柴油机进气和排气装置的构造及其作用

摘 要：柴油机尤其是小型农用柴油机在使用时，其进气装置和排气装置虽然对整个机器的影响不大，但对于柴油机的使用与保养十分重要。因此农机用户在使用柴油机时就要十分注意，本文介绍进气装置和排气装置的构成，并对其作用进行了分析。进气装置主要是由空气滤清器和进气管等组成，排气装置主要是由消音灭火器和排气管等组成。空气滤清器分为湿式空气滤清器和干式空气滤清器，文中最后对空气滤清器的使用与保养要注意的事项也进行了简要介绍。

关键词：柴油机进气；柴油机排气；空气滤清器；消音灭火器；进气装置；排气装置

农业的根本出路在于机械化，对于一个农业地区来说，农业机械的使用与管理是至关重要的。小型农用柴油机已经在广大农户中广泛使用，农业机械为社会主义新农村和农民的生产生活带来了极大的方便，不但提高了农业生产效率，而且还使农民进一步从日益繁重的农业生产劳动中解脱出来，积极投身到新农村建设的其他方面中去。农用柴油机在工作时，靠压燃柴油与空气混合成的可燃混合气体而作功，因此，必须供给柴油机足够而新鲜的空气，并及时彻底地把废气排放出去。进、排气的装置功用就是用来保证进气的清洁和排气的完全彻底。进气装置主要是由空气滤清器和进气管等组成，排气装置主要是由消音灭火器和排气管等组成。

一、农用柴油机的进气管和排气管

进气管是用来连接空气滤清器和机体上的进气道，排气管是用来连接消音灭火器和机体上的排气道，一般是由铸铁制成的。要求其内壁光滑，弯曲部分应为弧形，曲率要小，以减少进、排气的阻力。另外，进、排气管与机体各接合处应可靠密封，防止外界含尘空气不经滤清器而从漏气部位直接吸入气缸或废气从漏气处冲出，含尘空气吸入气缸或废气从漏气处冲出会造成发动机的早期磨损。排气时废气不经消音灭火器，会产生很大的噪音而且容易发生危险。一种单缸风冷型柴油机的排气管，主要包括与气缸盖排气口连接的排气直管和排气弯管、消声器，其特征是排气直管与柴油机的排气口连接，另一端与排气弯管连接，排气直管与排气弯管的夹角为90°～270°，排气弯管的尾端与消声器连接。其优点是利用大角度的排气弯管降低柴油机排气背压及高温，能有效地降低单缸凤冷柴油机工作时的温度，从而提高柴油机的使用可靠性与使用寿命，机构简单有效。

二、农用柴油机的消音灭火器

柴油机工作时，由排气管排出的废气速度很高，而且压力和温度也高，有时还带有火星。如果直接排入大气中，会产生很大的噪音，排出的火星也会引起火灾，因此要在排气装置中安装上消音灭火器（也称之为消音器）。

消音灭火器是一个内部装有多孔板和隔板的圆筒形或长盒形板焊部件，通过排气管与气缸盖上的排气孔连接。废气从排气管进入消音灭火器后，曲折地通过孔板或隔板，使气流的方向改变，速度、温度和压力降低，消除火星，降低排气噪音，确保安全。但是，消音灭火器会对排形成阻力，内部阻塞时会严重影响柴油机的工作。因此，使用中须及时清除内部积炭，保持气路畅通，同时要注意其安装牢固。农用柴油机消声排气装置，主要具有由隔离孔板连接为一体的进气管和排气管以及进气腔和排气腔，进气管和排气管被隔离孔板隔断，进气腔和排气腔通过隔离孔板上的通孔连通，其特征在于进气腔和排气腔的内壁具有隔音层，在进气管的外壁具有陶瓷孔套和排气管的外壁具有陶瓷孔套。其优点是进气腔和排气腔的内壁增加了隔音层，大大减少了排气的噪声，且进、排气管外壁的陶瓷孔管通过调整陶瓷的成份和蜂窝结构，可以部分吸收烟气中的颗粒，减少柴油机的颗粒物排放。

三、农用柴油机的空气滤清器

空气滤清器是进气装置的主要部件。其功用是过滤空气，供给柴油机充足、洁净和新鲜的空气，以保证柴油机正常工作。空气中含有大量的灰尘，灰尘中含有大量的无机杂质，比如说二氧化硅和三氧化二铝等等，它们的硬度很高。这些杂技随着空气而进入气缸，就会加剧气缸内的零部件的磨损。试验表明，柴油机如果不带空气滤清器工作，活塞和气缸的磨损将增大3～5倍，曲轴、连杆轴瓦和主轴承的磨损增大2～5倍。所以，空气滤清器的作用必须重视。绝对不能拆掉空气滤清器进行工作。常用的空气滤清器可分为湿式和干式两种。

1.湿式空气滤清器。湿式空气滤清器有三级过滤，即离心惯性滤清、湿式惯性滤清和湿式过滤滤清三级。柴油机工作时，在进气行程活塞下移产生的真空吸力作用下，空气由进气罩下方导向叶片处，沿切线方向被吸入罩内，产生高速旋转运动。空气中质量较大的杂质在惯性力的作用下被甩向罩壁，从罩上的两个小窗口排出，这就是第一级离心惯性滤清。经过离心惯性过滤的空气沿中心管下行，冲击储油盘中的机油油面，并在油面上折转向外、向上运动。在向下冲击惯性力的作用下，又有部分杂质黏附在机油中，空气得到进一步净化，这就是第二级湿式惯性滤清。空气沿中心下冲时，会将一些机油油溅落到滤网上，经前两级过滤后的空气折转方向后，穿过溅有机油的金属丝滤网上，把残存的杂质、尘土吸到滤网上，最后只有干净的空气经过进气管进入气缸中，这就是第三级湿式过滤滤清。这种滤清器的滤清效果较好，一般地说可以将空气中的97%～99%的尘土、杂技清除掉。

小型柴油机也有采用两级油式空气滤清器，其结构与上述三级湿式空气滤清器相似，只是仅有湿式惯性滤清和湿式过滤滤清两级滤清装置。

2.干式空气滤清器。干式空气滤清器与湿式空气滤清器的主要区别在于没有储油盘，并采用纸质滤芯。干式空气滤清器是两级过滤，空气从切向经导向叶片被吸入气罩，产生旋转，质量较大的杂质被惯性离心力甩向罩壁，进入集尘盘。经过初级滤清的空气，由中心管进入滤芯与壳体之间，再经过滤芯过滤后，由进气管进入气缸。这种空气滤清器的效果不如湿式空气滤清器，但空气阻力小，结构简单。

除此之外，还有一种半湿式空气滤清器。它是在原来干式空气滤清器的基础上改进而形成的，其主要区别是把纸质滤芯改为多孔性泡沫塑料滤片，并在滤片上浸有与滤片质量相当的机油，经过改进后的空气滤清器，除保留原干式空气滤清器的优点外，其滤清效果可达到96%～98%。

3.空气滤清器的使用与保养要注意的事项。主要的注意事项有以下几点：（1）經常检查空气滤清器各管路连接处的密封是否良好；螺栓、螺母、夹紧圈等如有松动就及时紧固；零件如有破损，应及时修复或更换。否则，空气会不经过滤直接进入气缸；（2）随着使用时间的延长，空气滤清器内部积存的尘土和杂质会不断增加，继而使空气流动的阻力加大，滤清效果会降低，因此要求柴油机一般每工作100小时应保养一次空气滤清器；（3）湿式空气滤清器保养时，应当使清洁的柴油清洗滤网、储油盘、中心管等零件。滤网用柴油清洗干净后应当先吹干，喷上少许机油后再装配。储油盘内应换用经过过滤的废机油。加机油时，应按储油盘上的油面标记加注，注意不能使油面过高或过低；（4）干式空气滤清器的纸质芯片保养时，要用软毛刷清扫，轻轻振动使两端尘土落下，不能用油或水洗刷纸质滤清。清洗其内泡沫塑料时，可以用洗衣粉或肥皂水溶液清洗，严禁用汽油清洗。

作者简介：高喜国（1963—），男，蒙古族，高级工程师，吉林通榆人，现任职于吉林省通榆县农机监理站，研究方向：农业机械推广应用与农业机械维修保养。