教学课件《茶叶加工机械与设备》

1茶叶加工机械与设备第一章绪论中国茶叶历史“茶”字的起源于，最早见于我国的《神农本草》一书，该书是我国战国时代的著作。我国是世界产茶古国，饮茶和制茶均起源于我国。据考证，大约在五千多年前，居住在云南、四川一带的少数民族，就已知道饮茶。秦统一后，饮茶之风逐渐遍及全国。单击添加大标题到唐代，茶叶已成为我国人民的普遍饮料。唐代号称“茶仙”的陆羽写了世界上第一部有关茶叶的专著《茶经》，全书约七千多字，它不仅是一部茶叶的百科全书，而且也是世界上第一部商品学专著，对我国乃至东亚诸国饮茶风气起了很大的推动作用。茶发乎神农，闻于鲁周公，兴于唐朝，如今已成为风靡世界的三大无酒精饮料(茶、咖啡和可可)之一，将成为21世纪的饮料大王。中国茶文化中国是茶的故乡，制茶、饮茶已有几千年历史，名品荟萃，主要品种有绿茶、红茶、乌龙茶、花茶、白茶、黄茶、黑茶。茶有健身、治疾之药物疗效，又富欣赏情趣，可陶冶情操。品茶、待客是中国个人高雅的娱乐和社交活动，坐茶馆、茶话会则是中国人社会性群体茶艺活动。中国茶艺在世界享有盛誉，在唐代就传入日本，形成日本茶道。单击添加大标题饮茶始于中国。茶叶冲以煮沸的清水，顺乎自然，清饮雅尝，寻求茶的固有之味，重在意境，这是茶的中式品茶的特点。中国人饮茶，注重一个“品”字。“品茶”不但是鉴别茶的优劣，也带有神思遐想和领略饮茶情趣之意。中国是文明古国，礼仪之邦，很重礼节。凡来了客人，沏茶、敬茶的礼仪是必不可少的。中国是茶的发祥地，被誉为“茶的祖国”。茶乃中国的骄傲！6二、我国茶叶加工、生产现状

(一)茶叶生产特点

1.绿茶生产规模由小到大，已占茶叶生产的主导地位据资料统计，目前，我国茶叶生产总量中的72.9％为绿茶，出口总量中，绿茶占84％，名优茶中，绿茶的总产值占茶叶总产值的62.2％。由此可见，我国绿茶生产的盛衰与否，直接影响着我国的茶叶生产。72.茶叶结构向名、特、优方向发展茶叶消费出现了多样化的格局，具体表现在产品结构上，传统的炒青绿茶在减少，而各类名优茶在增加；花茶、红茶在减少，以名牌、品牌进入市场的绿茶在增加，快速、方便、卫生的红茶、绿茶、香花袋泡茶在增加，并由单纯的茶叶产品向果味茶、香花茶、草药茶、保健茶等方向发展。

3.茶叶生产在农业生产中的地位，随着农业产业结构的优化与调整，而得到进一步的加强茶叶作为经济作物，在我国山区、半山区、丘陵地区的国民经济发展、财政税收以及出后创汇中占重要地位。84.传统茶业向现代化茶业迈进

(1)运用先进的生产方法，如无性繁殖、条行栽培、机采、机剪和茶叶加工全程机械化，采用诊断施肥，微机自控制茶；

(2)研究采用了先进的生产因素，包括选育与推广良种、增施化肥、采用化学农药繁殖病虫、应用多种茶机、改善排水和灌溉等；9(3)增加了茶业的投入，包括资金、物质、人才和科技投入等；

(4)茶叶科学技术得到发展。在研究方面突出收效快的应用研究和开发研究；研究内容上围绕以提高产量为中心向逐步转向以提高品质为中心；研究方法也有明显的改进。10(二)茶叶机械化加工技术现状

1.茶叶机械化加工技术发展过程

60年代以前，重点研究和总结传统制茶工艺技术以及研制开发制茶机具和机械化作业技术；

60年代到80年代，研究制茶工艺技术改进，优化及实现机械化、连续化作业；

80年代，强化研究制茶机械化作业的初步自动化控制技术；

90年代，主要以实用化技术研究，如名优茶的开发和机械化生产。90年代以来，全国主产区推广各种名优茶机械近10万台套。112.绿茶品质存在问题与机械化生产设备的性能关系由于我国绿茶加工均采用炒青方式，很难保证杀青均透，加之机械结构等原因，造成茶叶色泽不够绿翠，尤其是机制名优茶外形毛糙，色泽偏暗，滋味较淡薄，汤色偏黄，并且烟焦味严重，储藏过程中容易变色，同时碎茶过多。杀青设备是影响绿茶品质不高的主要设备之一。现有的杀青设备在加工过程中控制适度杀青条件尤其困难。茶叶干燥设备也是影响茶叶品质的重要设备。干燥后期，要求干燥温度低，干燥时间长。123.茶叶生产存在的问题据不完全统计，我国现有茶叶加工厂6.7万家，目前，影响我国茶叶生产的主要问题有一下几点：

(1)厂房陈旧，加工条件差；

(2)茶叶加工机械设备简陋，机械化、自动化程度低；

(3)质量管理体系不健全。13三、茶叶安全加工技术及装备技术发展趋势

1.茶叶加工技术向安全、清洁化生产技术发展安全、清洁化生产技术应从种植、采收、加工、设备和管理手段等方面着手解决。目前，国际上HACCP安全质量管理体系被认为是控制食品安全卫生的最有效的方法。HazardAnalysisandCriticalControlPointHACCP:食品安全卫生预防控制体系。142.茶叶加工技术呈现的发展特点

(1)单机不连续作业被成套流水线连续化作业装备技术所代替，包含两大内容：一是针、扁形名优茶，二是炒青类大宗茶。

(2)茶叶加工装备的性能向满足增值加工、安全加工方向发展茶叶加工设备必须能够满足茶叶的加工温度、湿度在线自动检测、自动控制，确保茶叶加工品质和加工质量，从而满足茶农通过茶叶加工获得更高的经济效益。15(3)茶叶加工装备广泛应用新材料、新技术凡茶叶加工过程中直接接触的金属和非金属材料都应用不锈钢、食品输送带制造。对于一些不接触的茶叶的部件，将采用有机材料代替。茶叶加工装备将广泛应用密封装置；应用远红外测温技术、变频调速技术、计算机控制技术等，实现加工过程实时检测。16四、本课程讲授的内容掌握茶叶生产机械设备的基本类型、基本组成、结构、性能参数、影响因素、工作原理及选用方法。

五、考试要求课程论文＋平时成绩＋结业闭卷考试

1.写课程论文的目的

2.论文要求：字数2500－3000字；结构：标题（副标题）、摘要、关键词、正文、参考文献；注意参考华农学报的论文格式；上述要求在论文分数中占50％。17题目姓名专业、班级、学号18…………标题文献标注1920第一章动力21第一节内燃机

系统地讲解各种类型的内燃机的工作原理以及必须的一些基础知识能量既不能消灭，也不能创生，只能从一种形式变为另一种形式。22

将一种能量转变为机械能的机器，称为发动机。而利用燃料燃烧过程所产生的热能转化为机械能的发动机称为热机，如柴油机、汽油机、蒸气机等。茶叶生产上应用的热机主要是柴油机，其次是汽油机。柴油机汽油机23一、概述

(一)内燃机的分类

1.按结构特点可分为：筒形活塞柴油机和十字头活塞柴油机

2.控气缸数和气缸布置可分为：单缸机和多缸机

3.按所使用的燃料不同，可将内燃机分为柴油机，汽油机和煤气机等。

4.按照工作循环实现的方法，可分为四冲程和二冲程内燃机

5.按冷却方式分：水冷、风冷；246.按照进气方式分为非增压内燃机和增压内燃机7.按照点火力式可分为：点燃式内燃机和)压燃式内燃机8.按照用途可分为固定式内燃机和栘动式内燃机9.按照标定转速可分为：

(1)高速机:

n>1000r/min;

(2)中速机:

300≤n≤1000r/min；

(3)低速机:

n≤300r/min。10.按气缸排列形式分：直列式、卧式、v型。25262728293031

（二）内燃机系列和型号

1.系列：按气缸直径不同将内燃机分成几个系列，在同一系列中包括缸数不同的多种机型。如：95系列柴油机，195

295

395

495

695等。例如：495柴油机，表示四缸、四行程、缸径95mm、水冷柴油机；

1E40F汽油机，表示单缸、二行程、缸径40mm、风冷汽油机。32

2.型号：变型符号：用数字顺序表示机器特征符号：用字母表示Q——汽车用T——拖拉机用C——船用Z——增压F——风冷.无F为水冷

缸径：用mm数表示气缸直径行程：E表示二行程.不用符号表示四行程气缸数：用数字表示33(三)内燃机的基本工作原理和工作过程基本工作原理是利用高温、高压的气体或蒸汽膨胀作功。

气缸气体膨胀膨胀作功工作过程：1.进气

2.压缩

3.燃烧

4.排气34上止点下止点活塞行程(S)曲柄半径(R)气缸工作容积(Vh)发动机排量(VL)燃烧室容积(Vc

)气缸总容积(Va

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

基本术语3536内燃机的几个主要名词：1)上止点：活塞距曲轴中心最远的位置2)下止点：活塞距曲轴中心最近的位置。3)活塞冲程（S）：上、下止点间的距离。4)压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时，活塞顶部与缸盖间的容积，又称燃烧室容积。5)气缸工作容积（Vh）：活塞上、下止点之间的容积称为一个汽缸的工作容积，它可以用气缸直径D(cm)由下式表示：

Vh=[(π×D×D)/4]×S×0.001376)气缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时，气缸的容积，即气缸工作容积与压缩容积的之和：

Va=Vh+Vc

7)气缸的总容积V，总排量：内燃机所有汽缸工作容积的总和。即：

V=Vh×i(L)式中i--气缸数。8)压缩比：气缸最大容积与压缩室容积的比直称为压缩比。381.进气将新鲜空气送入气缸，提供燃料燃烧时所需要的充足的氧气。烧一公斤柴油，理论上需要14.3公斤空气。一般情况下，一公斤柴油提供20斤左右的空气为宜。2.压缩将进入气缸内的空气进行压缩，使空气温度升高，一般情柴油机气缸内的空气被压缩后，温度必须超过柴油的自燃温度(350-450℃)。393.燃烧将燃料送入气缸，燃料在气缸内与高温空气中的氧气发生急剧氧化作用(即燃烧)，放出大量的热，使高温空气的温度在短时间内迅速上升，压力迅速增大，推动活塞运动作功。4.排气燃烧后的气体(废气)，要及时排出气缸外，以便再次吸入新鲜空气于气缸中。40(四)四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成一个工作循环的。图为单缸四冲程汽油机工作原理示意图。单缸四冲程汽油机工作原理示意图进气行程压缩行程作功行程排气行程4142

（四）四冲程汽油机的工作原理

1、进气行程

2、压缩行程

3、作功行程

4、排气行程单缸四冲程汽油机的工作过程431.进气行程

(1)活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。

(2)进气门开启，排气门关闭。

(3)由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空气与汽油形成的混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。44排气门关闭进气门开启活塞温度370~440K，压力75~90kPa

大气压力线PVra示功图上止点下止点示功图：表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况。进气行程452.压缩行程

(1)活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。

(2)进、排气门均关闭。

(3)随着活塞上移、活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。在压缩过程中，气体压力和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的压力约为600～1500kPa，温度约为600K～800K，远高于汽油的点燃温度(约263K)。46进气门关闭排气门关闭活塞压缩比：ε=Va/VcPVra示功图大气压力线c上止点下止点温度600~800K，压力600~1500kPa

压缩行程473.作功行程

(1)压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功，至活塞运动到下止点时，作功行程结束。

(2)作功行程，进、排气门均关闭。

在作功过程中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬时压力可达3MPa～5MPa，瞬时温度可达2200K～2800K。随着活塞的下移，压力、温度下降，作功行程终了时，压力约为300kPa～500kPa，温度约为1500K～1700K。48进气门关闭排气门关闭活塞PVra示功图大气压力线cZb上止点下止点瞬时最高：温度2200~2800K，压力3~5MPa作功终了：温度1500~1700K，压力300~500kPa

作功行程494.排气行程

(1)在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。

(2)废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。排气行程结束后，进气门再次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。50进气门关闭排气门打开活塞PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点温度900~1200K压力105~125kPa残余废气

排气行程51单缸四行程内燃机的工作过程

行程序号行程名称活塞运动方向气门位置曲轴旋转角度曲轴旋转动力进气门排气门1进气向下止点开关0°～180°飞轮惯性力2压缩向上止点关关180°～360°飞轮惯性力3作功向下止点关关360°～540°膨胀气体压力4排气向上止点关开540°～720°飞轮惯性力52(五)四冲程柴油机工作原理

四冲程柴油机和四冲程汽油机工作原理一样，每个工作循环也是由进气、压缩、作功和排气四个行程所组成。但柴油和汽油性质不同，柴油机在可燃混合气的形成、着火方式等与汽油机有较大区别。单缸四冲程汽油机工作原理示意图进气行程压缩行程作功行程排气行程531.进气行程进气行程，不同于汽油机的是进入气缸的不是混合气，而是纯空气。2.压缩行程

(1)压缩行程压缩的是纯空气。

(2)由于柴油机压缩比大，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3MPa～5MPa，温度可达800K～1000K。54

注：点燃温度是指燃料在空气中移近火焰时，其表面上的燃料蒸气能够被点着的最低环境温度。汽油的点燃温度很低，约为263K，柴油的点燃温度高，约为313K～359K。自燃温度是指燃料不与火焰接近，能够自行燃烧的最低环境温度；柴油的自燃温度低，约为473K～573K，汽油的自燃温度高，约为653K。553.作功行程压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，迅速汽化并与空气形成可燃混合气。因为此时气缸内的温度远高于柴油的自燃温度(约500K左右)，柴油自行着火燃烧，且以后的一段时间内边喷边燃烧，气缸内的温度、压力急剧升高，推动活塞下行作功。4.排气行程排气行程与汽油机排气行程基本相同。56喷油器喷油泵吸气行程压缩行程作功行程排气行程进气门排气门纯空气温度300~370K压力800~900kPa

温度800~1000K压力3~5MPa

瞬时：温度1800~2200K压力5~10MPa

温度800~1000K压力105~400kPa

终了：温度800~1000K压力105~400kPa

四冲程柴油机的工作原理57上述四冲程汽油机和柴油机的工作原理可知：

1.两种发动机工作循环的基本内容相似，其共同特点是：

(1)每个工作循环曲轴转两转(720°)每一行程曲轴转半转(180°)，进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。

(2)四个行程中，只有作功行程产生动力，其它三个行程是为作功行程做准备工作的辅助行程，虽然作功行程是主要行程，但其它三个行程也不可缺少。

(3)发动机运转的第一个循环，必须有外力使曲轴旋转完成进气、压缩行程，着火后，完成作功行程，依靠曲轴和飞轮贮存的能量便可自行完成以后的行程，以后的工作循环发动机无需外力就可自行完成。582.两种发动机工作循环的主要不同之处是：

(1)汽油机的汽油和空气在气缸外混合，进气行程进入气缸的是可燃混合气。而柴油机进气行程进入气缸的是纯空气，柴油是在作功行程开始阶段喷入气缸，在气缸内与空气混合，即混合形成方式不同。

(2)汽油机用电火花点燃混合气，而柴油机是用高压将柴油喷入气缸内，靠高温气体加热自行着火燃烧，即着火方式不同。所以汽油机有点火系，而柴油机则无点火系。59(六)二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机完成一个工作循环也需向缸内引入可燃混合气，然后将其压缩，着火作功后再将燃烧后的废气排到大气中去，但它完成上述工作是在活塞往复运动两个行程完成的。1.结构特点在气缸上开三个口，排气口位于作功时活塞全行程的三分之二处，它稍高于换气口，进气口在气缸的下部。60612.工作原理第一行程活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。(1)压缩当活塞上行到将换气口、排气口关闭时，已进入气缸的混合气被压缩，直到活塞运动到上止点、压缩行程便结束。1.进气口2.排气口3.换气口62(2)换气随着活塞上行，曲轴箱容积增大，形成一定的真空度，当活塞上行到进气口露出时，化油器供应的新鲜混合气在真空吸力的作用下被吸入曲轴箱内。1.进气口2.排气口3.换气口63第二行程活塞由上止点向下止点运动(1)作功当活塞上行到接近上止点时，火花塞产生电火花，点燃缸内的可燃混合气，混合气着火燃烧产生高温、高压，在气压的作用下，活塞由上止点向下止点运动，带动曲轴旋转向外输出作功。64(2)曲轴箱内混合气预压当活塞下移到将进气口堵死时，随着活塞继续下移，曲轴箱内的新鲜混合气被预压。65(3)排废气与换气当活塞下行到排气口露出时，燃烧后的废气在自身压力下经排气口排出气缸，紧接着换气口开启，曲轴箱内被预压的混合气经换气口进入气缸。这一过程称为：“换气过程”，它一直延续到下一个行程活塞上行到将换气口、排气口关闭为止。66

由上述可知，第一行程活塞上方进行换气、压缩，活塞下方进气；第二行程活塞上方进行作功、换气，活塞下方混合气被预压，换气过程纵跨两个行程。67(七)二冲程柴油机工作原理

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二冲程柴油机工作原理同二冲程汽油机工作原理有很多相似之处，所不同的是：

1)进入气缸的不是混合气，而是纯空气。

2)有换气泵将空气压入气缸。新鲜空气由换气泵提高压力(约120kPa～140kPa)，后经气缸外部的空气室和气缸上的进气口进入气缸内。

3)当活塞接近上止点时，喷油器向缸内喷入雾状柴油，柴油迅速与空气混合形成可燃混合气并自行着火燃烧。

4)废气由专设的排气门排出。69(八)多缸发动机从上述各单缸发动机工作原理可知，只有作功行程产生动力，其它三个行程都要消耗动力。为了维持运动，单缸发动机必须有一个贮备能量较大的飞轮。即使如此，发动机运转仍然是不平稳的，作功行程快，其它行程慢。汽车上实际应用的是多缸发动机，它是由若干个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所组成。现代汽车上用的较多是四缸、六缸、八缸发动机。

7071多缸(桑塔纳)发动机结构示意图72连杆飞轮曲轴活塞进气门排气门推杆挺柱正时齿轮

配气机构曲柄连杆机构73742）四冲程四缸发动机点火顺序点火顺序：各缸完成同名行程的次序。75表1-2四缸四行程内燃机的工作过程

工作顺序1-3-4-21-2-4-3曲轴转角各缸工作过程各缸工作过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°作功排气进气压缩排气进气压缩作功压缩作功排气进气进气压缩作功排气作功排气进气压缩压缩作功排气进气排气进气压缩作功进气压缩作功排气

多缸四行程发动机的工作原理76(九)内燃机的主要性能主要是内燃机的功率和它发出功率时所要消耗的燃料等，即内燃机的动力性和经济性。1.功率功率是单位时间内所作的功，即公斤.米/秒。工程上功率的单位时马力和千瓦。

1马力＝75公斤.米/秒

1千瓦＝102公斤.米/秒

1千瓦＝1.36马力

1马力＝0.74千瓦77我国目前有四种标定功率：15分钟功率、1小时功率、12小时功率和持续功率。一般把12小时功率称为额定功率，即内燃机在连续运行12小时的最大有效功率。2.效率内燃机在单位时间内热能转化的机械能，称为指示功率(Ni)，内燃机从曲轴上输出的净功率称为有效功率(Ne)，内燃机的效率η为：783.有效燃油消耗率在单位时间内，有效功率所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率(ge)。通常以每马力(有效功率)，在1小时内所消耗燃油重量(单位：克)表示：式中，ge―――燃油消耗率(克/马力.小时)；

Gr―――每小时内消耗燃油重量(公斤/小时)；

Ne―――有效功率(马力)。79【本节思考题】1.什么是热机？什么是内燃机？2.内燃机的工作原理和工作过程。3.四冲程汽油机和四冲程柴油机的工作原理和过程有何异同点？4.二冲程汽油机和二冲程柴油机的工作原理和过程有何异同点？5.内燃机的性能指标包括哪些？80二、内燃机的总体构造两大机构曲柄连杆机构配气机构五大系统供给系点火系冷却系润滑系起动系81功用

将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而对外输出动力。

组成1、机体组2、活塞连杆组3、曲轴飞轮组1、曲柄连杆机构82机体组组成：曲轴箱气缸体气缸垫气缸盖气缸油道和水道油底壳83气缸垫气缸盖气缸盖罩衬垫安装火花塞84图2-3气缸盖1-挺柱孔2-缸盖螺栓孔3-排气门座孔4-进气门座孔5-冷却水孔6-冷却水出水道7-喷油器孔8-气道

85图2-5气缸盖螺栓拧紧顺序a）4125型内燃机b）495型内燃机86（2）根据冷却方式不同

风冷散热肋片风冷气缸体和气缸盖水冷87干式缸套和湿式缸套湿式缸套干式缸套88气环油环活塞销活塞连杆连杆螺栓连杆轴瓦连杆盖

活塞连杆组89活塞环(pistonring)活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分。9091曲轴飞轮组功用：把活塞连杆组传来的气体压力转变为扭矩对外输出。还用来驱动发动机的配气机构及其他各种辅助装置。922、配气机构与换气系统内燃发动机(简称发动机)的每个实际循环的结束必须进行的工质交换称作换气，即用新鲜空气（柴油机）或可燃混合气（汽油机）重新充入气缸，代替工作过程的燃烧产物（废气），将燃烧产物排出发动机空气供给装置和废气排出装置统称为换气系统。为了保证换气系统的正常工作，必须设置配气机构。配气机构的功用是按照发动机各缸的工作过程和着火顺序的要求，定时开启和关闭各缸进、排气门，准时地供给清洁、足量的新鲜充量（空气或可燃混合气），及时并尽可能彻底排出废气，以保证发动机燃烧过程的有效进行。93配气机构的类型

常用的配气机构的类型有气门式和气孔式两种。气孔式配气机构是在气缸套上开出进、排气孔，通过活塞的移动位置来控制进、排气过程，常用于二行程发动机上。气门式配气机构是由凸轮驱动，通过传动机构来驱动进、排气门，常用于四行程内燃发动机上。气门式配气机构又可分为顶置式和侧置式两种；而按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为齿轮传动、链条传动和齿带传动三种不同型式；按每个气缸的气门数目可分为二气门式、四气门式等多种。94配气机构的类型

图3-1顶置式气门配气机构1-凸轮轴2-挺柱3-推杆4-调整螺钉5-锁紧螺母6-气门室罩7-摇臂8-摇臂轴9-锁片10-气门弹簧座11-气门主弹簧12-气门副弹簧13-气门14-气门导杆15-气缸盖气门顶置式95气门顶置式组成：配气机构的类型96特点：A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。

B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。工作过程97气门组配气机构的组件98气门组实物图99进气门排气门气门座实物图1001、组成2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴气门传动组101功用：将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位堆焊耐磨合金摇臂102摇臂比1-调整螺钉2-锁紧螺母3-摇臂4-摇臂轴5-衬套

摇臂比一般为1.6左右。

摇臂多用钢模锻压而成，近年也用球墨铸铁制造，断面呈“工”字形或“T”字形。

103凸轮轴图3-10495型柴油机凸轮轴1-凸轮轴2-键3-凸轮轴齿轮4-垫圈5-弹簧垫圈6-螺栓7-止推片10410°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点配气相位与气门间隙1、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。配气相位105配气相位演示气门的重叠开启期106概念：气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？气门间隙107

换气系统（功用和结构）功用：是按照内燃机的工作循环，及时地供给新鲜充量（空气或可燃混合气）并尽可能彻底地排出废气。1-空气滤清器2-进气管3-进气歧管4-气门式配气机构5-气缸6-活塞7-排气管8-消声灭火器9-排气歧管10-喷油器结构:1083、柴油机供给系柴油机所用的燃油是柴油。柴油的粘度大且不易蒸发柴油机是利用高压喷射的方法，在压缩行程接近终了时，将柴油喷入气缸，直接在气缸内与空气混合形成可燃混合气.借助气缸内工质的高温自行着火燃烧。

柴油机的基本工作特征1092柴油机的使用性能指标发火性——指燃油的自燃能力，16烷值越高，发火性越好。蒸发性——由燃油的蒸馏实验。粘度——决定燃油的流动性，粘度越小，流动性越好。凝点——指柴油冷却到开始失去流动性的温度110柴油机燃油供给系统的组成1．功用柴油机供给系同样要完成柴油供给和空气供给以及可燃混合气的形成、燃烧和废气的排出任务。2．组成燃油供给装置：柴油箱、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、喷油器等。空气供给装置：空气滤清器、进气管道。混合气形成装置：燃烧室。废气排出装置：排气管道、消音器

111图4-1柴油机燃油供给系统简图1-柴油细滤器2、6-回油管3-高压油管4-喷油器5-涡流室7-喷油泵8-输油泵9-调速器10-柴油粗滤器11-燃油箱低压油高压油图4-1112柴油机的燃油供给过程：

柴油机运转时，柴油自油箱11经低压油管被吸入输油泵8，并以50～100kPa的压力压至柴油精滤器1，经过滤清后的清洁柴油被送入喷油泵7，再经过喷油泵增压后经高压油管3送到各缸的喷油器4，最后喷入燃烧室与受压缩的空气进行混合并燃烧。从喷油器针阀偶件泄出的少量柴油，经回油管2流回柴油箱。因为输油泵的供油量大于喷油泵的喷油量，多余的柴油经单向回油阀送回输油泵，在有的柴油机上回油则直接回到柴油箱。低压油路：从柴油箱至喷油泵泵油前的油路称为低压油路，油压一般在50～290Kpa；高压油路:经喷油泵泵油后至喷油器的油路称为高压油路，油压一般为9800KPa

以上。

113对柴油机燃油供给系统的要求:α>1时为稀混合气；α<1时为浓混合气；α=1时为标准混合气。柴油机的α通常都大于1，一般在1.15～2.2范围内。（2）喷射压力必须足够高,一般在10MPa以上，以利于柴油雾化。（3）柴油喷射系统的喷油规律应与燃烧过程相对应。控制前期喷射量；加快中期喷射量；尽快结束后期喷射。（4）在燃烧室内组织较强的空气涡流运动，促进空气与柴油的均匀混合。（1）可燃混合气浓度适中常用过量空气系数α表示，它是燃烧1㎏燃料实际供给的空气量与理论所需空气量之比。α=114供油时间的表示供油提前角：喷油泵开始向高压油管供油的时刻，用活塞在上止点前相应的曲轴转角表示。喷油提前角：喷油器开始向燃烧室喷射柴油的时刻，也用活塞在上止点前相应的曲轴转角表示。供油提前角总是大于喷油提前角的供油提前角是指该柴油机在标定转速下的最佳供油提前角

115应用： 直接喷射燃烧室，孔数1～8个，孔径0.25～0.8mm特点：（1）喷孔的位置和方向与燃烧室形状相适应，以保证油雾直接喷射在球形燃烧室壁上。（2）喷射压力较高。（3）喷油头细长，喷孔小，加工精度高。孔式喷油器116轴针式喷油器的结构组成

1-回油管螺栓

2-调压螺钉护帽3-调压螺钉

4-调压弹簧5-喷油器体6-进油道7-顶杆8-紧固螺套

9-喷油嘴进油道10-针阀11-针阀体117柱塞式喷油泵的组成

1-出油阀弹簧2-出油阀座3-出油阀4-柱塞套5-柱塞6-泵体7-柱塞弹簧8-弹簧下座9-滚轮体总成10-滚轮11-凸轮轴12-油量调节臂A.控制油槽B.回油孔C.进油孔118

工作时，在喷油泵凸轮轴上的凸轮与柱塞弹簧的作用下，迫使柱塞作上、下往复运动，从而完成泵油任务泵油过程可分为以下三个阶段。

进油过程供油过程回油过程柱塞式喷油泵的泵油原理

119泵油原理a)进油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-出油阀座4-出油阀5-进油孔6-回油孔7-减压环带120出油阀偶件

出油阀偶件包括出油阀和出油阀座。功用：出油、断油和断油后迅速降低高压油管的剩余压力，使喷油器迅速停止供油而不出现滴漏现象。

1-出油阀2-减压环带3-出油阀座4-切槽121油量调节机构图a)齿杆式b)拨叉式c)球销式1-柱塞套2-柱塞3-调节齿杆4-油量调节套筒5-凸耳6-调节齿圈7-紧固螺钉8-调节拉杆9-调节叉10-调节臂11-钢球122调速器分类调速器的类型可分为机械式、气力式和液力式三类。

机械式调速器根据其转速作用的范围可分为以下三种：（1）单程式调速器

只在某一规定的转速下起作用，一般用于恒定转速工况的柴油机（如发电机组）。（2）两速式调速器

能在两个规定的转速下起作用，它既可以保持柴油机低速稳定运转，又能限制柴油机的最高转速。（3）全程式调速器

能保持低速稳定运转和限制最高转速，而且还能使柴油机在整个工作转速范围内的任何转速下稳定运转。

123机械式调速器的工作原理

单程式调速器机械式单程调速器简图1-供油拉杆2-传动盘3-喷油泵凸轮轴4-钢球5-推力盘6-调速弹簧7-支承轴8-弹簧座

124活塞式输油泵1-手柄2-弹簧3-手油泵活塞

4-进油止回阀5-空心螺栓

6-密封垫片7-弹簧8-螺塞9-输油泵活塞10-输油泵体11-压套12-岀油止回阀13-止回阀弹簧14-密封垫片15-岀油管接头16-垫片

17-空心螺栓18-“O”型密封圈19-顶杆20-滚轮部件21-橡胶密封环22-卡环23-手油泵体输油泵

125润滑系的作用：润滑作用：将机油不断地供给各零件的摩擦表面， 减少零件的摩擦和磨损。清洗作用：清除摩擦表面上的磨屑等杂质。冷却作用：气缸壁上形成的油膜可冷却摩擦表面。密封作用：在运动零件之间、气缸壁上形成的油膜 形成油膜可以提高密封性，防止漏气和漏油。防锈作用：在零件表面形成油膜，防止零件生锈。液压作用：利用润滑油作液压油。缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击减小振 动。 4、润滑系126机油的选择类别牌号100℃时运动粘度

(mm2/s)适用季节和地区备注

汽油机机油（车用机油）HQ—6D6.0—8.0适于我国北方各寒冷地区冬季使用

GB485—82

HQ—6

6.0—8.0适于淮河以北、新疆、青海、西藏等地区冬季使用HQ—10

10—12

适于上述地区夏季及南方各省全年使用HQ—15

14—16

适于南方亚热带地区夏季使用，磨损教严重的汽油机尤为合适

柴油机机油HC—88.0—9.0适于南方各省冬季使用；

GB11122—89

GB1123—89

HC—1110.5—11.5装巴氏合金轴承的柴油机全年可用HC—1413.5—14.5全国夏季、长江以南地区全年可用127发动机润滑方式润滑方式应用范围压力润滑负荷大，相对运动速度高的工作表面。飞溅润滑外露、负荷小、相对运动速度小的工作表面。定期润滑辅助机件128发动机润滑系的组成及油路集滤器、机油泵、油底壳、机油滤清器、机油散热器、机油压力表、机油温度表放油螺栓油底壳机油滤清器油路集滤器1294125A柴油机润滑系统简图130润滑系131润滑系的油路1325、冷却系统冷却系统的功能冷却的必要性：发动机工作时，因燃料的燃烧及运动零部件之间摩擦产生大量的热，气缸内气体温度可达2000度以上，直接与高温气体接触的如气缸体、气缸盖、活塞、气门等若不及时加以冷却，其运动部件将可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑在高温下失效而卡死；各机件也可能因高温而导致其机械强度降低甚至损坏。133冷却系统的功能冷却的功能：使工作中的发动机得到适度的冷却，从而保持发动机在最适宜的温度范围内工作。冷却的不当所造成的后果：冷却程度后果过冷热量散失过多，增加燃油消耗，冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油，磨损加剧。不足发动机过热，充气量减少燃烧不正常，发动机功率下降润滑不良，加剧磨损134冷却系统的介质及方式正常冷却的冷却介质：水冷却系统：水为介质，即把发动机高温零件的热量先传给水，然后经水再传给大气而进行冷却的一套装置。其优点在于冷却均匀、运转时噪音小，得以广泛应用。风冷却系统：通过高速的空气流介质把高温零件的热量直接带入大气散发而进行的冷却系统。两者的适用范围：系统温度范围水冷系气缸盖内冷却水温度在80-90℃风冷系铝气缸壁的温度为150-180℃，铝气缸盖为160-200℃135水冷却系统的分类自然循环冷却式：它分为蒸发式、冷凝式、热流式三种。水的密度随温度的变化而变化，冷却水在冷却系统中进行循环。优点在于结构简单，一定程度上可以自动调节冷却强度；缺点是冷却不均匀、局部会引起过热且水箱的容积较大。强制循环冷却式：它分为闭式和开式冷却系统两种。利用一水泵的动力造成压差，迫使水在发动机中不断循环，以水为载体带走热量达到冷却效果。136水冷系目前大多数发动机采用强制循环式水冷却系统。作用：以水作为冷却介质，把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。组成：散热器及其散热器盖：高温冷却液的热量传递给空气，使冷却液温度降低

风扇：强力抽吸，使空气流由前向后以高速从散热器中通过水泵：机体外的水吸入并加压节温器：保证发动机在不同负荷和转速条件下在适宜的温度范围内工作，以控制冷却水大、小循环回路的装置；水套：气缸盖与气缸体之间的夹层空间，使水得以接近受热零件，并可循环流动分水管：使多缸发动机各汽缸冷却强度均匀其他附件：百叶窗、放水阀、水温表、支撑架等137冷却系统的工作演示气缸体水套气缸盖出水管气缸盖水套散热器进水管138散热器盖工作演示139节温器工作演示1401.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动

原理。本节要求：2.理解三相交流异步电动机的反转的基本方法,

了解起动和制动的方法。

3.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。学会正确选用异步电动机.第二节电动机141第二节电动机

电动机是把电能转换为机械能的电机，它可分为直流电动机和交流电动机两大类。交流电动机又可分为同步电动机和异步电动机两种。异步电动机又有三相和单相之分。其中三相异步电动机在工、农业生产中应用最为广泛。和其它电动机比较，具有结构简单、价格便宜、运行可靠和维护方便等特点。本节主要论述三相异步电动机的原理、构造和使用等。异步电动机的总容量约占电网总动力负载的８５％。电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机

异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机142一、异步电动机的构造

异步电动机是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两个基本部分组成，它们之间由气隙分开。143异步电动机分为鼠笼式电动机和绕线式电动机两种。鼠笼式电动机模型144(一)定子定子由机座、铁芯、三相绕组组成。

1.机座用铸铁或铸钢制成的，起支撑作用。

2.定子铁芯是由内圆周表面均匀冲有槽孔的圆环形硅钢片叠压而成的圆筒，因而，在铁芯内圆周上形成了均匀分布的轴向线槽，用来放置定子绕组。硅钢片定子铁芯1451462.定子绕组用带有绝缘包皮的导线（如漆包铜线等）绕成匝数相同的线圈，再分三组按一定的规律将线圈对称放置在定子铁芯的轴向线槽内，其中每一组称为一相绕组，这就成为三相对称绕组U1U2，V1V2，W1W2。根据电源的线电压和每相绕组的额定电压，定子绕组可接成Y形或△形。定子的作用：产生旋转磁场，并从电网吸收电能。三相异步电动机的定子绕组接成星形还是接成三角形，应根据电动机的额定电压和电源电压来决定，目前电动机名牌上给出的接线方法主要有如下三种情况：147(1)额定电压380伏，接法△，适用电源电压380伏。(2)额定电压380/220伏，接法Y/△，每相绕组额定电压220伏Y接法△接法148鼠笼式电动机模型的定子结构149150(二)转子

1.转轴

2.转子铁芯：是由外圆周表面冲有槽的硅钢片叠成的圆柱体，装在转轴上。

3.转子绕组：放置在转子铁芯槽内，有两种形式：鼠笼式，绕线式。鼠笼式绕线式151转子由转子铁芯，转子绕组和转轴组成。转子铁芯是圆柱状，用硅钢片叠成。表面冲有槽，用来安装转子绕组，铁芯压装在转轴上。转子绕组做成鼠笼状，就是在转子铁芯的槽中放铜条，两端用端环联接，或者在槽中浇铸铝液，两端用导体连成一个整体（短路）。转轴用来支承转子铁芯，并输出转矩。在转子与定子之间有一个间隙，叫做气隙（0.25~1.5mm）152

转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。转子鼠笼转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。

(1)鼠笼式转子

铁芯槽内放铜条，端

部用短路环形成一体。

或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子

同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式153154

(1)鼠笼式转子在转子铁芯的每个槽中放一根铜条，在铁芯两端槽口处，用两个导电的铜环分别把所有槽里的铜条短接成一个回路，抽掉铁芯，形状像“鼠笼”。

(2)绕线式转子与定子绕组相似，是对称的星形（Y）连接的三相绕组，三根端线接到装在转轴上的三个彼此绝缘的滑环上，通过一组电刷与外电阻相连接。转子的作用：产生电磁转矩，并输出机械能。155鼠笼式电动机转子结构示意图156157158二、三相异步电动机的工作原理

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.定子旋转磁场的产生o159o规定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。

AYCBZX(•)电流出()电流入160

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ

三相电流合成磁场

的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600

o161AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场

即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°

取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向

结论：

任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0

to1623.旋转磁场的极对数P

当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：o

tAXBYCZAXYCBZ163

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC164极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'01654.旋转磁场的转速工频：

旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ166p=2时0167旋转磁场转速n1与极对数

p的关系极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n1与频率f和极对数p有关。可见:1685.转子转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势

E20

旋转磁场感应电流

I2

旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩Tn

F169电动机的转矩电动机在工作时，作用于转轴上有两种转矩：①电磁转矩M电：由旋转磁场和转子感应电流相互作用产生的。它的大小与磁场强弱和电流大小成正比。②负载转矩M反：工作机械作用在电机转轴上的反转矩。170当M电=M反时，电机转速稳定。若M反↑，则转速↓，这时，M电逐渐↑，克服M反。反则反之。额定转矩：电机输出额定功率时的转子电磁转矩。最大转矩：电机承受最大负荷的能力。起动转矩：转子转速为0时的电磁转矩。当M起>M反时，电机才能起动。171

6.转差率

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。

由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速

n不可能达到与旋转磁场的转速相等，即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流

转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切

割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。172异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s

例：一台三相异步电动机，其额定转速n=975r/min，电源频率f=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n1=1000r/min,即

p=3

额定转差率为173三、异步电动机的铭牌电动机机座上的铭牌(见图)记载着电动机正常运行时的各种额定数据，为正确使用电动机，使用者必须理解这些铭牌数据的含义。电动机的铭牌内容包括：电机名称、型号、标准编号、制造厂名、出厂编号、额定电压、额定功率、额定电流、额定转速、绕组接法、绝缘等级等。

174175例如一台三相异步电动机的铭牌数据为：型号：Y132M-4

频率：50Hz

电压：380V电流：15.4A接法：△功率：7.5kW转速：1440r/min绝缘等级：B功率因数：0.85效率：87％工作方式：连续×年×月生产1.型号：Y132M－4Y--异步电动机132--机座中心高度132mm

M--机座长度代号，M为中型机座；4--磁极数。176异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO177

2.接法：指定子三相绕组的联接方式，△接法或者Y接法。

3.额定值：正常运行时的主要数据指标。

(1)额定电压UN：指电动机额定运行时，定子三相绕组的线电压，单位用“V”表示。

(2)额定电流IN：指电动机额定运行时，定子电路最大允许线电流，单位用“A”表示。

(3)额定功率PN：指电机按规定工作方式，额定运行时，轴上输出的机械功率，单位用“kW”表示。1782.接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2

V2U2

U1

W2V1

V2

W1U1V1

W1W2U2V2W2

U2

V2

V1

W1

U1

Y联结W1U1V1W2U2V2

联结179

(4)额定效率ηN：指电机额定运行时，轴上输出功率PN与定子输入电功率P1N的比值，定子输入功率P1N计算公式为：

(5)额定功率因数COSφN:指电动机额定运行时，定子相电压与相电流相位差的余弦。

(6)额定转速nN：指额定电压下，输出额定功率时转子转速，单位用“r/min”表示。它略小于空载转速n0，通常电动机转速不低于500转/分。

(7)额定频率fN：规定的电源频率(50Hz或60Hz)；1804．定额（工作方式）是表明电动机允许连续使用的时间。定额分为：①连续——表示电机可以依照额定的功率连续使用下去，绕组不会过热。②短时——表示电机不能连续使用，而只能在规定的时间内依照额定的功率短使用，这样才不会过热。③断续——表示电机的工作是短时的，但可以多次重复使用。1815．绝缘等级和温升绝缘等级指电动机所采用的绝缘材料的耐热度。分为A、B、E、F、H级。温升指电机在运行中定子绕组发热而升高的温度。如果电机温度过高，会使绝缘老化，缩短电机使用寿命。异步电动机的容许温升是指定子铁芯和绕组温度在环境温度40℃的情况下能高出环境温度的允许值。容许温升与绝缘的等级有关：

A级60℃，B级75℃，E级80℃，

F级100℃，H级125℃E级绝缘定子绕组的容许温度<40°+80°=120℃182四、三相异步电动机的起动1.起动性能

起动问题：起动电流大，起动转矩小。

一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5~7倍;电动机的起动转矩为额定转矩的(1.0~2.2)倍。大电流使电网电压降低，影响邻近负载的工作频繁起动时造成热量积累，使电机过热后果：原因：起动：

n=0，s=1,接通电源。起动时

，n=0，转子导体切割磁力线速度很大，转子感应电势转子电流定子电流

1832.

起动方法(1)直接起动

二、三十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。(2)降压起动：星形-三角形(Y－

)换接起动自耦降压起动（适用于鼠笼式电动机）(3)转子串电阻起动（适用于绕线式电动机）184设：电机每相阻抗为Z降压起动(1)Y－

换接起动

降压起动时的电流为直接起动时的+－

起动U1U2V1V2W1W2+－正常运行U1U2V1V2W1W2185Y－

起动器接线简图L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

△动触点Y动触点静触点186Y－

起动器接线简图Y起动L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

起动UP

U1+＿Ul

+＿U2V1V2W1W2187Y－

起动器接线简图

工作L1L3L2FUSU1

V1

U2

V2

W1

W2

W1

L3

V2

U2

L2

V1

W2

L1

U1

U2

正常运行

Ul

+＿U1V1V2W1W2188(a)仅适用于正常运行为三角形联结的电机。

(b)Y－

起动Y－

换接起动适合于空载或轻载起动的场合Y-换接起动应注意的问题

正常运行

Ul

U1W2V2W1+＿U2V1UP

起动+＿Ul

+＿U1W2V2W1U2V1189下一页章目录总目录上一页(2)自耦降压起动L1L3L2FUQ

Q2下合：

接入自耦变

压器，降压

起动。

Q2上合：

切除自耦变

压器，全压

工作。合刀闸开关QQ2

自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时联成

Y形不能采用Y－起动的鼠笼式异步电动机。190

方法：任意调换电源的两根进线，电动机反转。电动机正转电动机反转3.三相异步电动机的正、反转电

源~UVWM3~

UVW电

源~M3~

191五、三相异步电动机的制动1.

能耗制动制动方法机械制动电气制动能耗制动反接制动发电反馈制动

在断开三相电源的同时，给电动机其中两相绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的转距（制动转距），使转子迅速停止转动。192nF

转子T

n1=0

2.

反接制动

停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。

M3~+-运转制动•RP193M3~运转制动•nF

转子T

n1

3.

发电反馈制动

当电动机转子的转速大于旋转磁场的转速时，旋转磁场产生的电磁转距作用方向发生变化，由驱动转距变为制动转距。电动机进入制194动状态，同时将外力作用于转子的能量转换成电能回送给电网。nF

转子T

n1

n>n1

1951.

功率的选择

功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。(1)对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。(2)对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。六、三相异步电动机的选择

1962.

种类和型式的选择(1)种类的选择

一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。(2)结构型式的选择

根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。3.

电压和转速的选择

根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。

Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。1974．三相异步电动机的使用安全技术①起动前的检查电压与电源电压是否处符，接法是否正确，绝缘是否良好，轴承处有无润滑油，转子转动是否灵活。②运行中的维护监视温升，注意电流、电压的变化。观察有无异常现象（振动、响声、温度、焦糊味等），防止缺相运行，保持干燥清洁，防止灰尘和水汽。198

单相异步电动机主要应用于电动工具、洗衣机、电冰箱、空调、电风扇等小功率电器中。单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。

定子绕组中通入单相交流电后,形成脉动磁场，若不采取措施，将无法获得所需的起动转矩。定子定子绕组转子AA'

NS1、单相异步电动机的工作原理八、单相异步电动机199

定子绕组产生的脉动磁场，可用正、反两个旋转磁场合成来等效。即

+

-m

=

+

-=t

O200脉动磁场的分解④

⑥

⑧

⑧

③⑦

⑦

⑨

⑨

⑥

⑤

②

①

+-

①

-

+

+

-

②③④⑤

201正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩(正向)起动转矩为零(反向)正转转反202

....F

鼠笼式转子导条及电流

当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。AA'

203

为了获得所需的起动转矩，单相异步电动机的定子进行了特殊设计。常用的单相异步电动机有电容分相式异步电动机和罩极式异步电动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不同。

2.电容分相式异步电动机

电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组，一个是工作绕组

A–A'，另一个是起动绕组

B–B',两个绕组在空间相隔90º。起动时，

B–B'绕组经电容接电源，两个绕组的电流相位相差近90º，即可获得所需的旋转磁场。204电容分相式异步电动机iAS••ABB'

•••A

~iB设两相电流为两相电流正弦波形如图所示。工作绕组

iBiAO起动绕组

205A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

A

B

B'

A'

两相旋转磁场450

900

iBiAO206S•••ABB'

•••iAiBA

12~实现正反转的电路

改变电容C的串联位置，可使单相异步电动机反转。

将开关S合在位置1，电容C与B绕组串联，电流

iB较iA超前近90；当将S切换到位置2，电容C与A绕组串联，电流iA

较iB

超前近90。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的反转。

电动机转子转动起来后，利用离心力将开关S断开(S是离心开关)，使起动绕组B–B´断电。M~207【思考题】1.叙述三相异步电动机的结构和工作原理2.异步电动机的接线方法有几种？3.什么叫异步电动机的极数？她和异步电动机的转速有何关系？第二章茶园机械第一节耕整地机械第二节中耕除草机械第三节植物保护机械第四节茶园灌溉机械第五节采茶机械

茶园管理是茶叶生产的重要环节，是提高茶叶产量、质量和经济效益的前提基础。

20世纪70年代以前，茶园管理一直是手工作业，工效低，技术含量低，经济效益差。80年代后期至90年代，是我国茶园机械快速发展阶段。茶园管理一般包括深耕、中耕、施肥、喷药、采摘、修剪等。这些作业机械可归为三类：一类是耕作机械，如深耕、中耕机，施肥机等；另一类是采摘机械，如采茶机、修剪机等；第三类是植保机械，如喷雾机等。第一节耕整地机械一、耕地机械耕地是农业生产中最基本也是最重要的工作环节之一。其目的就是在传统的农业耕作栽培制度中通过深耕和翻扣土壤，把作物残茬、病虫害以及遭到破坏的表土层深翻，而使得到长时间恢复的低层土壤翻到地表，以利于消灭杂草和病虫害，改善作物的生长环境。常用耕地机械

目前所使用的耕地机械，由于其作业的工作原理不同类型主要分为三大类：