柴油機進氣和排氣裝置的構(gòu)造及其作用

摘 要：柴油機尤其是小型農(nóng)用柴油機在使用時，其進氣裝置和排氣裝置雖然對整個機器的影響不大，但對于柴油機的使用與保養(yǎng)十分重要。因此農(nóng)機用戶在使用柴油機時就要十分注意，本文介紹進氣裝置和排氣裝置的構(gòu)成，并對其作用進行了分析。進氣裝置主要是由空氣濾清器和進氣管等組成，排氣裝置主要是由消音滅火器和排氣管等組成。空氣濾清器分為濕式空氣濾清器和干式空氣濾清器，文中最后對空氣濾清器的使用與保養(yǎng)要注意的事項也進行了簡要介紹。

關(guān)鍵詞：柴油機進氣；柴油機排氣；空氣濾清器；消音滅火器；進氣裝置；排氣裝置

農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化，對于一個農(nóng)業(yè)地區(qū)來說，農(nóng)業(yè)機械的使用與管理是至關(guān)重要的。小型農(nóng)用柴油機已經(jīng)在廣大農(nóng)戶中廣泛使用，農(nóng)業(yè)機械為社會主義新農(nóng)村和農(nóng)民的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，不但提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，而且還使農(nóng)民進一步從日益繁重的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動中解脫出來，積極投身到新農(nóng)村建設(shè)的其他方面中去。農(nóng)用柴油機在工作時，靠壓燃柴油與空氣混合成的可燃混合氣體而作功，因此，必須供給柴油機足夠而新鮮的空氣，并及時徹底地把廢氣排放出去。進、排氣的裝置功用就是用來保證進氣的清潔和排氣的完全徹底。進氣裝置主要是由空氣濾清器和進氣管等組成，排氣裝置主要是由消音滅火器和排氣管等組成。

一、農(nóng)用柴油機的進氣管和排氣管

進氣管是用來連接空氣濾清器和機體上的進氣道，排氣管是用來連接消音滅火器和機體上的排氣道，一般是由鑄鐵制成的。要求其內(nèi)壁光滑，彎曲部分應(yīng)為弧形，曲率要小，以減少進、排氣的阻力。另外，進、排氣管與機體各接合處應(yīng)可靠密封，防止外界含塵空氣不經(jīng)濾清器而從漏氣部位直接吸入氣缸或廢氣從漏氣處沖出，含塵空氣吸入氣缸或廢氣從漏氣處沖出會造成發(fā)動機的早期磨損。排氣時廢氣不經(jīng)消音滅火器，會產(chǎn)生很大的噪音而且容易發(fā)生危險。一種單缸風(fēng)冷型柴油機的排氣管，主要包括與氣缸蓋排氣口連接的排氣直管和排氣彎管、消聲器，其特征是排氣直管與柴油機的排氣口連接，另一端與排氣彎管連接，排氣直管與排氣彎管的夾角為90°～270°，排氣彎管的尾端與消聲器連接。其優(yōu)點是利用大角度的排氣彎管降低柴油機排氣背壓及高溫，能有效地降低單缸鳳冷柴油機工作時的溫度，從而提高柴油機的使用可靠性與使用壽命，機構(gòu)簡單有效。

二、農(nóng)用柴油機的消音滅火器

柴油機工作時，由排氣管排出的廢氣速度很高，而且壓力和溫度也高，有時還帶有火星。如果直接排入大氣中，會產(chǎn)生很大的噪音，排出的火星也會引起火災(zāi)，因此要在排氣裝置中安裝上消音滅火器（也稱之為消音器）。

消音滅火器是一個內(nèi)部裝有多孔板和隔板的圓筒形或長盒形板焊部件，通過排氣管與氣缸蓋上的排氣孔連接。廢氣從排氣管進入消音滅火器后，曲折地通過孔板或隔板，使氣流的方向改變，速度、溫度和壓力降低，消除火星，降低排氣噪音，確保安全。但是，消音滅火器會對排形成阻力，內(nèi)部阻塞時會嚴(yán)重影響柴油機的工作。因此，使用中須及時清除內(nèi)部積炭，保持氣路暢通，同時要注意其安裝牢固。農(nóng)用柴油機消聲排氣裝置，主要具有由隔離孔板連接為一體的進氣管和排氣管以及進氣腔和排氣腔，進氣管和排氣管被隔離孔板隔斷，進氣腔和排氣腔通過隔離孔板上的通孔連通，其特征在于進氣腔和排氣腔的內(nèi)壁具有隔音層，在進氣管的外壁具有陶瓷孔套和排氣管的外壁具有陶瓷孔套。其優(yōu)點是進氣腔和排氣腔的內(nèi)壁增加了隔音層，大大減少了排氣的噪聲，且進、排氣管外壁的陶瓷孔管通過調(diào)整陶瓷的成份和蜂窩結(jié)構(gòu)，可以部分吸收煙氣中的顆粒，減少柴油機的顆粒物排放。

三、農(nóng)用柴油機的空氣濾清器

空氣濾清器是進氣裝置的主要部件。其功用是過濾空氣，供給柴油機充足、潔凈和新鮮的空氣，以保證柴油機正常工作。空氣中含有大量的灰塵，灰塵中含有大量的無機雜質(zhì)，比如說二氧化硅和三氧化二鋁等等，它們的硬度很高。這些雜技隨著空氣而進入氣缸，就會加劇氣缸內(nèi)的零部件的磨損。試驗表明，柴油機如果不帶空氣濾清器工作，活塞和氣缸的磨損將增大3～5倍，曲軸、連桿軸瓦和主軸承的磨損增大2～5倍。所以，空氣濾清器的作用必須重視。絕對不能拆掉空氣濾清器進行工作。常用的空氣濾清器可分為濕式和干式兩種。

1.濕式空氣濾清器。濕式空氣濾清器有三級過濾，即離心慣性濾清、濕式慣性濾清和濕式過濾濾清三級。柴油機工作時，在進氣行程活塞下移產(chǎn)生的真空吸力作用下，空氣由進氣罩下方導(dǎo)向葉片處，沿切線方向被吸入罩內(nèi)，產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動。空氣中質(zhì)量較大的雜質(zhì)在慣性力的作用下被甩向罩壁，從罩上的兩個小窗口排出，這就是第一級離心慣性濾清。經(jīng)過離心慣性過濾的空氣沿中心管下行，沖擊儲油盤中的機油油面，并在油面上折轉(zhuǎn)向外、向上運動。在向下沖擊慣性力的作用下，又有部分雜質(zhì)黏附在機油中，空氣得到進一步凈化，這就是第二級濕式慣性濾清。空氣沿中心下沖時，會將一些機油油濺落到濾網(wǎng)上，經(jīng)前兩級過濾后的空氣折轉(zhuǎn)方向后，穿過濺有機油的金屬絲濾網(wǎng)上，把殘存的雜質(zhì)、塵土吸到濾網(wǎng)上，最后只有干凈的空氣經(jīng)過進氣管進入氣缸中，這就是第三級濕式過濾濾清。這種濾清器的濾清效果較好，一般地說可以將空氣中的97%～99%的塵土、雜技清除掉。

小型柴油機也有采用兩級油式空氣濾清器，其結(jié)構(gòu)與上述三級濕式空氣濾清器相似，只是僅有濕式慣性濾清和濕式過濾濾清兩級濾清裝置。

2.干式空氣濾清器。干式空氣濾清器與濕式空氣濾清器的主要區(qū)別在于沒有儲油盤，并采用紙質(zhì)濾芯。干式空氣濾清器是兩級過濾，空氣從切向經(jīng)導(dǎo)向葉片被吸入氣罩，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，質(zhì)量較大的雜質(zhì)被慣性離心力甩向罩壁，進入集塵盤。經(jīng)過初級濾清的空氣，由中心管進入濾芯與殼體之間，再經(jīng)過濾芯過濾后，由進氣管進入氣缸。這種空氣濾清器的效果不如濕式空氣濾清器，但空氣阻力小，結(jié)構(gòu)簡單。

除此之外，還有一種半濕式空氣濾清器。它是在原來干式空氣濾清器的基礎(chǔ)上改進而形成的，其主要區(qū)別是把紙質(zhì)濾芯改為多孔性泡沫塑料濾片，并在濾片上浸有與濾片質(zhì)量相當(dāng)?shù)臋C油，經(jīng)過改進后的空氣濾清器，除保留原干式空氣濾清器的優(yōu)點外，其濾清效果可達到96%～98%。

3.空氣濾清器的使用與保養(yǎng)要注意的事項。主要的注意事項有以下幾點：（1）經(jīng)常檢查空氣濾清器各管路連接處的密封是否良好；螺栓、螺母、夾緊圈等如有松動就及時緊固；零件如有破損，應(yīng)及時修復(fù)或更換。否則，空氣會不經(jīng)過濾直接進入氣缸；（2）隨著使用時間的延長，空氣濾清器內(nèi)部積存的塵土和雜質(zhì)會不斷增加，繼而使空氣流動的阻力加大，濾清效果會降低，因此要求柴油機一般每工作100小時應(yīng)保養(yǎng)一次空氣濾清器；（3）濕式空氣濾清器保養(yǎng)時，應(yīng)當(dāng)使清潔的柴油清洗濾網(wǎng)、儲油盤、中心管等零件。濾網(wǎng)用柴油清洗干凈后應(yīng)當(dāng)先吹干，噴上少許機油后再裝配。儲油盤內(nèi)應(yīng)換用經(jīng)過過濾的廢機油。加機油時，應(yīng)按儲油盤上的油面標(biāo)記加注，注意不能使油面過高或過低；（4）干式空氣濾清器的紙質(zhì)芯片保養(yǎng)時，要用軟毛刷清掃，輕輕振動使兩端塵土落下，不能用油或水洗刷紙質(zhì)濾清。清洗其內(nèi)泡沫塑料時，可以用洗衣粉或肥皂水溶液清洗，嚴(yán)禁用汽油清洗。

作者簡介：高喜國（1963—），男，蒙古族，高級工程師，吉林通榆人，現(xiàn)任職于吉林省通榆縣農(nóng)機監(jiān)理站，研究方向：農(nóng)業(yè)機械推廣應(yīng)用與農(nóng)業(yè)機械維修保養(yǎng)。