電流：15.4A接法：△功率：7.5kW轉(zhuǎn)速：1440r/min絕緣等級(jí)：B功率因數(shù)：0.85效率：87％工作方式：連續(xù)×年×月生產(chǎn)1.型號(hào)：Y132M－4Y--異步電動(dòng)機(jī)132--機(jī)座中心高度132mm

M--機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)，M為中型機(jī)座；4--磁極數(shù)。176異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO177

2.接法：指定子三相繞組的聯(lián)接方式，△接法或者Y接法。

3.額定值：正常運(yùn)行時(shí)的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)。

(1)額定電壓UN：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子三相繞組的線電壓，單位用“V”表示。

(2)額定電流IN：指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子電路最大允許線電流，單位用“A”表示。

(3)額定功率PN：指電機(jī)按規(guī)定工作方式，額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率，單位用“kW”表示。1782.接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2

V2U2

U1

W2V1

V2

W1U1V1

W1W2U2V2W2

U2

V2

V1

W1

U1

Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2

聯(lián)結(jié)179

(4)額定效率ηN：指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，軸上輸出功率PN與定子輸入電功率P1N的比值，定子輸入功率P1N計(jì)算公式為：

(5)額定功率因數(shù)COSφN:指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，定子相電壓與相電流相位差的余弦。

(6)額定轉(zhuǎn)速nN：指額定電壓下，輸出額定功率時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位用“r/min”表示。它略小于空載轉(zhuǎn)速n0，通常電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于500轉(zhuǎn)/分。

(7)額定頻率fN：規(guī)定的電源頻率(50Hz或60Hz)；1804．定額（工作方式）是表明電動(dòng)機(jī)允許連續(xù)使用的時(shí)間。定額分為：①連續(xù)——表示電機(jī)可以依照額定的功率連續(xù)使用下去，繞組不會(huì)過(guò)熱。②短時(shí)——表示電機(jī)不能連續(xù)使用，而只能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)依照額定的功率短使用，這樣才不會(huì)過(guò)熱。③斷續(xù)——表示電機(jī)的工作是短時(shí)的，但可以多次重復(fù)使用。1815．絕緣等級(jí)和溫升絕緣等級(jí)指電動(dòng)機(jī)所采用的絕緣材料的耐熱度。分為A、B、E、F、H級(jí)。溫升指電機(jī)在運(yùn)行中定子繞組發(fā)熱而升高的溫度。如果電機(jī)溫度過(guò)高，會(huì)使絕緣老化，縮短電機(jī)使用壽命。異步電動(dòng)機(jī)的容許溫升是指定子鐵芯和繞組溫度在環(huán)境溫度40℃的情況下能高出環(huán)境溫度的允許值。容許溫升與絕緣的等級(jí)有關(guān)：

A級(jí)60℃，B級(jí)75℃，E級(jí)80℃，

F級(jí)100℃，H級(jí)125℃E級(jí)絕緣定子繞組的容許溫度<40°+80°=120℃182四、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)1.起動(dòng)性能

起動(dòng)問(wèn)題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過(guò)熱后果：原因：起動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。起動(dòng)時(shí)

，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流

1832.

起動(dòng)方法(1)直接起動(dòng)

二、三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。(2)降壓起動(dòng)：星形-三角形(Y－

)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)）(3)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)（適用于繞線式電動(dòng)機(jī)）184設(shè)：電機(jī)每相阻抗為Z降壓起動(dòng)(1)Y－

換接起動(dòng)

降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的+－

起動(dòng)U1U2V1V2W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2185Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

△動(dòng)觸點(diǎn)Y動(dòng)觸點(diǎn)靜觸點(diǎn)186Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖Y起動(dòng)L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

起動(dòng)UP

U1+＿Ul

+＿U2V1V2W1W2187Y－

起動(dòng)器接線簡(jiǎn)圖

工作L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

U2

正常運(yùn)行

Ul

+＿U1V1V2W1W2188(a)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

(b)Y－

起動(dòng)Y－

換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y-換接起動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題

正常運(yùn)行

Ul

U1W2V2W1+＿U2V1UP

起動(dòng)+＿Ul

+＿U1W2V2W1U2V1189下一頁(yè)章目錄總目錄上一頁(yè)(2)自耦降壓起動(dòng)L1L3L2FUQ

Q2下合：

接入自耦變

壓器，降壓

起動(dòng)。

Q2上合：

切除自耦變

壓器，全壓

工作。合刀閘開(kāi)關(guān)QQ2

自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成

Y形不能采用Y－起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。190

方法：任意調(diào)換電源的兩根進(jìn)線，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)3.三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電

源~UVWM3~

UVW電

源~M3~

191五、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1.

能耗制動(dòng)制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)

在斷開(kāi)三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。192nF

轉(zhuǎn)子T

n1=0

2.

反接制動(dòng)

停車(chē)時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對(duì)調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

M3~+-運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?RP193M3~運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)?nF

轉(zhuǎn)子T

n1

3.

發(fā)電反饋制動(dòng)

當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制194動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。nF

轉(zhuǎn)子T

n1

n>n1

1951.

功率的選擇

功率選得過(guò)大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過(guò)小電動(dòng)機(jī)容易因過(guò)載而損壞。(1)對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。(2)對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。六、三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇

1962.

種類(lèi)和型式的選擇(1)種類(lèi)的選擇

一般應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合才選用繞線式電動(dòng)機(jī)。(2)結(jié)構(gòu)型式的選擇

根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式電動(dòng)機(jī)。3.

電壓和轉(zhuǎn)速的選擇

根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來(lái)決定。

Y系列鼠籠電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)才采用3000V和6000V。1974．三相異步電動(dòng)機(jī)的使用安全技術(shù)①起動(dòng)前的檢查電壓與電源電壓是否處符，接法是否正確，絕緣是否良好，軸承處有無(wú)潤(rùn)滑油，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。②運(yùn)行中的維護(hù)監(jiān)視溫升，注意電流、電壓的變化。觀察有無(wú)異?，F(xiàn)象（振動(dòng)、響聲、溫度、焦糊味等），防止缺相運(yùn)行，保持干燥清潔，防止灰塵和水汽。198

單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。

定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動(dòng)磁場(chǎng)，若不采取措施，將無(wú)法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS1、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理八、單相異步電動(dòng)機(jī)199

定子繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，可用正、反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)合成來(lái)等效。即

+

-m

=

+

-=t

O200脈動(dòng)磁場(chǎng)的分解④

⑥

⑧

⑧

③⑦

⑦

⑨

⑨

⑥

⑤

②

①

+-

①

-

+

+

-

②③④⑤

201正反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的合成轉(zhuǎn)矩特性合成轉(zhuǎn)矩(正向)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零(反向)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反202

....F

鼠籠式轉(zhuǎn)子導(dǎo)條及電流

當(dāng)定子繞組產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)增加時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則和左手定則，可知轉(zhuǎn)子導(dǎo)條左、右受力大小相等方向相反，所以沒(méi)有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。AA'

203

為了獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單相異步電動(dòng)機(jī)的定子進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。常用的單相異步電動(dòng)機(jī)有電容分相式異步電動(dòng)機(jī)和罩極式異步電動(dòng)機(jī)。他們都采用鼠籠式轉(zhuǎn)子，但定子結(jié)構(gòu)不同。

2.電容分相式異步電動(dòng)機(jī)

電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置有兩個(gè)繞組，一個(gè)是工作繞組

A–A'，另一個(gè)是起動(dòng)繞組

B–B',兩個(gè)繞組在空間相隔90o。起動(dòng)時(shí)，

B–B'繞組經(jīng)電容接電源，兩個(gè)繞組的電流相位相差近90o，即可獲得所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。204電容分相式異步電動(dòng)機(jī)iAS??ABB'

???A

~iB設(shè)兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示。工作繞組

iBiAO起動(dòng)繞組

205A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)450

900

iBiAO206S???ABB'

???iAiBA

12~實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的電路

改變電容C的串聯(lián)位置，可使單相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

將開(kāi)關(guān)S合在位置1，電容C與B繞組串聯(lián)，電流

iB較iA超前近90；當(dāng)將S切換到位置2，電容C與A繞組串聯(lián)，電流iA

較iB

超前近90。這樣就改變了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，利用離心力將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)(S是離心開(kāi)關(guān))，使起動(dòng)繞組B–B′斷電。M~207【思考題】1.敘述三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.異步電動(dòng)機(jī)的接線方法有幾種？3.什么叫異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)？她和異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有何關(guān)系？第二章茶園機(jī)械第一節(jié)耕整地機(jī)械第二節(jié)中耕除草機(jī)械第三節(jié)植物保護(hù)機(jī)械第四節(jié)茶園灌溉機(jī)械第五節(jié)采茶機(jī)械

茶園管理是茶葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是提高茶葉產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的前提基礎(chǔ)。

20世紀(jì)70年代以前，茶園管理一直是手工作業(yè)，工效低，技術(shù)含量低，經(jīng)濟(jì)效益差。80年代后期至90年代，是我國(guó)茶園機(jī)械快速發(fā)展階段。茶園管理一般包括深耕、中耕、施肥、噴藥、采摘、修剪等。這些作業(yè)機(jī)械可歸為三類(lèi)：一類(lèi)是耕作機(jī)械，如深耕、中耕機(jī)，施肥機(jī)等；另一類(lèi)是采摘機(jī)械，如采茶機(jī)、修剪機(jī)等；第三類(lèi)是植保機(jī)械，如噴霧機(jī)等。第一節(jié)耕整地機(jī)械一、耕地機(jī)械耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本也是最重要的工作環(huán)節(jié)之一。其目的就是在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作栽培制度中通過(guò)深耕和翻扣土壤，把作物殘茬、病蟲(chóng)害以及遭到破壞的表土層深翻，而使得到長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)的低層土壤翻到地表，以利于消滅雜草和病蟲(chóng)害，改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境。常用耕地機(jī)械

目前所使用的耕地機(jī)械，由于其作業(yè)的工作原理不同類(lèi)型主要分為三大類(lèi)：