略论农用柴油机曲柄连杆中气缸盖总成构造及作用

【摘 要】小型农用柴油机是我县农村农机户经常使用的一种农业机械，对此，本文介绍了其曲柄连杆中气缸盖总成的构造，并对其作用进行了分析。

【关键词】曲柄连杆 气缸盖罩 气缸盖 气缸垫 燃烧室

农业的根本出路在于机械化，小型农用柴油机在农村农业机械化播种中的作用越来越突出，如何让广大农机户更好地了解这一机械构造，在农业生产中使其发挥更好的效率，文中仅对曲柄连杆中气缸盖总成的构造及作用进行了分析研究。

一、柴油机气缸盖作用分析研究

气缸盖主要用来封闭气缸，同时也是许多零部件的安装基体。气缸盖在工作中不仅要随燃气的高温、高压作用，还要承受气缸盖紧固螺栓的很大预紧力。气缸盖一般用灰铸铁或合金铁制成，风冷式柴油机也有用铝合金的。气缸盖上有出水管口、进排气管口、气缸盖螺栓孔、气门导管孔和喷油器座孔。出于铸造工艺要注，气缸盖上还有封闭的出砂口等，风冷式柴油机的气缸盖上还铸有散热片。气缸盖内部布置有进排气道、涡流室、冷却水道及水套等，结构比较复杂。气缸盖的底部是装配平面，与气缸体相连，气缸盖的出水管口与出水管相连。冷却水由气缸体流出，经过气缸盖垫片上的出水管口及气缸盖底面的进水孔，流入气缸盖水腔，对缸盖进行冷却，然后，通过连接在气缸盖出水管法兰上的出水管流回水箱。气门导管孔上、下贯通，孔内装有气门导管，气门导管孔的下部为气门座孔。为提高气门座的耐磨性、气缸盖的进、排气门口处一般镶有由优质耐磨、耐热合金或铸铁制成的气门座。

在气缸盖顶部斜面上，设有喷油器的安装孔。其底面与喷油器间用铜垫片密封，防止漏气，通过选用不同厚度的垫片来调整喷油器在燃烧室的伸出量，以保证喷油器有良好的喷油方位和较好的燃烧效果。喷油器上部用压板固定。S195型柴油机的气缸盖上，在喷油器安装孔的旁边，还设有纸插螺栓安装孔。在纸插螺栓上可插入点燃的纸卷，供低温启动时加热燃烧室中空气之用。

气缸盖与气缸体的连接依靠缸盖螺栓，缸盖螺栓选用优质钢材，制成双头螺纹状，一头拧紧在气缸体上，另一头穿过气缸盖用螺母拧紧，其拧紧扭矩要求严格。安装时，要按规定分3～4次用扭力扳手均匀拧紧至规不定期扭矩。安装好后柴油机工作10小时左右，应检查是否有松动，并按规定扭矩拧紧。

二、柴油机气缸垫作用分析研究

气缸垫位于气缸盖和气缸体之间，用以保证燃烧室的密封，防止漏水、漏气，目前，广泛采用的是金属石棉板衬垫，即内为石棉板，外包紫铜皮。在垫片上的气缸孔、通水孔及通油孔等的周围，有卷边加强。气缸垫具有一定的弹性，能补偿密封面上的微观不平度，密封性好；有足够的抗拉强度和抗剪强度，在高压燃气作用下不破损；另外铜皮具有较好的耐热和耐腐蚀性，在高温燃气、冷却水和润滑油作用下不烧坏，不变质，可以满足使用要求。此外，装配时，应选择与原气缸垫具相同的厚度，并应注意使有卷边的一面朝向气缸盖。

三、柴油机气缸盖罩作用分析研究

气缸盖罩用螺栓安装在气缸盖上部，用来封闭气门摇臂机构，与气缸盖顶部构成气门摇臂室。在气缸盖罩上装有气缸减压机构，有的还装有机油压力指示器等。

四、柴油机燃烧室作用分析研究

燃烧室是燃油和压缩空气进行混合与燃烧的空间，目前国产小型柴油机上，大多采用分隔式燃烧室，分别称为主燃烧室和副燃烧室。主燃烧室是活塞上部空间，副燃烧室则可做成多种形式，主要有涡流室和预燃室。

常见的有涡流室式副燃烧室，如180型和185型等柴油机均采用这种形式。涡流室直接加工在气缸盖内，呈倒钟形，下部用圆饼形镶块封闭。镶块上加工有孔径较大的斜向气流通道，使涡流室与主燃室保持相通。在压缩冲程中，压缩空气从气缸中沿斜向通道冲入涡流室，形成高速旋转涡流。压缩接近终了时，喷油器开始喷油，高压雾状油束被高速气流吹散，并随气流旋转分布在整个涡流室中，与高温高压空气进行混合，部分燃油着火燃烧。这时涡流室内压力急剧升高，迫使正在燃烧的气体连同尚未燃烧的燃油一起经斜道高速冲入主燃烧室。借助于活塞顶上的人字形涡流凹坑产生二次涡流运动，促使尚未燃烧的燃油雾粒与主燃烧室中的空气充分混合，迅速燃烧，达到燃烧完全的目的。

涡流室由于散热面积大，热量损失较多，因此，冷车启动性能较差。为了改善柴油机的启动性能，在涡流室镶块上还另外开了一个启动喷孔。它呈漏斗形，有一定的斜度，正对着喷油器的喷孔中心线。柴油机启动时，由于活塞运动速度低，涡流室的空气涡流弱，喷油器喷出的高压油束，可以穿过空气涡流和启动喷孔，直接喷入主燃烧室与空气混合。主燃烧室中的压缩空气温度较高，混合气容易着火，这样就改善了柴油机的冷车启动性能。值得注意的是，启动喷孔较小，容易堵塞，使用维修中应检查它是否畅通。预燃室式副燃烧室在小型柴油机上应用也相当广泛如165F、170F、R175A、R180N、165、170型等柴油机。它是利用压缩冲程将部分空气压入预燃室，柴油喷入后先在预燃室部分燃烧，产生的高压使得未燃烧的燃油和空气，经几个喷孔高速喷入主燃烧室，与主燃室的空气混合后着火燃烧。这种燃烧室中混合气的形成，主要是依靠预燃室中一部分燃油燃烧产生的压力差形成的。这种燃烧室对转速的变化不敏感，对喷雾质量要求更低，对燃油质量要求也不高，燃烧噪声和排气污染比涡流室低。由于直喷式燃烧室结构简单、紧凑、散热面积小，因而耗油率低，启动比较容易，已成为一种发展趋势。直喷式燃烧室是由活塞顶和气缸盖之间形成的单一空间所构成。安装在气缸盖孔中的喷油器多为孔式喷油器，其轴线一般与气缸中心线重合或者成一定角度。直喷式燃烧室混合气的形成主要是通过多孔的喷嘴，以很高的喷油压力将燃油喷到燃烧室的各个角落，使之尽可能地分散到燃烧室的高温空气中去。

直喷式燃烧室的柴油机的进气道多为螺旋进气道或切线进气道，采用螺旋朝气或切线进气，混合气形成质量高，空气利用率高。又因为柴油和空气在燃烧室中是边混合、边燃烧，所以燃烧过程较为缓和，混合气形成比较完善。

作者简介：孙丽（1979—），女，汉族，吉林通榆人，现任职于吉林省通榆县开通镇农业机械推广中心站，研究方向：农业机械管理与应用。

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