1茶葉加工機械與設備第一章緒論中國茶葉歷史“茶”字的起源于，最早見于我國的《神農本草》一書，該書是我國戰國時代的著作。我國是世界產茶古國，飲茶和制茶均起源于我國。據考證，大約在五千多年前，居住在云南、四川一帶的少數民族，就已知道飲茶。秦統一后，飲茶之風逐漸遍及全國。單擊添加大標題到唐代，茶葉已成為我國人民的普遍飲料。唐代號稱“茶仙”的陸羽寫了世界上第一部有關茶葉的專著《茶經》，全書約七千多字，它不僅是一部茶葉的百科全書，而且也是世界上第一部商品學專著，對我國乃至東亞諸國飲茶風氣起了很大的推動作用。茶發乎神農，聞于魯周公，興于唐朝，如今已成為風靡世界的三大無酒精飲料(茶、咖啡和可可)之一，將成為21世紀的飲料大王。中國茶文化中國是茶的故鄉，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、待客是中國個人高雅的娛樂和社交活動，坐茶館、茶話會則是中國人社會性群體茶藝活動。中國茶藝在世界享有盛譽，在唐代就傳入日本，形成日本茶道。單擊添加大標題飲茶始于中國。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。中國人飲茶，注重一個“品”字。“品茶”不但是鑒別茶的優劣，也帶有神思遐想和領略飲茶情趣之意。中國是文明古國，禮儀之邦，很重禮節。凡來了客人，沏茶、敬茶的禮儀是必不可少的。中國是茶的發祥地，被譽為“茶的祖國”。茶乃中國的驕傲！6二、我國茶葉加工、生產現狀

(一)茶葉生產特點

1.綠茶生產規模由小到大，已占茶葉生產的主導地位據資料統計，目前，我國茶葉生產總量中的72.9％為綠茶，出口總量中，綠茶占84％，名優茶中，綠茶的總產值占茶葉總產值的62.2％。由此可見，我國綠茶生產的盛衰與否，直接影響著我國的茶葉生產。72.茶葉結構向名、特、優方向發展茶葉消費出現了多樣化的格局，具體表現在產品結構上，傳統的炒青綠茶在減少，而各類名優茶在增加；花茶、紅茶在減少，以名牌、品牌進入市場的綠茶在增加，快速、方便、衛生的紅茶、綠茶、香花袋泡茶在增加，并由單純的茶葉產品向果味茶、香花茶、草藥茶、保健茶等方向發展。

3.茶葉生產在農業生產中的地位，隨著農業產業結構的優化與調整，而得到進一步的加強茶葉作為經濟作物，在我國山區、半山區、丘陵地區的國民經濟發展、財政稅收以及出后創匯中占重要地位。84.傳統茶業向現代化茶業邁進

(1)運用先進的生產方法，如無性繁殖、條行栽培、機采、機剪和茶葉加工全程機械化，采用診斷施肥，微機自控制茶；

(2)研究采用了先進的生產因素，包括選育與推廣良種、增施化肥、采用化學農藥繁殖病蟲、應用多種茶機、改善排水和灌溉等；9(3)增加了茶業的投入，包括資金、物質、人才和科技投入等；

(4)茶葉科學技術得到發展。在研究方面突出收效快的應用研究和開發研究；研究內容上圍繞以提高產量為中心向逐步轉向以提高品質為中心；研究方法也有明顯的改進。10(二)茶葉機械化加工技術現狀

1.茶葉機械化加工技術發展過程

60年代以前，重點研究和總結傳統制茶工藝技術以及研制開發制茶機具和機械化作業技術；

60年代到80年代，研究制茶工藝技術改進，優化及實現機械化、連續化作業；

80年代，強化研究制茶機械化作業的初步自動化控制技術；

90年代，主要以實用化技術研究，如名優茶的開發和機械化生產。90年代以來，全國主產區推廣各種名優茶機械近10萬臺套。112.綠茶品質存在問題與機械化生產設備的性能關系由于我國綠茶加工均采用炒青方式，很難保證殺青均透，加之機械結構等原因，造成茶葉色澤不夠綠翠，尤其是機制名優茶外形毛糙，色澤偏暗，滋味較淡薄，湯色偏黃，并且煙焦味嚴重，儲藏過程中容易變色，同時碎茶過多。殺青設備是影響綠茶品質不高的主要設備之一。現有的殺青設備在加工過程中控制適度殺青條件尤其困難。茶葉干燥設備也是影響茶葉品質的重要設備。干燥后期，要求干燥溫度低，干燥時間長。123.茶葉生產存在的問題據不完全統計，我國現有茶葉加工廠6.7萬家，目前，影響我國茶葉生產的主要問題有一下幾點：

(1)廠房陳舊，加工條件差；

(2)茶葉加工機械設備簡陋，機械化、自動化程度低；

(3)質量管理體系不健全。13三、茶葉安全加工技術及裝備技術發展趨勢

1.茶葉加工技術向安全、清潔化生產技術發展安全、清潔化生產技術應從種植、采收、加工、設備和管理手段等方面著手解決。目前，國際上HACCP安全質量管理體系被認為是控制食品安全衛生的最有效的方法。HazardAnalysisandCriticalControlPointHACCP:食品安全衛生預防控制體系。142.茶葉加工技術呈現的發展特點

(1)單機不連續作業被成套流水線連續化作業裝備技術所代替，包含兩大內容：一是針、扁形名優茶，二是炒青類大宗茶。

(2)茶葉加工裝備的性能向滿足增值加工、安全加工方向發展茶葉加工設備必須能夠滿足茶葉的加工溫度、濕度在線自動檢測、自動控制，確保茶葉加工品質和加工質量，從而滿足茶農通過茶葉加工獲得更高的經濟效益。15(3)茶葉加工裝備廣泛應用新材料、新技術凡茶葉加工過程中直接接觸的金屬和非金屬材料都應用不銹鋼、食品輸送帶制造。對于一些不接觸的茶葉的部件，將采用有機材料代替。茶葉加工裝備將廣泛應用密封裝置；應用遠紅外測溫技術、變頻調速技術、計算機控制技術等，實現加工過程實時檢測。16四、本課程講授的內容掌握茶葉生產機械設備的基本類型、基本組成、結構、性能參數、影響因素、工作原理及選用方法。

五、考試要求課程論文＋平時成績＋結業閉卷考試

1.寫課程論文的目的

2.論文要求：字數2500－3000字；結構：標題（副標題）、摘要、關鍵詞、正文、參考文獻；注意參考華農學報的論文格式；上述要求在論文分數中占50％。17題目姓名專業、班級、學號18…………標題文獻標注1920第一章動力21第一節內燃機

系統地講解各種類型的內燃機的工作原理以及必須的一些基礎知識能量既不能消滅，也不能創生，只能從一種形式變為另一種形式。22

將一種能量轉變為機械能的機器，稱為發動機。而利用燃料燃燒過程所產生的熱能轉化為機械能的發動機稱為熱機，如柴油機、汽油機、蒸氣機等。茶葉生產上應用的熱機主要是柴油機，其次是汽油機。柴油機汽油機23一、概述

(一)內燃機的分類

1.按結構特點可分為：筒形活塞柴油機和十字頭活塞柴油機

2.控氣缸數和氣缸布置可分為：單缸機和多缸機

3.按所使用的燃料不同，可將內燃機分為柴油機，汽油機和煤氣機等。

4.按照工作循環實現的方法，可分為四沖程和二沖程內燃機

5.按冷卻方式分：水冷、風冷；246.按照進氣方式分為非增壓內燃機和增壓內燃機7.按照點火力式可分為：點燃式內燃機和)壓燃式內燃機8.按照用途可分為固定式內燃機和栘動式內燃機9.按照標定轉速可分為：

(1)高速機:

n>1000r/min;

(2)中速機:

300≤n≤1000r/min；

(3)低速機:

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

（二）內燃機系列和型號

1.系列：按氣缸直徑不同將內燃機分成幾個系列，在同一系列中包括缸數不同的多種機型。如：95系列柴油機，195

295

395

495

695等。例如：495柴油機，表示四缸、四行程、缸徑95mm、水冷柴油機；

1E40F汽油機，表示單缸、二行程、缸徑40mm、風冷汽油機。32

2.型號：變型符號：用數字順序表示機器特征符號：用字母表示Q——汽車用T——拖拉機用C——船用Z——增壓F——風冷.無F為水冷

缸徑：用mm數表示氣缸直徑行程：E表示二行程.不用符號表示四行程氣缸數：用數字表示33(三)內燃機的基本工作原理和工作過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程：1.進氣

2.壓縮

3.燃燒

4.排氣34上止點下止點活塞行程(S)曲柄半徑(R)氣缸工作容積(Vh)發動機排量(VL)燃燒室容積(Vc

)氣缸總容積(Va

)工作循環VL=Vh×iVh=πD2·S×10-6/4（L）D——氣缸直徑mmS——活塞行程mm

基本術語3536內燃機的幾個主要名詞：1)上止點：活塞距曲軸中心最遠的位置2)下止點：活塞距曲軸中心最近的位置。3)活塞沖程（S）：上、下止點間的距離。4)壓縮室容積（Vc）：活塞位于上止點時，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、下止點之間的容積稱為一個汽缸的工作容積，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）：活塞在下止點時，氣缸的容積，即氣缸工作容積與壓縮容積的之和：

Va=Vh+Vc

7)氣缸的總容積V，總排量：內燃機所有汽缸工作容積的總和。即：

V=Vh×i(L)式中i--氣缸數。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.進氣將新鮮空氣送入氣缸，提供燃料燃燒時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.壓縮將進入氣缸內的空氣進行壓縮，使空氣溫度升高，一般情柴油機氣缸內的空氣被壓縮后，溫度必須超過柴油的自燃溫度(350-450℃)。393.燃燒將燃料送入氣缸，燃料在氣缸內與高溫空氣中的氧氣發生急劇氧化作用(即燃燒)，放出大量的熱，使高溫空氣的溫度在短時間內迅速上升，壓力迅速增大，推動活塞運動作功。4.排氣燃燒后的氣體(廢氣)，要及時排出氣缸外，以便再次吸入新鮮空氣于氣缸中。40(四)四沖程汽油機工作原理四沖程汽油機是由進氣、壓縮、作功和排氣完成一個工作循環的。圖為單缸四沖程汽油機工作原理示意圖。單缸四沖程汽油機工作原理示意圖進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程4142

（四）四沖程汽油機的工作原理

1、進氣行程

2、壓縮行程

3、作功行程

4、排氣行程單缸四沖程汽油機的工作過程431.進氣行程

(1)活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動。

(2)進氣門開啟，排氣門關閉。

(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，經進氣門被吸入氣缸，至活塞運動到下止點時，進氣門關閉，停止進氣，進氣行程結束。44排氣門關閉進氣門開啟活塞溫度370~440K，壓力75~90kPa

大氣壓力線PVra示功圖上止點下止點示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內氣體壓力的變化情況。進氣行程452.壓縮行程

(1)活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動。

(2)進、排氣門均關閉。

(3)隨著活塞上移、活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮行程結束。在壓縮過程中，氣體壓力和溫度同時升高。壓縮終了時，氣缸內的壓力約為600～1500kPa，溫度約為600K～800K，遠高于汽油的點燃溫度(約263K)。46進氣門關閉排氣門關閉活塞壓縮比：ε=Va/VcPVra示功圖大氣壓力線c上止點下止點溫度600~800K，壓力600~1500kPa

壓縮行程473.作功行程

(1)壓縮行程末，火花塞產生電火花，點燃氣缸內的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產生高溫、高壓，在氣體壓力的作用下，活塞由上止點向下止點運動，再通過連桿驅動曲軸旋轉向外輸出作功，至活塞運動到下止點時，作功行程結束。

(2)作功行程，進、排氣門均關閉。

在作功過程中，開始階段氣缸內氣體壓力、溫度急劇上升，瞬時壓力可達3MPa～5MPa，瞬時溫度可達2200K～2800K。隨著活塞的下移，壓力、溫度下降，作功行程終了時，壓力約為300kPa～500kPa，溫度約為1500K～1700K。48進氣門關閉排氣門關閉活塞PVra示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點瞬時最高：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，排氣門被打開，活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。

(2)廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅趕作用下，自排氣門排出氣缸，至活塞運動到上止點時，排氣門關閉，排氣行程結束。排氣行程結束后，進氣門再次開啟，又開始了下一個工作循環，如此周而復始，發動機就自行運轉。50進氣門關閉排氣門打開活塞PVr示功圖大氣壓力線cZb上止點下止點溫度900~1200K壓力105~125kPa殘余廢氣

排氣行程51單缸四行程內燃機的工作過程

行程序號行程名稱活塞運動方向氣門位置曲軸旋轉角度曲軸旋轉動力進氣門排氣門1進氣向下止點開關0°～180°飛輪慣性力2壓縮向上止點關關180°～360°飛輪慣性力3作功向下止點關關360°～540°膨脹氣體壓力4排氣向上止點關開540°～720°飛輪慣性力52(五)四沖程柴油機工作原理

四沖程柴油機和四沖程汽油機工作原理一樣，每個工作循環也是由進氣、壓縮、作功和排氣四個行程所組成。但柴油和汽油性質不同，柴油機在可燃混合氣的形成、著火方式等與汽油機有較大區別。單缸四沖程汽油機工作原理示意圖進氣行程壓縮行程作功行程排氣行程531.進氣行程進氣行程，不同于汽油機的是進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)由于柴油機壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機高，壓力可達3MPa～5MPa，溫度可達800K～1000K。54

注：點燃溫度是指燃料在空氣中移近火焰時，其表面上的燃料蒸氣能夠被點著的最低環境溫度。汽油的點燃溫度很低，約為263K，柴油的點燃溫度高，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噴油器呈霧狀噴入氣缸內的高溫空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣。因為此時氣缸內的溫度遠高于柴油的自燃溫度(約500K左右)，柴油自行著火燃燒，且以后的一段時間內邊噴邊燃燒，氣缸內的溫度、壓力急劇升高，推動活塞下行作功。4.排氣行程排氣行程與汽油機排氣行程基本相同。56噴油器噴油泵吸氣行程壓縮行程作功行程排氣行程進氣門排氣門純空氣溫度300~370K壓力800~900kPa

溫度800~1000K壓力3~5MPa

瞬時：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

四沖程柴油機的工作原理57上述四沖程汽油機和柴油機的工作原理可知：

1.兩種發動機工作循環的基本內容相似，其共同特點是：

(1)每個工作循環曲軸轉兩轉(720°)每一行程曲軸轉半轉(180°)，進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關閉。

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

(3)發動機運轉的第一個循環，必須有外力使曲軸旋轉完成進氣、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，以后的工作循環發動機無需外力就可自行完成。582.兩種發動機工作循環的主要不同之處是：

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

(2)汽油機用電火花點燃混合氣，而柴油機是用高壓將柴油噴入氣缸內，靠高溫氣體加熱自行著火燃燒，即著火方式不同。所以汽油機有點火系，而柴油機則無點火系。59(六)二沖程汽油機工作原理二沖程汽油機完成一個工作循環也需向缸內引入可燃混合氣，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運動兩個行程完成的。1.結構特點在氣缸上開三個口，排氣口位于作功時活塞全行程的三分之二處，它稍高于換氣口，進氣口在氣缸的下部。60612.工作原理第一行程活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。(1)壓縮當活塞上行到將換氣口、排氣口關閉時，已進入氣缸的混合氣被壓縮，直到活塞運動到上止點、壓縮行程便結束。1.進氣口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，當活塞上行到進氣口露出時，化油器供應的新鮮混合氣在真空吸力的作用下被吸入曲軸箱內。1.進氣口2.排氣口3.換氣口63第二行程活塞由上止點向下止點運動(1)作功當活塞上行到接近上止點時，火花塞產生電火花，點燃缸內的可燃混合氣，混合氣著火燃燒產生高溫、高壓，在氣壓的作用下，活塞由上止點向下止點運動，帶動曲軸旋轉向外輸出作功。64(2)曲軸箱內混合氣預壓當活塞下移到將進氣口堵死時，隨著活塞繼續下移，曲軸箱內的新鮮混合氣被預壓。65(3)排廢氣與換氣當活塞下行到排氣口露出時，燃燒后的廢氣在自身壓力下經排氣口排出氣缸，緊接著換氣口開啟，曲軸箱內被預壓的混合氣經換氣口進入氣缸。這一過程稱為：“換氣過程”，它一直延續到下一個行程活塞上行到將換氣口、排氣口關閉為止。66

由上述可知，第一行程活塞上方進行換氣、壓縮，活塞下方進氣；第二行程活塞上方進行作功、換氣，活塞下方混合氣被預壓，換氣過程縱跨兩個行程。67(七)二沖程柴油機工作原理

68

二沖程柴油機工作原理同二沖程汽油機工作原理有很多相似之處，所不同的是：

1)進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)，后經氣缸外部的空氣室和氣缸上的進氣口進入氣缸內。

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

4)廢氣由專設的排氣門排出。69(八)多缸發動機從上述各單缸發動機工作原理可知，只有作功行程產生動力，其它三個行程都要消耗動力。為了維持運動，單缸發動機必須有一個貯備能量較大的飛輪。即使如此，發動機運轉仍然是不平穩的，作功行程快，其它行程慢。汽車上實際應用的是多缸發動機，它是由若干個相同的單缸排列在一個機體上共用一根曲軸輸出動力所組成。現代汽車上用的較多是四缸、六缸、八缸發動機。

7071多缸(桑塔納)發動機結構示意圖72連桿飛輪曲軸活塞進氣門排氣門推桿挺柱正時齒輪

配氣機構曲柄連桿機構73742）四沖程四缸發動機點火順序點火順序：各缸完成同名行程的次序。75表1-2四缸四行程內燃機的工作過程

工作順序1-3-4-21-2-4-3曲軸轉角各缸工作過程各缸工作過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°作功排氣進氣壓縮排氣進氣壓縮作功壓縮作功排氣進氣進氣壓縮作功排氣作功排氣進氣壓縮壓縮作功排氣進氣排氣進氣壓縮作功進氣壓縮作功排氣

多缸四行程發動機的工作原理76(九)內燃機的主要性能主要是內燃機的功率和它發出功率時所要消耗的燃料等，即內燃機的動力性和經濟性。1.功率功率是單位時間內所作的功，即公斤.米/秒。工程上功率的單位時馬力和千瓦。

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我國目前有四種標定功率：15分鐘功率、1小時功率、12小時功率和持續功率。一般把12小時功率稱為額定功率，即內燃機在連續運行12小時的最大有效功率。2.效率內燃機在單位時間內熱能轉化的機械能，稱為指示功率(Ni)，內燃機從曲軸上輸出的凈功率稱為有效功率(Ne)，內燃機的效率η為：783.有效燃油消耗率在單位時間內，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小時內所消耗燃油重量(單位：克)表示：式中，ge―――燃油消耗率(克/馬力.小時)；

Gr―――每小時內消耗燃油重量(公斤/小時)；

Ne―――有效功率(馬力)。79【本節思考題】1.什么是熱機？什么是內燃機？2.內燃機的工作原理和工作過程。3.四沖程汽油機和四沖程柴油機的工作原理和過程有何異同點？4.二沖程汽油機和二沖程柴油機的工作原理和過程有何異同點？5.內燃機的性能指標包括哪些？80二、內燃機的總體構造兩大機構曲柄連桿機構配氣機構五大系統供給系點火系冷卻系潤滑系起動系81功用

將燃料燃燒時產生的熱能轉變為活塞往復運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動而對外輸出動力。

組成1、機體組2、活塞連桿組3、曲軸飛輪組1、曲柄連桿機構82機體組組成：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-排氣門座孔4-進氣門座孔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型內燃機b）495型內燃機86（2）根據冷卻方式不同

風冷散熱肋片風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氣環油環活塞銷活塞連桿連桿螺栓連桿軸瓦連桿蓋

活塞連桿組89活塞環(pistonring)活塞環是具有彈性的開口環，有氣環和油環之分。9091曲軸飛輪組功用：把活塞連桿組傳來的氣體壓力轉變為扭矩對外輸出。還用來驅動發動機的配氣機構及其他各種輔助裝置。922、配氣機構與換氣系統內燃發動機(簡稱發動機)的每個實際循環的結束必須進行的工質交換稱作換氣，即用新鮮空氣（柴油機）或可燃混合氣（汽油機）重新充入氣缸，代替工作過程的燃燒產物（廢氣），將燃燒產物排出發動機空氣供給裝置和廢氣排出裝置統稱為換氣系統。為了保證換氣系統的正常工作，必須設置配氣機構。配氣機構的功用是按照發動機各缸的工作過程和著火順序的要求，定時開啟和關閉各缸進、排氣門，準時地供給清潔、足量的新鮮充量（空氣或可燃混合氣），及時并盡可能徹底排出廢氣，以保證發動機燃燒過程的有效進行。93配氣機構的類型

常用的配氣機構的類型有氣門式和氣孔式兩種。氣孔式配氣機構是在氣缸套上開出進、排氣孔，通過活塞的移動位置來控制進、排氣過程，常用于二行程發動機上。氣門式配氣機構是由凸輪驅動，通過傳動機構來驅動進、排氣門，常用于四行程內燃發動機上。氣門式配氣機構又可分為頂置式和側置式兩種；而按曲軸和凸輪軸的傳動方式可分為齒輪傳動、鏈條傳動和齒帶傳動三種不同型式；按每個氣缸的氣門數目可分為二氣門式、四氣門式等多種。94配氣機構的類型

圖3-1頂置式氣門配氣機構1-凸輪軸2-挺柱3-推桿4-調整螺釘5-鎖緊螺母6-氣門室罩7-搖臂8-搖臂軸9-鎖片10-氣門彈簧座11-氣門主彈簧12-氣門副彈簧13-氣門14-氣門導桿15-氣缸蓋氣門頂置式95氣門頂置式組成：配氣機構的類型96特點：A、氣門行程大，結構較復雜，燃燒室緊湊。

B、曲軸與凸輪軸傳動比為2:1。工作過程97氣門組配氣機構的組件98氣門組實物圖99進氣門排氣門氣門座實物圖1001、組成2、功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當的氣門間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時齒輪搖臂軸氣門傳動組101功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂結構示意圖氣門間隙調節螺釘調節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°上止點下止點配氣相位與氣門間隙1、氣門從開啟到關閉所經歷的曲軸轉角，稱為配氣相位。配氣相位105配氣相位演示氣門的重疊開啟期106概念：氣門間隙：為保證氣門關閉嚴密，通常發動機在冷態裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當的間隙。氣門桿搖臂氣門間隙氣門間隙進氣門0.25~0.30mm排氣門0.30~0.35mm為何排氣門間隙大于進氣門間隙？氣門間隙107

換氣系統（功用和結構）功用：是按照內燃機的工作循環，及時地供給新鮮充量（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-進氣管3-進氣歧管4-氣門式配氣機構5-氣缸6-活塞7-排氣管8-消聲滅火器9-排氣歧管10-噴油器結構:1083、柴油機供給系柴油機所用的燃油是柴油。柴油的粘度大且不易蒸發柴油機是利用高壓噴射的方法，在壓縮行程接近終了時，將柴油噴入氣缸，直接在氣缸內與空氣混合形成可燃混合氣.借助氣缸內工質的高溫自行著火燃燒。

柴油機的基本工作特征1092柴油機的使用性能指標發火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，發火性越好。蒸發性——由燃油的蒸餾實驗。粘度——決定燃油的流動性，粘度越小，流動性越好。凝點——指柴油冷卻到開始失去流動性的溫度110柴油機燃油供給系統的組成1．功用柴油機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。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柴油機燃油供給系統簡圖1-柴油細濾器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-調速器10-柴油粗濾器11-燃油箱低壓油高壓油圖4-1112柴油機的燃油供給過程：

柴油機運轉時，柴油自油箱11經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，經過濾清后的清潔柴油被送入噴油泵7，再經過噴油泵增壓后經高壓油管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行混合并燃燒。從噴油器針閥偶件泄出的少量柴油，經回油管2流回柴油箱。因為輸油泵的供油量大于噴油泵的噴油量，多余的柴油經單向回油閥送回輸油泵，在有的柴油機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對柴油機燃油供給系統的要求:α>1時為稀混合氣；α<1時為濃混合氣；α=1時為標準混合氣。柴油機的α通常都大于1，一般在1.15～2.2范圍內。（2）噴射壓力必須足夠高,一般在10MPa以上，以利于柴油霧化。（3）柴油噴射系統的噴油規律應與燃燒過程相對應。控制前期噴射量；加快中期噴射量；盡快結束后期噴射。（4）在燃燒室內組織較強的空氣渦流運動，促進空氣與柴油的均勻混合。（1）可燃混合氣濃度適中常用過量空氣系數α表示，它是燃燒1㎏燃料實際供給的空氣量與理論所需空氣量之比。α=114供油時間的表示供油提前角：噴油泵開始向高壓油管供油的時刻，用活塞在上止點前相應的曲軸轉角表示。噴油提前角：噴油器開始向燃燒室噴射柴油的時刻，也用活塞在上止點前相應的曲軸轉角表示。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在標定轉速下的最佳供油提前角

115應用： 直接噴射燃燒室，孔數1～8個，孔徑0.25～0.8mm特點：（1）噴孔的位置和方向與燃燒室形狀相適應，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）噴油頭細長，噴孔小，加工精度高。孔式噴油器116軸針式噴油器的結構組成

1-回油管螺栓

2-調壓螺釘護帽3-調壓螺釘

4-調壓彈簧5-噴油器體6-進油道7-頂桿8-緊固螺套

9-噴油嘴進油道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-油量調節臂A.控制油槽B.回油孔C.進油孔118

工作時，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、下往復運動，從而完成泵油任務泵油過程可分為以下三個階段。

進油過程供油過程回油過程柱塞式噴油泵的泵油原理

119泵油原理a)進油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-進油孔6-回油孔7-減壓環帶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滴漏現象。

1-出油閥2-減壓環帶3-出油閥座4-切槽121油量調節機構圖a)齒桿式b)撥叉式c)球銷式1-柱塞套2-柱塞3-調節齒桿4-油量調節套筒5-凸耳6-調節齒圈7-緊固螺釘8-調節拉桿9-調節叉10-調節臂11-鋼球122調速器分類調速器的類型可分為機械式、氣力式和液力式三類。

機械式調速器根據其轉速作用的范圍可分為以下三種：（1）單程式調速器

只在某一規定的轉速下起作用，一般用于恒定轉速工況的柴油機（如發電機組）。（2）兩速式調速器

能在兩個規定的轉速下起作用，它既可以保持柴油機低速穩定運轉，又能限制柴油機的最高轉速。（3）全程式調速器

能保持低速穩定運轉和限制最高轉速，而且還能使柴油機在整個工作轉速范圍內的任何轉速下穩定運轉。

123機械式調速器的工作原理

單程式調速器機械式單程調速器簡圖1-供油拉桿2-傳動盤3-噴油泵凸輪軸4-鋼球5-推力盤6-調速彈簧7-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22-卡環23-手油泵體輸油泵

125潤滑系的作用：潤滑作用：將機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。冷卻作用：氣缸壁上形成的油膜可冷卻摩擦表面。密封作用：在運動零件之間、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：利用潤滑油作液壓油。緩沖作用：在運動零件表面形成油膜，吸收沖擊減小振 動。 4、潤滑系126機油的選擇類別牌號100℃時運動粘度

(mm2/s)適用季節和地區備注

汽油機機油（車用機油）HQ—6D6.0—8.0適于我國北方各寒冷地區冬季使用

GB485—82

HQ—6

6.0—8.0適于淮河以北、新疆、青海、西藏等地區冬季使用HQ—10

10—12

適于上述地區夏季及南方各省全年使用HQ—15

14—16

適于南方亞熱帶地區夏季使用，磨損教嚴重的汽油機尤為合適

柴油機機油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全年可用HC—1413.5—14.5全國夏季、長江以南地區全年可用127發動機潤滑方式潤滑方式應用范圍壓力潤滑負荷大，相對運動速度高的工作表面。飛濺潤滑外露、負荷小、相對運動速度小的工作表面。定期潤滑輔助機件128發動機潤滑系的組成及油路集濾器、機油泵、油底殼、機油濾清器、機油散熱器、機油壓力表、機油溫度表放油螺栓油底殼機油濾清器油路集濾器1294125A柴油機潤滑系統簡圖130潤滑系131潤滑系的油路1325、冷卻系統冷卻系統的功能冷卻的必要性：發動機工作時，因燃料的燃燒及運動零部件之間摩擦產生大量的熱，氣缸內氣體溫度可達2000度以上，直接與高溫氣體接觸的如氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門等若不及時加以冷卻，其運動部件將可能因受熱膨脹而破壞正常間隙，或因潤滑在高溫下失效而卡死；各機件也可能因高溫而導致其機械強度降低甚至損壞。133冷卻系統的功能冷卻的功能：使工作中的發動機得到適度的冷卻，從而保持發動機在最適宜的溫度范圍內工作。冷卻的不當所造成的后果：冷卻程度后果過冷熱量散失過多，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滑油，磨損加劇。不足發動機過熱，充氣量減少燃燒不正常，發動機功率下降潤滑不良，加劇磨損134冷卻系統的介質及方式正常冷卻的冷卻介質：水冷卻系統：水為介質，即把發動機高溫零件的熱量先傳給水，然后經水再傳給大氣而進行冷卻的一套裝置。其優點在于冷卻均勻、運轉時噪音小，得以廣泛應用。風冷卻系統：通過高速的空氣流介質把高溫零件的熱量直接帶入大氣散發而進行的冷卻系統。兩者的適用范圍：系統溫度范圍水冷系氣缸蓋內冷卻水溫度在80-90℃風冷系鋁氣缸壁的溫度為150-180℃，鋁氣缸蓋為160-200℃135水冷卻系統的分類自然循環冷卻式：它分為蒸發式、冷凝式、熱流式三種。水的密度隨溫度的變化而變化，冷卻水在冷卻系統中進行循環。優點在于結構簡單，一定程度上可以自動調節冷卻強度；缺點是冷卻不均勻、局部會引起過熱且水箱的容積較大。強制循環冷卻式：它分為閉式和開式冷卻系統兩種。利用一水泵的動力造成壓差，迫使水在發動機中不斷循環，以水為載體帶走熱量達到冷卻效果。136水冷系目前大多數發動機采用強制循環式水冷卻系統。作用：以水作為冷卻介質，把發動機受熱零件吸收的熱量散發到大氣中去。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

風扇：強力抽吸，使空氣流由前向后以高速從散熱器中通過水泵：機體外的水吸入并加壓節溫器：保證發動機在不同負荷和轉速條件下在適宜的溫度范圍內工作，以控制冷卻水大、小循環回路的裝置；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，并可循環流動分水管：使多缸發動機各汽缸冷卻強度均勻其他附件：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水管138散熱器蓋工作演示139節溫器工作演示1401.了解三相交流異步電動機的基本構造和轉動

原理。本節要求：2.理解三相交流異步電動機的反轉的基本方法,

了解起動和制動的方法。

3.理解三相交流異步電動機銘牌數據的意義。學會正確選用異步電動機.第二節電動機141第二節電動機

電動機是把電能轉換為機械能的電機，它可分為直流電動機和交流電動機兩大類。交流電動機又可分為同步電動機和異步電動機兩種。異步電動機又有三相和單相之分。其中三相異步電動機在工、農業生產中應用最為廣泛。和其它電動機比較，具有結構簡單、價格便宜、運行可靠和維護方便等特點。本節主要論述三相異步電動機的原理、構造和使用等。異步電動機的總容量約占電網總動力負載的８５％。電動機交流電動機直流電動機三相電動機單相電動機同步電動機

異步電動機他勵、并勵電動機串勵、復勵電動機142一、異步電動機的構造

異步電動機是由定子（固定部分）和轉子（轉動部分）兩個基本部分組成，它們之間由氣隙分開。143異步電動機分為鼠籠式電動機和繞線式電動機兩種。鼠籠式電動機模型144(一)定子定子由機座、鐵芯、三相繞組組成。

1.機座用鑄鐵或鑄鋼制成的，起支撐作用。

2.定子鐵芯是由內圓周表面均勻沖有槽孔的圓環形硅鋼片疊壓而成的圓筒，因而，在鐵芯內圓周上形成了均勻分布的軸向線槽，用來放置定子繞組。硅鋼片定子鐵芯1451462.定子繞組用帶有絕緣包皮的導線（如漆包銅線等）繞成匝數相同的線圈，再分三組按一定的規律將線圈對稱放置在定子鐵芯的軸向線槽內，其中每一組稱為一相繞組，這就成為三相對稱繞組U1U2，V1V2，W1W2。根據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：產生旋轉磁場，并從電網吸收電能。三相異步電動機的定子繞組接成星形還是接成三角形，應根據電動機的額定電壓和電源電壓來決定，目前電動機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鼠籠式電動機模型的定子結構149150(二)轉子

1.轉軸

2.轉子鐵芯：是由外圓周表面沖有槽的硅鋼片疊成的圓柱體，裝在轉軸上。

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

轉子:在旋轉磁場作用下，產生感應電動勢或電流。轉子鼠籠轉子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。

(1)鼠籠式轉子

鐵芯槽內放銅條，端

部用短路環形成一體。

或鑄鋁形成轉子繞組。(2)繞線式轉子

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)鼠籠式轉子在轉子鐵芯的每個槽中放一根銅條，在鐵芯兩端槽口處，用兩個導電的銅環分別把所有槽里的銅條短接成一個回路，抽掉鐵芯，形狀像“鼠籠”。

(2)繞線式轉子與定子繞組相似，是對稱的星形（Y）連接的三相繞組，三根端線接到裝在轉軸上的三個彼此絕緣的滑環上，通過一組電刷與外電阻相連接。轉子的作用：產生電磁轉矩，并輸出機械能。155鼠籠式電動機轉子結構示意圖156157158二、三相異步電動機的工作原理

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯接)AXBYCZ1.定子旋轉磁場的產生o159o規定

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

的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉60°合成磁場旋轉90°600

o161AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產生的合成磁場是一旋轉的磁場

即：一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360°

取決于三相電流的相序2.旋轉磁場的旋轉方向

結論：

任意調換兩根電源進線，則旋轉磁場反轉。任意調換兩根電源進線(電路如圖)AXCZBY0

to1623.旋轉磁場的極對數P

當三相定子繞組按圖示排列時，產生一對磁極的旋轉磁場，即：o

tAXBYCZAXYCBZ163

若定子每相繞組由兩個線圈串聯

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對磁極的旋轉磁場。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC164極對數旋轉磁場的磁極對數與三相繞組的排列有關C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'01654.旋轉磁場的轉速工頻：

旋轉磁場的轉速取決于磁場的極對數p=1時0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ166p=2時0167旋轉磁場轉速n1與極對數

p的關系極對數每個電流周期磁場轉過的空間角度同步轉速旋轉磁場轉速n1與頻率f和極對數p有關。可見:1685.轉子轉動原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時針

切割轉子導體右手定則感應電動勢

E20

旋轉磁場感應電流

I2

旋轉磁場左手定則電磁力FF電磁轉矩Tn

F169電動機的轉矩電動機在工作時，作用于轉軸上有兩種轉矩：①電磁轉矩M電：由旋轉磁場和轉子感應電流相互作用產生的。它的大小與磁場強弱和電流大小成正比。②負載轉矩M反：工作機械作用在電機轉軸上的反轉矩。170當M電=M反時，電機轉速穩定。若M反↑，則轉速↓，這時，M電逐漸↑，克服M反。反則反之。額定轉矩：電機輸出額定功率時的轉子電磁轉矩。最大轉矩：電機承受最大負荷的能力。起動轉矩：轉子轉速為0時的電磁轉矩。當M起>M反時，電機才能起動。171

6.轉差率

旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率。

由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速

n不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，即異步電動機如果:無轉子電動勢和轉子電流

轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切

割轉子導條無轉矩因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。172異步電動機運行中:轉子轉速亦可由轉差率求得轉差率s

例：一臺三相異步電動機，其額定轉速n=975r/min，電源頻率f=50Hz。試求電動機的極對數和額定負載下的轉差率。解：根據異步電動機轉子轉速與旋轉磁場同步轉速的關系可知：n1=1000r/min,即

p=3

額定轉差率為173三、異步電動機的銘牌電動機機座上的銘牌(見圖)記載著電動機正常運行時的各種額定數據，為正確使用電動機，使用者必須理解這些銘牌數據的含義。電動機的銘牌內容包括：電機名稱、型號、標準編號、制造廠名、出廠編號、額定電壓、額定功率、額定電流、額定轉速、繞組接法、絕緣等級等。

174175例如一臺三相異步電動機的銘牌數據為：型號：Y132M-4

頻率：50Hz

電壓：380V電流：15.4A接法：△功率：7.5kW轉速：1440r/min絕緣等級：B功率因數：0.85效率：87％工作方式：連續×年×月生產1.型號：Y132M－4Y--異步電動機132--機座中心高度132mm

M--機座長度代號，M為中型機座；4--磁極數。176異步電動機產品名稱代號產品名稱異步電動機繞線式異步電動機防爆型異步電動機高起動轉矩異步電動機新代號漢字意義老代號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接方式，△接法或者Y接法。

3.額定值：正常運行時的主要數據指標。

(1)額定電壓UN：指電動機額定運行時，定子三相繞組的線電壓，單位用“V”表示。

(2)額定電流IN：指電動機額定運行時，定子電路最大允許線電流，單位用“A”表示。

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

V2U2

U1

W2V1

V2

W1U1V1

W1W2U2V2W2

U2

V2

V1

W1

U1

Y聯結W1U1V1W2U2V2

聯結179

(4)額定效率ηN：指電機額定運行時，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計算公式為：

(5)額定功率因數COSφN:指電動機額定運行時，定子相電壓與相電流相位差的余弦。

(6)額定轉速nN：指額定電壓下，輸出額定功率時轉子轉速，單位用“r/min”表示。它略小于空載轉速n0，通常電動機轉速不低于500轉/分。

(7)額定頻率fN：規定的電源頻率(50Hz或60Hz)；1804．定額（工作方式）是表明電動機允許連續使用的時間。定額分為：①連續——表示電機可以依照額定的功率連續使用下去，繞組不會過熱。②短時——表示電機不能連續使用，而只能在規定的時間內依照額定的功率短使用，這樣才不會過熱。③斷續——表示電機的工作是短時的，但可以多次重復使用。1815．絕緣等級和溫升絕緣等級指電動機所采用的絕緣材料的耐熱度。分為A、B、E、F、H級。溫升指電機在運行中定子繞組發熱而升高的溫度。如果電機溫度過高，會使絕緣老化，縮短電機使用壽命。異步電動機的容許溫升是指定子鐵芯和繞組溫度在環境溫度40℃的情況下能高出環境溫度的允許值。容許溫升與絕緣的等級有關：

A級60℃，B級75℃，E級80℃，

F級100℃，H級125℃E級絕緣定子繞組的容許溫度<40°+80°=120℃182四、三相異步電動機的起動1.起動性能

起動問題：起動電流大，起動轉矩小。

一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍;電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0~2.2)倍。大電流使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作頻繁起動時造成熱量積累，使電機過熱后果：原因：起動：

n=0，s=1,接通電源。起動時

，n=0，轉子導體切割磁力線速度很大，轉子感應電勢轉子電流定子電流

1832.

起動方法(1)直接起動

二、三十千瓦以下的異步電動機一般都采用直接起動。(2)降壓起動：星形-三角形(Y－

)換接起動自耦降壓起動（適用于鼠籠式電動機）(3)轉子串電阻起動（適用于繞線式電動機）184設：電機每相阻抗為Z降壓起動(1)Y－

換接起動

降壓起動時的電流為直接起動時的+－

起動U1U2V1V2W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2185Y－

起動器接線簡圖L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

△動觸點Y動觸點靜觸點186Y－

起動器接線簡圖Y起動L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

起動UP

U1+＿Ul

+＿U2V1V2W1W2187Y－

起動器接線簡圖

工作L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

U2

正常運行

Ul

+＿U1V1V2W1W2188(a)僅適用于正常運行為三角形聯結的電機。

(b)Y－

起動Y－

換接起動適合于空載或輕載起動的場合Y-換接起動應注意的問題

正常運行

Ul

U1W2V2W1+＿U2V1UP

起動+＿Ul

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

Q2下合：

接入自耦變

壓器，降壓

起動。

Q2上合：

切除自耦變

壓器，全壓

工作。合刀閘開關QQ2

自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯成

Y形不能采用Y－起動的鼠籠式異步電動機。190

方法：任意調換電源的兩根進線，電動機反轉。電動機正轉電動機反轉3.三相異步電動機的正、反轉電

源~UVWM3~

UVW電

源~M3~

191五、三相異步電動機的制動1.

能耗制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發電反饋制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉的轉子作用，產生了與轉子旋轉方向相反的轉距（制動轉距），使轉子迅速停止轉動。192nF

轉子T

n1=0

2.

反接制動

停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調，使電動機定子產生一個與轉子轉動方向相反的旋轉磁場，從而獲得所需的制動轉矩，使轉子迅速停止轉動。

M3~+-運轉制動?RP193M3~運轉制動?nF

轉子T

n1

3.

發電反饋制動

當電動機轉子的轉速大于旋轉磁場的轉速時，旋轉磁場產生的電磁轉距作用方向發生變化，由驅動轉距變為制動轉距。電動機進入制194動狀態，同時將外力作用于轉子的能量轉換成電能回送給電網。nF

轉子T

n1

n>n1

1951.

功率的選擇

功率選得過大不經濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。(1)對于連續運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產機械的功率。(2)對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產機械的功率。六、三相異步電動機的選擇

1962.

種類和型式的選擇(1)種類的選擇

一般應用場合應盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。(2)結構型式的選擇

根據工作環境的條件選擇不同的結構型式，如開啟式、防護式、封閉式電動機。3.

電壓和轉速的選擇

根據電動機的類型、功率以及使用地點的電源電壓來決定。

Y系列鼠籠電動機的額定電壓只有380V一個等級。大功率電動機才采用3000V和6000V。1974．三相異步電動機的使用安全技術①起動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，軸承處有無潤滑油，轉子轉動是否靈活。②運行中的維護監視溫升，注意電流、電壓的變化。觀察有無異常現象（振動、響聲、溫度、焦糊味等），防止缺相運行，保持干燥清潔，防止灰塵和水汽。198

單相異步電動機主要應用于電動工具、洗衣機、電冰箱、空調、電風扇等小功率電器中。單相異步電動機的定子中放置單相繞組,轉子一般用鼠籠式。

定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動磁場，若不采取措施，將無法獲得所需的起動轉矩。定子定子繞組轉子AA'

NS1、單相異步電動機的工作原理八、單相異步電動機199

定子繞組產生的脈動磁場，可用正、反兩個旋轉磁場合成來等效。即

+

-m

=

+

-=t

O200脈動磁場的分解④

⑥

⑧

⑧

③⑦

⑦

⑨

⑨

⑥

⑤

②

①

+-

①

-

+

+

-

②③④⑤

201正反向旋轉磁場的合成轉矩特性合成轉矩(正向)起動轉矩為零(反向)正轉轉反202

....F

鼠籠式轉子導條及電流

當定子繞組產生的合成磁場增加時，根據右手螺旋定則和左手定則，可知轉子導條左、右受力大小相等方向相反，所以沒有起動轉矩。AA'

203

為了獲得所需的起動轉矩，單相異步電動機的定子進行了特殊設計。常用的單相異步電動機有電容分相式異步電動機和罩極式異步電動機。他們都采用鼠籠式轉子，但定子結構不同。

2.電容分相式異步電動機

電容分相式異步電動機的定子中放置有兩個繞組，一個是工作繞組

A–A'，另一個是起動繞組

B–B',兩個繞組在空間相隔90o。起動時，

B–B'繞組經電容接電源，兩個繞組的電流相位相差近90o，即可獲得所需的旋轉磁場。204電容分相式異步電動機iAS??ABB'

???A

~iB設兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示。工作繞組

iBiAO起動繞組

205A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

兩相旋轉磁場450

900

iBiAO206S???ABB'

???iAiBA

12~實現正反轉的電路

改變電容C的串聯位置，可使單相異步電動機反轉。

將開關S合在位置1，電容C與B繞組串聯，電流

iB較iA超前近90；當將S切換到位置2，電容C與A繞組串聯，電流iA

較iB

超前近90。這樣就改變了旋轉磁場的轉向，從而實現電動機的反轉。

電動機轉子轉動起來后，利用離心力將開關S斷開(S是離心開關)，使起動繞組B–B′斷電。M~207【思考題】1.敘述三相異步電動機的結構和工作原理2.異步電動機的接線方法有幾種？3.什么叫異步電動機的極數？她和異步電動機的轉速有何關系？第二章茶園機械第一節耕整地機械第二節中耕除草機械第三節植物保護機械第四節茶園灌溉機械第五節采茶機械

茶園管理是茶葉生產的重要環節，是提高茶葉產量、質量和經濟效益的前提基礎。

20世紀70年代以前，茶園管理一直是手工作業，工效低，技術含量低，經濟效益差。80年代后期至90年代，是我國茶園機械快速發展階段。茶園管理一般包括深耕、中耕、施肥、噴藥、采摘、修剪等。這些作業機械可歸為三類：一類是耕作機械，如深耕、中耕機，施肥機等；另一類是采摘機械，如采茶機、修剪機等；第三類是植保機械，如噴霧機等。第一節耕整地機械一、耕地機械耕地是農業生產中最基本也是最重要的工作環節之一。其目的就是在傳統的農業耕作栽培制度中通過深耕和翻扣土壤，把作物殘茬、病蟲害以及遭到破壞的表土層深翻，而使得到長時間恢復的低層土壤翻到地表，以利于消滅雜草和病蟲害，改善作物的生長環境。常用耕地機械

目前所使用的耕地機械，由于其作業的工作原理不同類型主要分為三大類：