农用动力机械原理、结构与使用保养

共160页第1页共160页第2页一、农用动力机械定义：为农业生产、农副产品加工、农田建设、农业运输和各种农业设施提供原动力的机械。常用的有各种内燃机(柴油机、汽油机、煤气机等)、拖拉机、电动机、水轮机、风力机等。在农业中用机电动力代替人力和畜力，可提高劳动生产率、减轻劳动强度、增强抗御自然灾害能力、及时地完成各项农事作业，对产量的提高具有显著作用。农用动力机械概述共160页第3页二、常用农用动力机械（1）农用内燃机主要有柴油机、汽油机、煤气机等。（2）电动机将电能转变为机械能的动力机械。（3）风力机将风能转变为机械能的动力机械。（4）水轮机将水流的动能和势能转换成机械能的动力机械。农用动力机械概述共160页第4页三、农用动力机械发展趋势•固定作业中将优先发展电动机；•风力资源丰富的地区,宜有计划地发展风力机；•水力资源丰富而落差较大的地区,发展中、小型水电站；•柴油机将继续有所发展；•利用各种再生能源(如沼气、煤气、酒精等)和固体燃料的发动机，将得到不同程度的重新使用和发展；•双燃料发动机，如煤气-柴油机、沼气-柴油机、天然气－柴油机等的研究与使用将受到重视。农用动力机械概述共160页第5页一、拖拉机概述1.拖拉机的含义用来悬挂、牵引或驱动各种工作机具，完成农田作业、道路建筑或其他土石方工程作业、运输作业、固定作业的机动车辆。由发动机、传动系统、行走系统、转向系统、制动系统和工作装置等组成。拖拉机结构与原理共160页第6页拖拉机结构与原理共160页第7页2.拖拉机的类型拖拉机按照行走装置型式的不同可分为轮式、链轨式(履带式)和船式（水田用）三种。轮式拖拉机又有两轮和四轮之分。习惯地将两轮拖拉机称为手扶拖拉机。四轮拖拉机根据驱动轮的多少，又分为两轮驱动和四轮驱动拖拉机两种。拖拉机按发动机功率的大小可分为大型、中型和小型三种。一般习惯于把80Kw以上的拖拉机，叫做大型拖拉机。15～35Kw的拖拉机叫做中型拖拉机，小于15Kw的拖拉机叫做小型拖拉机。拖拉机还可以按用途分为通用型、水田型和特殊型等。拖拉机结构与原理共160页第8页3.拖拉机的型号拖拉机结构与原理区别标志功能代号形式代号功率代号系列代号共160页第9页系列代号可用两个大写汉语拼音字母表示(后一个字母不得用I和O),用以区别不同系列和不同设计的机型。功率代号用发动机标定12小时功率值(单位为千瓦)的1.36倍的整数表示。型式代号采用数字符号(0:后轮驱动四轮式;1:手扶式;2:履带式;3三轮或并置前轮式;4:四轮驱动式;5:自走底盘式;等等)功能符号采用字母符号(一般农业用途该项可空白;G:果园用;H:高地隙中耕用;J:集材用;L:营林用;P:坡地用;S:水田用;T:运输用;Y:园艺用;Z:沼泽地用。)目前国产拖拉机大部分没有按照国家标准命名，而是各厂家自己命名，因此国产拖拉机的型号比较乱，以上型号编制仅供参考。拖拉机结构与原理共160页第10页4.常见拖拉机（1）手扶拖拉机拖拉机结构与原理共160页第11页拖拉机结构与原理共160页第12页拖拉机结构与原理共160页第13页手扶拖拉机的特点：手扶拖拉机的外形尺寸小，机身矮，重量轻，配用柴油机的功率在7.35kw（10hp）左右，行走装置为充气橡胶轮胎，操纵灵活和通过性好，综合利用性能高，适用于果园、菜园、小块水、旱地和坡度不大的丘陵地等地区工作。但在大块的水、旱地工作时，由于功率小，生产率和经济性都不如四轮拖拉机和履带式拖拉机，同时拖拉机手的工作条件较差，劳动强度也较大。拖拉机结构与原理共160页第14页（2）四轮拖拉机拖拉机结构与原理共160页第15页拖拉机结构与原理共160页第16页四轮拖拉机的特点：四轮拖拉机（指两轮驱动）的行走装置为充气橡胶轮胎，机体离地间隙大，轮距可以调整，工作速度变动范围大，操纵灵活，可配带农机具类型较多；除能完成各种田间作业外，还可用于公路运输和固定作业，综合利用程度高，每年的使用时间较长。但其缺点是牵引附着性能较差，在潮湿松软的土壤上容易打滑、陷车，牵引功率不能充分发挥。四轮驱动的拖拉机具有两轮驱动拖拉机的优点，而且牵引效率比同等功率的两轮驱动的拖拉机高20％～50％。因此，它更适于拖带工作幅宽较大的农机具和牵引阻力大的农田基本建设机械工作。但其缺点是结构较复杂，制造成本高。拖拉机结构与原理共160页第17页（2）履带式拖拉机拖拉机结构与原理共160页第18页拖拉机结构与原理STX530橡胶履带拖拉机功率：500马力9520T橡胶履带拖拉机功率：450马力共160页第19页履带式拖拉机的特点履带式拖拉机的履带与地面的接触面积大，履带板上的突起能插入土壤内；因此，附着性能好，不易打滑，牵引力能充分发挥。同时，对单位面积土壤的压力较小，工作时不致将土壤压得过紧，在潮湿松软地上不易陷车，地面通过性好。它能适应于需要大牵引力的深翻、开荒、平整土地、农田基本建设等作业。在耕地、播种工作中，作业质量好、效率高。但机体重量大，运行不灵活，综合利用程度低。拖拉机结构与原理共160页第20页二、拖拉机的组成与结构从满足拖拉机配带各种机具进行各项作业的基本要求出发，拖拉机一般由发动机、传动系统、行走系统、转向系统、制动系统、工作装置、电气和仪表系统等组成。拖拉机上除发动机和电气仪表设备外，其它系统和装置统称为拖拉机底盘。发动机是拖拉机的动力来源，国产拖拉机的发动机几乎都是柴油机。拖拉机结构与原理共160页第21页拖拉机结构与原理共160页第22页1.发动机发动机是把自然界中的能量资源(燃料、风力、水力等)转换为机械能的机器，比如热力发动机、风力发动机、水力发动机、电动机等等。其中热力发动机是把燃料(术柴、煤、原油等)燃烧所产生的热能转变为机械能的机器，分外燃机和内燃机两大类。拖拉机结构与原理共160页第23页外燃机是指燃料在发动机外部的锅炉中燃烧并将炉中的水烧成水蒸气，再将蒸汽通到汽缸中驱动机械运转(如火车上的蒸汽机、发电机组用的蒸汽轮机)。由于燃料的燃烧发生在汽缸的外部，而工质(燃气)膨胀做功是在汽缸内部进行，所以存在着工质传递过程的热损失。内燃机是指燃料在发动机内部燃烧，通过燃气膨胀来驱动机械运转(如柴油机、汽油机、煤油机等)，实现热能向机械能的转变。由于燃料的燃烧和工质的膨胀做功均在汽缸内部进行，因而内燃机能量损失较小，具有较高的热效率。拖拉机结构与原理共160页第24页内燃机具有以下特点：①经济性好，热效率在热机中最高，一般为30％～50%。②尺寸小、质量轻、结构紧凑，便于安装布置。③功率范围广，具有较大的适用范围。④启动方便、迅速，加速性能好，正常启动只需要几秒钟，并能很快达到垒负荷工况。⑤运转时噪声大。⑥废气中有害成分对大气污染较严重。内燃机应用在国民经挤的各个领域，其优点使其在农业、交通运输、港口机械、工程机械、航空、矿山机械等方面得到极其广泛的应用。拖拉机结构与原理共160页第25页（1）内燃机的分类①按所用燃料的不同，分为汽油机、柴油机、煤油机、煤气机(包括各种气体燃料内燃机)等，其中柴油机、汽油机广泛用在拖拉机、汽车和农业机械等方面，是工农业生产的重要动力；②按每个工作循环的行程数不同，分为四冲程和二冲程；③按着火方式不同，分为点燃式(利用外界热源如电火花点燃燃料，使其着火燃烧，如汽油机、煤油机、煤气机)和压燃式(利用汽缸内被压缩的空气所产生的高温高压使燃料自行着火燃烧，如柴油机)；拖拉机结构与原理共160页第26页④按冷却方式不同，分为水冷式和风冷式；⑤按汽缸排列形式不同，分为卧式、直列式（多个汽缸排成一行）、V型(两排汽缸设计成有一定夹角的“V”形排列)、对置式等；⑥按汽缸数不同，分为单缸内燃机和多缸内燃机等；⑦按内燃机的用途不同，分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用；⑧按转速不同，分为高速(发动机转数1000r/min以上)、中速(600～1000r／min)、低速(600r／min以下)等等。拖拉机结构与原理共160页第27页拖拉机结构与原理共160页第28页（2）内燃机产品的名称及型号编制规则为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准(GB725)《内燃机产品名称和型号编制规则》中对内燃机的名称和型号作了统一规定。内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。内燃机型号由以下四部分组成：首部：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。拖拉机结构与原理共160页第29页拖拉机结构与原理共160页第30页型号编制举例(1)汽油机1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm，V型，水冷通用型TJ376Q：表示三缸，四行程，缸径76mm，水冷车用，TJ表示系列符号CA488：表示四缸，四行程，缸径88mm，水冷通用型，CA表示系列符号(2)柴油机195：表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型165F：表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型495Q：表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用6135Q：表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用X4105：表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用型，X表示系列代号拖拉机结构与原理共160页第31页（3）内燃机的工作原理内燃机主要由两大机构（曲柄连杆机构、配气机构）和五大系统（润滑系统、冷却系统、燃料供给系统、启动系统和点火系统。其中柴油机无点火系统）所组成。拖拉机结构与原理共160页第32页•常用的名词术语在内燃机中，经常用到以下名词术语：拖拉机结构与原理共160页第33页•上止点活塞在汽缸中运动，当活塞离曲轴回转中心最远时活塞顶所处的位置。•下止点活塞在汽缸中运动，当活塞离曲轴回转中心最近时活塞顶所处的位置。•活塞行程又叫活塞冲程，活塞从一个止点到另一个止点所经过的距离，单位为毫米。曲轴旋转半圈(180°)，活寒移动一个行程。活塞行程与曲柄半径之间的关系为：活塞冲程等于曲柄半径的两倍。•燃烧室窖积又叫压缩室容积，活塞位于上止点时，活塞顶以上和汽缸盖底部之间的空间容积，单位为升。．•汽缸工作容积活塞从上止点移动到下止点位置时所扫过的空间容积，单位为升。内燃机所有汽缸工作容积之和称为内燃机的排量，单位为升。内燃机排量表示内燃机的作功能力，在内燃机其他参数相同的前提下，内燃机排量越大内燃机所发出的功率越大。拖拉机结构与原理共160页第34页•汽缸总容积活塞位于下止点位置时活塞上部所有密封容积，单位为升。它等于燃烧室容积与汽缸工作容积之和。•压缩比汽缸总容积与燃烧室容积的比值。压缩比表示活塞由下止点移到上止点时气体在汽缸内被压缩的程度。压缩比越大，压缩时气体在汽缸内被压缩得就越厉害，压缩终了时气体的温度和压力就越高。压缩比是内燃机一个重要的结构参数，各种类型的内燃机对压缩比的要求不同。适当提高压缩比可提高内燃机的经济性，一般柴油机较高，其范围一般为16～20，汽油机较低，其范围一般为6～8。拖拉机结构与原理共160页第35页•内燃机的工作原理内燃机工作时燃料在汽缸内燃烧产生热能，气体受热膨胀推动活塞移动，经过连杆传递到曲轴并使其旋转做功。在工作过程中，经过从热能到机械能要实现无数次的连续转变，每次转变都经历进气、压缩、作功和排气四个过程(完成一次进气、压缩、作功和排气叫做一个工作循环)。曲轴每转两圈，活塞经过四个冲程完成一个工作循环的内燃机叫做四冲程内燃机；曲轴每转一圈，活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲程内燃机。拖拉机结构与原理共160页第36页•四冲程内燃机的工作原理单缸