小型農(nóng)用拖拉機工作原理與工作過程分析研究

摘要：小型農(nóng)用拖拉機是我縣廣大農(nóng)戶經(jīng)常使用并且范圍十分廣的一種農(nóng)田作業(yè)機械，在使用過程中，由于時間的延長和技術操作上的原因，難免會發(fā)生故障。要想更好地使農(nóng)業(yè)機械服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，就要充分了解其工作原理和工作過程，以便在工作中出現(xiàn)故障時有的放矢，對癥下藥。因此，本文對小型拖拉機基本工作原理與工作過程進行了分析。重點分析研究了拖拉機工作原理的四個過程，即進氣行程、壓縮沖程、作功行程和排氣行程。通過這些描述使農(nóng)機戶對于拖拉機的工作原理及過程有個了解，從而更好地使用農(nóng)用拖拉機。

關鍵詞：拖拉機基本工作原理;小型拖拉機;進氣行程;壓縮沖程;作功行程;排氣行程;拖拉機

小型農(nóng)用拖拉機在我縣使用十分廣泛，如何使廣大農(nóng)機用戶真正了解拖拉機的構造、原理及工作過程，使其在出現(xiàn)故障時能夠自己有效地進行及時維修，不耽誤農(nóng)活，對此，結合我在農(nóng)機部門多年的工作實際，對此進行簡要分析。拖拉機的基本工作原理，就是把燃油（柴油）燃燒產(chǎn)生的熱能轉變?yōu)榍S的轉動而向外作功。因為柴油發(fā)動機（簡稱拖拉機）是用不容易揮發(fā)的柴油做為燃油。在拖拉機中，新鮮空氣首先進入氣缸內(nèi)，經(jīng)過強烈的壓縮，空氣溫度急劇升高后，壓力很高而且霧化很好的柴油適時地噴射到燃燒室內(nèi)，與高溫空氣混合，并且自行著火燃燒。所以拖拉機又叫做壓燃式發(fā)動機。其過程可以簡單總結如下：

一、小型農(nóng)用拖拉機進氣行程分析

在我縣，農(nóng)村使用的小型農(nóng)用拖拉機多數(shù)是單缸四行程拖拉機。所謂單缸是指拖拉機的氣缸數(shù)為一個;所謂四行程指的是拖拉機曲軸要轉動兩圈才能完成一個工作循環(huán)，即進氣、壓縮、作功、排氣四個行程。單缸拖拉機結構簡單，耗油量少，且運行費用低廉。所以在我縣的廣大農(nóng)村小拖拉機、三輪農(nóng)用運輸車以及排灌、農(nóng)副產(chǎn)品加工中被普遍使用。拖拉機工作時是將柴油（燃料）燃燒所產(chǎn)生的熱能轉化為機械能的裝置，因為柴油直接在拖拉機內(nèi)部（氣缸內(nèi)）燃燒，所以又稱為內(nèi)燃機。拖拉機在正常工作時，靠曲軸旋轉的帶動，活塞由上止點向下止點運動。這時由配氣機構使進氣門打開，排氣門關閉。隨著活塞的上下移動（主要是向下移動），氣缸內(nèi)容積逐漸加大，造成真空吸力，新鮮空氣不斷地從進氣閥門被吸入氣缸內(nèi)。活塞到達下止點時，進氣行程結束，進氣門隨之而來被關閉。此時氣缸內(nèi)的氣體壓力為78.5～88.2千帕（0.8～0.9千克力/立方厘米），溫度為50～70℃。對進氣行程的要求是進氣要充分，進氣量越多越好，即充氣系數(shù)越大。

二、小型農(nóng)用拖拉機壓縮沖程分析

小型拖拉機是一種行走式的動力機械，用途很廣泛。配上各種農(nóng)業(yè)機具，可完成耕地，播種，中耕，施肥及收割等田間作業(yè)，可進行抽水，脫粒及農(nóng)副產(chǎn)品加工等固定作業(yè)。配帶拖車還可以進行運輸作業(yè)。加深對農(nóng)用小型拖拉機的結構特點的了解，對于更好地發(fā)揮農(nóng)機在生產(chǎn)中的作用，服務于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有十分重要的作用。在農(nóng)業(yè)機械正常工作時，拖拉機的曲軸繼續(xù)旋轉，帶動活塞由下止點向上止點運動。這時，進氣和排氣閥門都關閉，氣缸內(nèi)的空氣逐漸被壓縮，壓力和溫度不斷升高。拖拉機一般都具有較大的壓縮比，壓縮終了時，氣缸中的壓力可達2940～4900千帕（30～50千克力/立方厘米），溫度可達到500～600℃（比柴油的自燃溫度要高200～300℃）。對于壓縮行程的要求是氣門關閉要嚴，氣缸和活塞之間密封性要好，千萬不能漏氣。

三、小型農(nóng)用拖拉機作功行程分析

這個行程也叫做燃燒膨脹行程，是指在拖拉機工作時，當壓縮行程接近終了時，噴油器將柴油以細小的油霧狀態(tài)噴入氣缸內(nèi)。這些油霧在高溫下很快蒸發(fā)，與氣缸中的空氣混合成為可燃性的混合氣體。經(jīng)過很短的一段著火準備階段，當活塞接近上止點時，可燃混合氣在高溫下立即自燃，放出大量熱量，使氣缸內(nèi)氣體的溫度和壓力急劇上升，其最高值可達5900～8800千帕（60～90千克力/立方厘米），溫度升高到1700～2000℃。此時進、排氣門都是關閉的，高溫高壓的氣體因膨脹而產(chǎn)生的巨大推力，推動活塞從上止點向下止點運動，再通過曲柄連桿機構使曲軸旋轉，將可燃混合氣燃燒發(fā)出的熱能轉變?yōu)榛钊⑶S的機械運動，而向外作功。隨著活塞向下止點運動，氣缸容積逐漸擴大，氣缸內(nèi)氣體的壓力和溫度也相應降低。

四、小型農(nóng)用拖拉機排氣行程分析

拖拉機工作中，在飛輪慣性的作用下，曲軸繼續(xù)旋轉，通過連桿帶動活塞從下止點向上止點運動。此時排氣閥門打開，進氣閥門依然關閉，燃燒后的廢氣被向上運動的活塞驅趕，從排氣門排出。對排氣行程的要求是排氣要干凈，殘留在氣缸內(nèi)的廢氣越少越好。排氣行程結束后，即活塞到達上止點后，曲軸繼續(xù)旋轉，活塞又開始從上止點向下止點運動，開始下一個進氣行程。拖拉機每進行一次進氣—壓縮—作功—排氣的過程，叫做一個工作循環(huán)。在這個循環(huán)中，曲軸轉動了兩圈，經(jīng)歷了四個行程，所以稱這種拖拉機為四行程拖拉機。在一個工作循環(huán)中，曲軸轉動了兩圈，經(jīng)歷了四個行程，而只有一個（作功）行程是由活塞帶動曲軸旋轉來作功的。其他三個行程都是為作功準備的，需要由曲軸帶動活塞運動。那么，在不作功的三個行程中，曲軸的動力又是從何而來的呢？原來，在曲軸一端裝有一個飛輪，在作功行程，膨脹的氣體通過連桿使曲軸加速旋轉，飛輪隨之而來也會加速旋轉，這樣一來就會產(chǎn)生一定的運動慣性力。而在非作功的三個行程中，活塞就是由曲軸和飛輪的慣性力帶動完成的。

單缸拖拉機的曲軸轉動兩圈半只有半圈作功，所以會產(chǎn)生較大的震動，曲軸旋轉也不平衡。而多缸的拖拉機則可以通過正確排列和合理確定各缸的工作順序，使各缸的作功行程相互交錯，這樣一來，就大大提高了曲軸運轉的平穩(wěn)性。

參考文獻：

【1】王連成：《農(nóng)業(yè)機械》，[M]，北京，中國農(nóng)業(yè)出版社，2000年9月。

【2】李問盈、籍寶國編著：《小型拖拉機使用與維修》，[M]，北京，中國農(nóng)業(yè)出版社，2006年10月。

【3】肖興宇主編：《農(nóng)業(yè)機械使用與維修》，[M]，北京，中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2009年8月。

作者簡介：孫麗（1979.03），女，漢族，吉林通榆人，現(xiàn)任職于吉林省白城市通榆縣開通農(nóng)業(yè)機械推廣中心站，研究方向為農(nóng)業(yè)機械推廣應用，維修與保養(yǎng)。