小型農用柴油機的基本構造簡介

張 波

(吉林省通榆縣鴻興農業機械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

把某種形式的能轉化為機械能的機器稱之為發動機。因能源不同發動機又可以分為熱力發動機、風力發動機和水力發動機等。

1 小型農用柴油機常用的名詞術語介紹

為了便于了解柴油機的構造和工作原理，對幾個名詞術語加以解釋。

（1）力。凡能使物體獲得加速度或者發生變形作用的都稱為力，如拉力、壓力、重力、電場力、摩擦力等。力的三要素是指力的大小、方向和作用點。力的舊單位為千克力，在國際單位制中為牛頓，簡稱N。一千克力等于9.8kN。

（2）壓力或壓強。垂直作用在物體單位面積上的力，舊的單位是kg/cm2。國際單位是帕、千帕或兆帕。

（3）溫度。表明物體冷熱程度的物理量，常用溫度計進行測量。溫標是溫度的標尺，常用的溫標是攝氏溫標，攝氏溫標的符號為t，溫度的單位是攝氏度，代號是℃。水的結冰定為0℃，沸點定為100℃。在國際單位制中熱力學溫標的符號為T，它的單位是開，代號為K。它與攝氏溫標的關系為T=（t+276.15）K。所以用開氏溫標表示時，水的結冰點為273.15K，水的沸點為373.15K。

（4）氣體的體積、壓力、溫度之間的關系。氣體為物質存在的基本形式之一，沒有固定的形狀和體積，能充滿任何容積的空間。氣體的體積是描述氣體分子活動的空間。它的體積和其所在容器的容積在量值上是相同的。氣體的壓力是氣體作用于容器壁單位面積上的力。

在密閉容器中的一定量的氣體，若使密閉容器的體積縮小，則密閉容器中的氣體受到壓縮，氣體的壓力和溫度將減小。一定量的氣體在密閉容器中，若密閉容器的體積不變，只使其溫度升高，則氣體的壓力隨之增大；溫度降低，則壓力減小。

（5）慣性。反映物體具有保持原有運動狀態的性質。當物體不受外力作用時，原來靜止的物體保持靜止，原來勻速運動的物體，保持勻速運動。慣性的大小是用質量大小度量的。質量大的物體慣性大；質量小的物體慣性小。在同樣的外力作用下，慣性較大的物體，運動狀態較難改變，因而所得到的加速度就較小。如兩個質量不同的飛輪，以同樣的轉速轉動時，使質量較大的飛輪停止轉動要比使質量輕的飛輪停止轉動困難些，車內乘客覺得自己受到一個力，使其向前倒去，這個力就是慣性力。

（6）功。描述物體能量變化多少的物理量。它是由兩個因素決定的，一個是作用力，另一個是物體在力的方向上發生的位移。力對物體所作的功，等于力的大小、力的作用點的位移、力和位移的的夾角的余弦的乘積。例如，從5m深的井中提上一桶水，水的質量為98N，所需的力為98N。由于力的方向與位移的方向一致，即夾角a=0,cosa=1，則所作的功W=10×5=490N·m，或 490.325J，或 0.1362W·h。

（7）功率。描述作功快慢的物理量。用單位時間內所作的功表示。過去用的單位是 kgf·m/s（千克力·米/秒）和馬力。1馬力=75kgf·m/s。在國際單位制中，功率的單位是 W 或 kW。1馬 力=735.498W=0.735498kW。1kW=1.3596馬力，如S195型柴油機的功率為12馬力，約合8.8kW。

（8）扭距（力距）。描述使物體轉動的力量。扭矩的大小等于力和力臂的乘積。力矩愈大，使物體轉動狀態發生改變的效果就愈明顯。例如用手推門，如果有的力大小一樣，則手離轉軸較遠且方向垂直于門時，繞門軸線的力矩較大，因而門易被推開。柴油機的有效扭矩就是柴油機曲軸輸出的扭矩。過去用的單位為 kgf·m， 在國際單位制中為牛·米 （N·m），1kgf·m=9.806 N·m。

2 柴油機的一般結構

柴油機的功用是將柴油在氣缸中燃燒放出的熱能轉變為機械能。為實現此目的，它需要有相應的機構及其零部件。

下面以單缸四行程柴油機的一般構造為例進行簡單的介紹。氣缸固定安裝在機體上，活塞裝在氣缸中，并通過活塞銷、連桿與曲軸相連，曲軸通過曲軸軸承安裝在機體上，其一端裝有飛輪。氣缸上面用氣缸蓋封閉，氣缸蓋上裝有進氣門和排氣門，由配氣機構保證它們按時開閉。氣缸蓋上還裝有噴油器，靠供油系統，使之定時定量向氣缸內噴油。

活塞沿氣缸中心線作往復運動。若氣缸垂直安置，則活塞垂直上下移動，稱為立式柴油機；若氣缸水平放置，則活塞水平移動，稱為臥式柴油機。

活塞在氣缸中往復運動1次，可通過連桿推動曲軸轉1圈，當活塞運動到距曲軸軸心線最遠處時，活塞頂端在氣缸中的位置稱為“上止點”；當活塞運動到距曲軸軸心線最近處時，活塞頂端在氣缸中的位置叫“下止點”。行程就是上、下止點之間的距離。活塞在氣缸內每運動1個行程，曲軸相應轉半圈。

當活塞位于上止點時，活塞頂以上和氣缸蓋底部之間所構成的空間稱為燃燒室，其容積稱為燃燒室容積。活塞位于下止點時，活塞上部所有的密封容積稱為氣缸總容積。氣缸總容積與燃燒室容積的比值，中叫壓縮比。壓縮比表示氣缸內氣體被壓縮的程度，壓縮比越大，氣體在氣缸中被壓縮得就越厲害，壓縮終了氣體的溫度和壓力就最高。柴油機的壓縮比一般在16～22之間。活塞從上止點移到下止點時所掃過的容積稱為工作容積，也叫活塞排量。其值等于活塞頂面積與行程的乘積。

3 結語

柴油機和汽油機是熱力發動機，柴油機是將柴油（燃料）燃燒所產生的熱能轉變為機械能的裝置，因柴油直接在柴油機內部（氣缸內）燃燒，所以又稱內燃機，我國農村使用的小型柴油機多是單缸四行程柴油機。

[1]王連成.農業機械[M].北京:中國農業出版社，2000.

[2]李自華.農業機械學（上、下冊）[M].北京:中國農業出版社，2001.