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一种割灌机的研究与应用　　

热度0票浏览54次时间：2021年12月21日 10:11

　　（山东华盛农业药械有限责任公司，山东临沂 276000）

摘要：小型割灌机主要针对家用市场，突出优点是重量轻、切割效率高、操作舒适。欧美市场对小型通用汽油机的排放要求越来越高，一款排放性能好对开辟欧美家用市场尤为重要。本文主要介绍设计一款排放性能好、重量强、操作舒适、经济性能强的割灌机。

　　关键词：割灌机；排放；操纵舒适

　　引言

　　随着环境日益恶化，各国对环境保护越发的重视，对燃烧化石燃料机器要求越发的严格。美国环境保护局（EPA）经济委员会对排放要求不断提高，同时欧洲和美国又是家用以小型汽油机为动力割灌机主要需求。为开辟新的市场、增加产品的竞争性，设计一款具有重量轻、经济性强、操纵方便等要求。此款割灌机有效提高的市场竞争力，具有显著的经济效益和社会效益。

　　1、割灌机工作原理

　　1.1 发动机工作原理

　　二冲程发动机工作循环也包括进气、压缩、作功和排气四个过程，但它是在活塞往复两个行程内完成的。通过活塞运动带动曲轴转动，曲轴的输出轴带动涨紧块。曲轴在高速运转的情况下，带动涨紧块高速运转与被动盘进行摩擦从而带动输出轴的转动。

　　1.2 齿轮箱工作原理

　　传动轴部分首先与小圆弧锥齿轮 1 连接，此处为花键连接捏合性较好，无减速。小圆弧锥齿轮 1 与大圆弧锥齿轮 2 锥齿轮花键连接，减速比 19：13，传动比为 1.46，有效降低发动机输出转速，增大齿轮箱的输出扭矩。大圆弧锥齿轮 2 与花键轴花键连接，带动花键轴高速转动。如图（一）1、小圆弧锥齿轮 2、大圆弧锥齿轮 3、花键轴（图一）2、各部分的研究及设计为达到排放性能好，整机轻量化和操纵舒适等方面的要求，在设计之处对发动机的转子、风道形成，机具杆内支撑和齿轮箱传动部分都进行最新的设计。

　　2.1 发动机节能减排

　　（1）采用数字控制式结构，更好的保证发动机在最佳点火位置工作，同时通过调整点火提前角使其在最高转速时能够进行限速；（2）使用双面叶片的磁电机转子保证了充分的进风量，使汽油机得到充分冷却，从而可以降低燃油消耗率；（3）缸体扫气道的四通道结构。该结构的实施，促进了燃料的雾化，并能提高扫气效率，提高了燃烧效率。

　　这样，可以用更少的燃料消耗来获得设定的动力输出，并有效的降低了尾气中有害成分的含量，特别是 HC（碳氢化合物）的含量。同时，其燃油消耗率也有较大幅度的降低。通过以上手段，HP23 发动机测试数据与现有发动机对比如下HP23 汽油机与现有汽油机技术对比（表一）HP23 汽油机性能曲线从上述的数据及图标可以看出，HP23 功率已经达到国际同等排量的领先水平。同时排放能够满足严苛的 EPA、欧Ⅴ等法规的要求，重量上也比同等系列发动机轻 10%。

　　2.2 机具传动方面

　　（1）轻量化设计：减小机具杆及传动轴直径，减小齿轮箱体积。

　　新设计φ24 的铝管及φ7 硬轴，齿轮箱采用硬轴加圆弧齿轮的传动方式，着眼于轻量化设计，综合考虑输出转速等因素，计算确定传动比1.46，确定大小圆弧齿数比为 19：13。

　　（2）全新设计传动轴支撑：全新设计 PA66 材质的 5 齿传动轴支撑，传统的传动轴组合组合中，硬轴支撑使用多套粉末冶金材质的含油轴承及橡胶减震套组合，组装工艺流程复杂、成本高。使用整根支撑，组装简便，支撑可靠。尤其重要的是有效地降低了噪声和手把振动。

　　3、整机排放及可靠性的验证

　　3.1 发动机排放数据测定

　　由于 JB/T5135.1-2013《通用小型汽油机技术条件》对小型汽油机燃油消耗率、起动性能、清洁度、噪声限值已有规定，依据 JB/T5115.1-94《小型汽油机产品质量分等质量指标》，故对排量缸径相似的汽油机排放指标、最低燃油消耗率进行比较。（表二）指标名称HP23汽油机1E34F汽油机国内同类产品水平国外同类产品水平HC+NOx ≤50 200 130～220 40～100 排放指标 CO ≤600 600 20～500 50～500最低燃油消耗率(g/kW·h)≤550 ≤740 ≤740 ≤550由表二可以看出：排放指标和燃油消耗率远低于国内同类产品水平，达到国外同类产品水平。

　　3.2 整机振动数据测定

　　利用振动测定仪器，分别连接于手把的左右两侧。对测定的数据分别记录五组数据，用于测定手握处的振动值。当切割附件为绳轮时，左手把振动为 3.5m/s2右手把振动为 3.3m/s2 。切割附件为刀片时，左手把振动为 4.3m/s 2 ，右手把振动为 5m/s2根据《QLHS4623-2011 割灌机型式试验规范》对整机振动进行测定，当发动机排量小于 35mL，振动计权加速度总和应小于等于 15m/s2 。

　　从测试结果可以看出，无论是配戴绳轮还是刀片，都远远小于标准值，操纵更加舒适。

　　4、结论

　　伴随人们对环境保护的意识的提高，各国对以小型汽油机为动力的割灌机的排放要求越来越高。此次同过优化发动机结构，调整机具配置达到排放性能好、振动小、操纵舒适的割灌机，对于提高企业创新能力，扩大市场空间具有极大的促进作用。

　　参考文献

　　[1]吴炎庭，袁卫平，等.内燃机噪声振动与控制[M].北京；机械工业出版社，2005[2]刘簨俊，等.内燃机的排放与控制[M].北京；机械工业出版社，2002[3]吴宗泽，等.机械结构设计[M].北京；机械工业出版社，2006[4]濮良贵，纪明刚，等.机械设计（第八版）[M].北京；高等教育出版社，2006[5]成大先，等.机械设计手册（第四版）[M].北京；化学工业出版社，2002作者简介：

　　刘景成（1990-），男，汉族，山东临沂人，工程师，工学硕士，研究方向，手持式园林工具。