1、南京林业大学本科毕业设计说明书南京林业大学本科毕业设计题 目： 小型背负便携式烟雾机的改良设计 全套图纸，加 153893706学 院：南方学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 号：n090301116 学生姓名：汤英杰 指导教师：张慧春 职 称：副教授 南京林业大学本科毕业设计说明书二 O 一三年 六 月南京林业大学本科毕业设计说明书致 谢本文是在张慧春老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成的。在论文写作期间，从论文的选题、开题报告、文献综述到论文撰写的每一个环节，张老师都给我提供了许多宝贵的资料和珍贵的建议，并且密切关注我的论文进程，不断督促我的论文写作和调整。可以说，我论文的每一次进步，
2、都离不开张老师的辛勤指导，使我能够顺利完成毕业论文的写作。在此致以最深切的谢意和敬意！同时，感谢我的同学们在我的大学生活和论文撰写进程中给予的大力支持，他们才思敏捷，给我提出了许多宝贵的建议，使我受益匪浅，在此深表感谢！最后，感谢我的父母和亲人给予我的支持与无私奉献，谨以此论文先给他们！汤英杰 2013 年 6 月南京林业大学本科毕业设计说明书摘 要目前，我国森林病虫害形势严峻，烟雾载药是防治森林病虫害的一项重要技术。小型烟雾机结构简单、重量轻、操作容易，效率高、用药省，防治成本低，弥漫性好，附着力高，适用于林业树木、农业橡胶树病虫害防治，卫生防疫，具有广阔的应用前景。因此，根据国内外研究的结
3、果，对背负式烟雾机进行改进设计，为研制更完善、性能更稳定的新一代烟雾机作技术准备，对推动烟雾机的推广、应用及烟雾机的设计生产具有现实的指导意义。论文首先对国内外烟雾机的研究现状和发展趋势进行了了解；随后对背负式烟雾机的结构、组成本部分及工作原理进行了深入的分析；接着对小型背负式烟雾机的各个组成部分进行设计，包括起动系统的设计、供油系统的设计、燃烧室-喷管系统的设计、冷却系统的设计和供药系统的设计。随后，根据人机工程学原理，对烟雾机的背带、打气筒手柄进行了改良设计；同时考虑到色彩对人心理产生的影响，对背负式烟雾机的色彩搭配进行分析；并对烟雾机噪声产生的原因进行了分析，在了解噪声来源的基础上提出了
4、切实可行的降噪措施。关键词：背负式；烟雾机；改良设计；人机工程学南京林业大学本科毕业设计说明书The Improved Design of Knapsack FoggerAbstractAt present, the grim situation of forest plant diseases and insect pests, drug-loading smoke is an important technology for the prevention and control of forest diseases and insect pests. Small smoke machine
5、 of simple structure, light weight, easy operation, high efficiency, the dosage, the prevention and control of low cost, good diffuse, high adhesion, is resourceful agricultural rubber trees, pest control, hygiene and epidemic prevention, has broad application prospects. Therefore, according to rese
6、arch results at home and abroad, to the knapsack smoke machine to improve the design, to develop more perfect, more stable performance, technical preparation of a new generation of smoke machine, to promote the popularization of the smoke machine, the application and the design of the smoke machine
7、production is of great realistic significance. Paper first to domestic and foreign research status and development trend of smoke machine to understand; Then the knapsack smoke machine of the structure, composition and working principle of this section makes a deep analysis; Then the small knapsack
8、smoke machine all parts of the design, including the design of the starting system, fuel supply system design, combustion nozzle system design, the design of cooling system and chick system design. Then, according to the principle of ergonomics, straps, smoke machine on the pump handle on the improv
9、ement design. At the same time, considering the color psychological impact on people, analyzing the colour collocation of the knapsack of smoke machine. And analyzes the causes of smoke machine noise, in the understanding of noise sources on the basis of the practical noise reduction measures are pu
10、t forward. Key Word: Knapsack; Fogger; Improved Design;Ergonomics南京林业大学本科毕业设计说明书目 录1 绪论11.1 小型便携式烟雾机的概念及技术思想11.2 国内外烟雾机的研究现状及发展趋势11.2.1 国内外烟雾机的基本类型11.2.2 国外烟雾机研究与发展概况21.2.3 国内烟雾机研究与发展概况.4 1.2.4 国内外烟雾机性能、结构特点比较61.3 本文主要研究内容72 小型背负便携式烟雾机的整体结构设计82.1 背负式烟雾机的整体分析82.1.1 背负式烟雾机的主要参数82.1.2 背负式烟雾机的性能特点82.1.3
11、 背负式烟雾机的外观造型分析92.2 背负式烟雾机的构成简介92.2.1 背负式烟雾机的组成.102.2.2 背负式烟雾机的工作原理.122.3 本章小结.133 小型背负式烟雾机的各组成部分设计.143.1 烟雾机起动系统的设计.143.1.1 气泵的确定.143.1.2 蓄电池的选用与安装.143.2 气泵起动方式.163.3 供油系统设计.163.3.1 油箱的设计.173.3.2 化油器的结构.183.4 燃烧室-喷管系统的设计193.4.1 燃烧室的尺寸和结构设计.19南京林业大学本科毕业设计说明书3.4.2 喷管结构分析的设计.203.5 冷却系统的设计.223.6 供药系统的设计
12、.243.6.1 药箱的设计.24 3.6.2 药剂开关的设计.253.7 本章小结.254 小型背负便携式烟雾机的改良设计.264.1 打气筒手柄的改良设计.264.2 背负式烟雾机的色彩搭配分析.274.3 背带的改良设计304.4 背负式烟雾机的噪声控制.314.4.1 噪声产生的危害.314.4.2 背负式烟雾机产生噪声的原因分析.334.4.3 降噪措施分析.334.5 本章小结.365 主要研究结论及进一步研究建议.375.1 主要研究结论375.2 展望37参考文献.38附录.40南京林业大学本科毕业设计说明书11 绪论据不完全统计，中国森林病虫害的发生面积 20 世纪 50 年
13、代为 100 万hm2，60 年代为 140 万 hm2，到了 90 年代上升至 1100 万 hm2，平均年递增 25%，每年因森林病虫害造成的经济损失达 50 多亿元。全国森林病虫害的发生面积占总森林面积的 8.2%，占人工林面积的 23.7%，已成为制约中国林业可持续发展的重要因素之一 1。烟雾机是一种新型的、高效快速化学防治病虫害机械，它在森林病虫害防治中具有十分重要的作用。因此，烟雾机的研究与发展对我国植保机械和森林病虫害防治技术具有重大的推动作用。1.1 小型便携式烟雾机的概念及技术思想便携式烟雾机是一种新型的、高效快速化学防治病虫害机械。烟雾机通过烟雾发生装置，将农药制剂雾化成烟
14、雾，这种烟雾雾滴直径一般小于 50m，非常细小，可充满在一定的空间内，能较长久地悬浮在空气中，非常均匀地扩散弥漫到作物的枝叶中去，深入到一般喷雾的雾滴或喷粉的粉粒所不能到达的空隙地方，通过触杀和熏蒸作用消灭病虫害。尤其在防治高大马尾松林松毛虫，橡胶林及地形复杂，山高坡陡、人行困难地区是其他植保器械无可替代的。采用烟雾载药技术防治病虫害，具有功效高、用药经济、使用方便等特点。烟雾机结构简单、重量轻、操作容易，具有广阔的应用前景。其中以脉冲式喷气发动机为动力的脉冲式喷气烟雾机结构简单、振动小、热效率高，十分适合用于进行森林病虫害防治 2。1.2 国内外烟雾机的研究现状及发展趋势1.2.1 国内外烟
15、雾机的基本类型根据雾化温度的不同，烟雾机可分为常温烟雾机和热力烟雾机两大类。常温烟雾机是利用压缩空气和气力喷头，在常温下使药液雾化，主要由喷头、药箱、空气压缩机、电动机、小型汽油机、发电机组及风机组成 13。常温烟雾机采用的是气力雾化方式，主要用于温室病虫害防治或增湿，具有药液喷洒均匀、扩散均匀；药液附着能力好；省水、省药；不受农药剂型限制；操作南京林业大学本科毕业设计说明书2简单，可进行定时、定量喷洒等优点。特别适用于养鸡场、蚕场、食用菌养殖场的整体消毒。常温烟雾机的主要缺点就是体积大，只适用于室内。热烟雾机是利用燃烧所产生的高温气体的热能和高速气体的动能，使药剂受热而迅速裂解挥发，雾化成细
16、小雾滴，随自然气流漂移渗透到作物上。热烟雾机主要分为废气加热式、电加热式、脉冲喷气发动机加热式、燃气直接加热喷射式四种。(1)废气加热式烟雾机利用发动机排出的废气的热量加热药液，使其形成烟雾排出。其结构是在汽油机排气管上加一个烟化器附件构成的烟雾机，将烟剂通过绕排气管外周的螺旋管预加热后再送到排气管出口，利用排气高温使药剂汽化，并被高速燃气带到大气中，冷凝形成烟雾。由于螺旋输药管易堵塞，排气管温度较低，烟化效果不好，烟量也不够大，加之重量大未能得到推广使用 8。(2)电加热式烟雾机体积小、重量轻，但喷烟量小，适用于室内体积不大且有电源的地方。(3)脉冲式烟雾机利用单缸脉冲式发动机雾化嘴处空气与
17、汽油的雾化气体进入燃烧室，由火花塞点燃爆炸产生高温、高压、高速燃气与药剂箱借助燃烧室爆炸时的反馈气流充气增压压出的油溶性药剂在尾喷管处相遇产生烟雾，喷至空间形成。高效能脉冲式烟雾机应容易起动，工作可靠，并具有足够高的热能和功能输出 7。(4）燃气直接加热喷射式烟雾机由丁烷气罐，螺旋管道，防护网组成。体积小，原理与废气加热式烟雾机相似，但对螺旋管道是丁烷气燃烧火焰直接加热。1.2.2 国外烟雾机研究与发展概况苏联是最早研制烟雾机的国家，他们在 1949 年就开始把烟雾法应用在农业上，半个世纪来已创造和试验了许多种型式的烟雾机。苏联的烟雾机与其它的植保机械一样以大型动力为主，小型的，手提背负式较少
18、；有 AIIT-1 型烟雾机外形尺寸为 2150700700(mm)、净重 75kg，工作时重 275kg 喷幅达 50-100m，有可装在二轮手推车上的 AAII-0.5 型、AAII-0.5米克隆型脉冲烟雾机，也有装在 TIIT-40 型拖拉机、 T-16 型自走底盘和 IIT14 型拖拉机牵引的南京林业大学本科毕业设计说明书3拖车上的 JIATO 型烟雾机和 AT-YII-2 型烟雾机，后一种型号为增压燃烧式烟雾机，装有 8 马力的 YII-2 型汽油发动机和只 RA3-200 型空气压缩机，发动机与空气压缩机间采用软性联接。压缩机通过两层滤网吸入空气，以将近 2 个大气压的压力经汽油喷
19、嘴送至燃烧室，经过汽油喷嘴时将汽油吸出雾化。雾化混合气由磁电机的火花塞点燃，燃烧的高温气体以 250-300m/s 速度通过喉管将药液吸出，并使其形成细滴，在高温作用下液滴蒸发成烟雾，这种型号烟雾机所形成的烟雾微粒大，穿透力强，喷幅大。西德是 1968 年由 Karl-Heinz Stahl 博士与他儿子 Werner 创立 Puls FOG 烟雾机制造公司，从 1972 年开始大批量生产销往欧洲及东南亚各国。西德凭借雄厚的植保机械的技术力量，生产的烟雾机目前在世界上处于领先地位，他们生产有多种型号的烟雾机，有热力烟雾机，也有常温烟雾机有多个尾喷管的烟雾机，也有迷你型电动烟雾机。德国是世界上生
20、产和应用烟雾机比较早的国家，主要生产脉冲式烟雾机。如 IGEBA 公司的“金枪牌 ”手提 TF-35 型热烟雾机等，MOTAN 公司的 Swing FOG 系列烟雾机，Dr StahlSohn GmbHCo.KG 公司的 Puls FOG 系列烟雾机，如 K2G、K10G 等 11。 如图 1-1 所示为 Plus FOG K2G 型烟雾机。图 1-1 Plus FOG K2G 型烟雾机日本是世界上植保机械较发达的国家之一，烟雾机生产与其它的植保机械一样以小型、手提肩背式为主。1975 年日本农业机械化研究所开始研制烟雾机，到了 80 年代，己经有许多植保机械厂生产如丸山制作所生产的 LVM7
21、50 型、LVM75OV 型、LVM220 型、LVE2300 型、LVE350O 型、LVE400O 型热力烟雾机，丸山 LVM-751 型常温烟雾机，家庭、病房进行消毒的干燥烟雾 MHF20南京林业大学本科毕业设计说明书4召型烟雾机，及有光株式会社生产的有光 LVH-78 常温烟雾机，还有共立 KLM一 801MF、奥林匹亚 TLS-205、露萍 FR-60 型常温烟雾机等。日本的常温烟雾机采用下述三种方式输送烟雾。(1)轴流风机式、风动机用电动机驱动，作业时整机置于温室内部。(2)离心风机式，多用于无电地区，由小型汽油发电机组发电来驱动风机，为避免排气污染，常放在温室外部。(3)压缩空气
22、式，只用大排量空气压缩机而不用风机、整机小巧，便于移动，适用于小型温室。英国对烟雾机也有所研究，并且他们一直在继续着这项工作，继生产出手提式斯威梅格和 Joydon 公司的 SN11 型手提式烟雾机后，Unifog 有限公司在1980 年研制成一种最新的，最先进的 Unifog100 型烟雾机，这种烟雾机的一切可移动的部分均封闭在箱子里，雾滴通过调节喷头加以控制，范围在 0.2-200m，动力为 11 马力汽油机，每小时可喷出 150-360 l 药液。早在第二次世界大战期间，美国即在汽车上安装废气余热式发烟装置，用于战地防治蚊、蝇等卫生害虫。到了 50 年代，TIFA 公司生产的烟雾机，从小
23、型的手提式到大型的车载式都有。GURTIS 和 LONDON 公司也是生产烟雾机的大型公司，而 GURTIS 公司主要生产脉冲式烟雾机，已形成一个较完整的系列，如 DynaFOG 系列有 Golden Eagle、Trailblazer 、Superhawk、Blackhawk、Mister MAX、 Mister、Silver Cloud 等牌子的烟雾机，这些公司的产品绝大多数销往卫生防疫部门 12。其它国家还有波兰在 1976 年也生产了 Pulsophy 肩背式烟雾机、喷药量每小时 0-30l，加拿大生产有 DH-180 型烟雾机。1.2.3 国内烟雾机研究与发展概况我国的植保机械于 2
24、0 世纪 50 年代开始发展，由于起步较晚，我国的植保机械和施药技术与农业发达国家相比还存在较大差距 5。我国目前研究和应用于卫生消杀的热烟雾机有三种。我国从 20 世纪 50 年代末开始研制脉冲式烟雾机。1958 年试制了一批双轮手推式喷粉、喷雾、喷烟三用机；1959 年仿德国 Swing FOG 手提式小型烟雾机，研制生产了 YT-5 型手提式烟雾机；70 年代，我国研制成 3Y-10 型烟雾机，主要用于林业防治松毛虫，但因制造质量较差、起动困难等原因，久也就停产了。1985 年和 1986 年，浙江省林业科学研究所、南京农业机械化研究所参照西德南京林业大学本科毕业设计说明书5K2G、K1
25、0G 型烟雾机，分别研制出 3Y-35 型手提式烟雾机和 3YD-8 型背负式烟雾机。这两种烟雾机的研制成功，使我国烟雾机的研究上了一个新的台阶，生产上也形成了一定批量，但由于机器的工作可靠性不甚理想，因而未能在生产中得到比较广泛的推广和应用。如图所示，图 1-2 为 3Y-35 型脉冲烟雾机，图 1-3 为 3YD-8 型烟雾机。图 1-2 3Y-35 型脉冲烟雾机图 1-3 3YD-8 型烟雾机1991-1994 年，由南京林业大学主持、浙江省林业科学研究所、南京农业机械化研究所、南通广益机电有限公司参加完成的林业部攻关项目“森林病虫害烟雾载药防治技术及设备的研究” ，对脉冲喷气发动机的理
26、论和试验进行了深入的研究，研制出新型 6HY-25 型系列脉冲式烟雾机，解决了起动和工作稳定性的问题，具有结构简单、重量轻、起动容易、操作简单、热效率高、可靠性高等显著优点， 1994 年后，南京林业大学和南通广益机电有限公司继续合作，在面向市场进行推广的同时，广泛听取用户意见和建议，不断地改进和提高产品的质量和性能，使烟雾机的稳定性、可靠性得到了大幅度提高。南京林业大学本科毕业设计说明书62001 年南通广益机电有限公司和南京林业大学共同承担了江苏省“十五”科技攻关项目“小型脉冲式热烟雾机研制” ，并于 2003 年通过了江苏省科技厅主持的科技成果鉴定，解决了小型化的全部技术问题，重量仅在
27、5-7 kg 之间。现在脉冲式热烟雾机，已形成小型和中型近 10 多个型号品种 8。如图所示，图1-4 为 6HYC-25A(W)型手提式烟雾机，图 1-5 为 6HYB-25B(W)型背负式烟雾机。图 1-4 6HYC-25A(W)型手提式烟雾机图 1-5 6HYB-25B(W)型背负式弯管烟雾机南京林业大学本科毕业设计说明书71.2.4 国内外烟雾机性能、结构特点比较从技术指标方面看，我国6HY-25烟雾机与美、德烟雾机相比，整机技术参数、外形尺寸、喷量、油箱、药箱容量及空机重等大体相近，说明国产产品与国外产品在技术参数上是基本一致的。另外，从起动电源来看，国产高压发生装置已超过国外水平；
28、从使用起动性来看，由于供油方式、起动方式不一致，各有特色，总体来看，国产烟雾机起动性与国外一致，甚至略好。从结构特点和性能方面比较，目前，脉冲式烟雾机从结构上来看，主要表现在供油系统的差异。德国脉冲式烟雾机采用增压供油系统，储气平衡式化油器，无供油单向阀，手动打气起动。这种供油系统比较稳定、可靠，但对油面与化油器位置要求很高，工作中随油位降低，供油量稍有变化会产生供油过量或不足的现象。国产脉冲式烟雾机采用自吸供油系统，普通化油器，有供油单向阀，手动打气起动。这种供油系统最大特点式起动性好，工作时供油比较稳定，但供油单向阀的状态对工作稳定性影响较大。目前，我国烟雾机还存在工作稳定性较差的问题，若
29、能得出脉冲式喷气发动机的工作压力、流速、温度等参数对烟雾机的雾化性能和工作稳定性的影响，将对推动烟雾机的推广应用及烟雾机的更新换代设计生产具有非常现实的知道意义 9。1.3 本文主要研究内容小型烟雾机结构简单、重量轻、操作容易，效率高、用药省，防治成本低，弥漫性好，附着力高，适用于林业树木、农业橡胶树病虫害防治，卫生防疫（学校、宾馆等高度密集场所、菜场、垃圾场、下水道、仓库、船舱等处消杀)4。具有广阔的应用前景。本文首先对现有的小型背负式烟雾机进行测绘,根据测绘结果分别设计背负式烟雾机的各个组成部分，包括燃烧系统、冷却系统、供油系统、起动系统和供药系统。同时，在保持现有小型背负式烟雾机基本型式
30、不变的基础上重新设计外观，使其结构精巧合理，造型优美简捷轻巧，线条流畅；并创新性的对烟雾机的打气筒手柄、被带和烟雾机的支撑底座等部分结构进行改良设计，使其在作业时更符合人机工程学。南京林业大学本科毕业设计说明书82 小型背负式烟雾机的整体结构设计2.1 背负式烟雾机的整体分析2.1.1 背负式烟雾机的主要参数背负式烟雾机的主要参数，见表 2-1。表 2-1 背负式烟雾机的主要参数背负式烟雾机各项指标 参数型号 6HYB-25B（W)外形尺寸 940380580mm药箱容积 6L油箱容积 1.2L喷药量 额定 25L/h，最大 42L/h重量 12kg油耗 2.0L/h电源 3V DC(两节一号
31、电)启动方式 手动（可加装电启动）2.1.2 背负式烟雾机的性能特点6HYB-25B(W)型背负式烟雾机是以脉冲式喷气发动机为动力，利用其尾气的热能和动能把油性药物汽化后喷出成烟雾状而达到良好防治病虫害效果的新型超低容量喷雾设备。该机发动机采用增压平衡式原理，竖直向下和垂直向上任意角度倾斜不熄火，工作状态非常稳定；采用点火棒点火，比火花塞点火更可靠、更易启动；通过脉冲放电点燃进入燃烧室的混合可燃气体（汽油和空气的混合气体） ，产生100次/秒的燃烧爆炸频率，爆炸产生的热气流高速喷出汽化并喷施药物。同时利用自身的爆炸余压来支持工作时的气压动态平衡，使机器连续稳定地运作。 该机工作效率高，重量轻，
32、操作方便，适用范围广；其施放的烟雾粒径小,有极好的穿透性、弥漫性和附着性,抗雨水冲刷能力强；烟雾扩散和上升达到的南京林业大学本科毕业设计说明书9防治高度和广度优于其它机型,可获得理想的防治效果。特别适合在橡胶林、森林等地形复杂、交通不便和其他地面机械无法作业的地方使用。在仓库、塑料大棚、城市公共卫生的消毒、灭菌防疫等方面使用也极为优越。除此之外，该机还具有以下特点：（1）效率高、用药省，防治成本低，弥漫性好、附着力高；（2）采用专利结构集成式金属模压铸化油器、结构精巧合理，性能稳定可靠；（3）设计了高可靠性供油单向球阀和新型金属增压单向阀；（4）关药、泄压融为一体，操作更加安全；（5）金属管替
33、代橡胶管；（6）造型优美简捷轻巧，线条流畅，操作方便 ；（7）不锈钢防护罩，保证操作人员安全。2.1.3 背负式烟雾机的外观造型分析6HYB-25B(W)型烟雾机为背负式弯管烟雾机，这就导致了 6HYB-25B(W)型烟雾机在造型上存在一个很大的缺点。弯管式的外形尺寸为940mm380mm580mm,在运输烟雾机时，这占据了很大的空间；如果拆掉喷药管可使外型尺寸缩为 650mm380mm400mm，但这又带来一个新的问题就是细而长的喷药管在不工作、包装运输时能否拆卸的问题。从外形美观、运输、占用空间角度来讲,最好是可拆卸的，拆下喷药管的机身看起来比例更均衡，运输时可节省空间 50%左右，尤其是
34、对于弯管式拆下喷药管后更易包装、运输。但是从技术角度来讲拆卸式的必将使机器易于损坏，增加了返修率,同时也就提高了成本，这又是不可取的。虽然现有产品是采用不可拆卸式的，但在今后的产品改型时应考虑如何改进技术，使外形更美观，占用空间尽量小。在 6HYB-25B(W)机型中，为了增加机器与人体背部的接触面积，使受力均匀，避免棱角对身体的磕碰，将药箱和油箱一体结构设计成与人体背部曲线相吻合的曲面造型，这不仅使外形更加美观，更重要的是使人机工作关系更协调，使人在工作中更舒适、安全。打气筒手柄及手轮的外形设计也充分考虑了造型设计中操纵器设计的要求：即方便操作和着力。在造型时完全依据手的生理特点来设计。同时
35、，6HYB-25B(W)烟雾机中增加了不锈钢防护罩，以保证操作人员的安全。南京林业大学本科毕业设计说明书102.2 背负式烟雾机的构成简介2.2.1 背负式烟雾机的组成背负式烟雾机主要由脉冲式喷气发动机和供药系统两大部分组成。脉冲式喷气发动机主要由燃烧系统、冷却系统、供油系统及起动系统组成。燃烧系统主要由燃烧室、喷管组成；冷却系统包括前后冷却管和导风罩等；供油系统包括油箱、化油器、油管、供油单向阀等；起动系统包括供气和点火两个部分，供气部分由打气筒、三通阀和吹气管组成，点火部分包括电池、点火器、开关及火花塞等。供药系统由药剂箱、过滤器、充气管、出药管、药剂开关、药剂喷嘴等组成。其构造及外型图见
36、图 2-1。图 2-1 烟雾机外型图1 供油系统 2 点火系统 3 燃烧室 4 起动系统 5 供药系统 6 喷管如图所示，图 2-2 为背负式烟雾机的总装配图，图 2-3 为背负式烟雾机效果图。南京林业大学本科毕业设计说明书11图 2-2 背负式烟雾机总装配图图 2-3 背负式烟雾机效果图南京林业大学本科毕业设计说明书122.2.2 背负式烟雾机的工作原理烟雾机的起动：先将电器开关打开，使火花塞处在连续高压点火状态，再抽压打气筒，压缩空气经起动单向阀进入三通阀，三通阀将其分成两路：一路直通出油阀组件，将油箱中的燃油压人输油管路中，燃油经供油单向阀、燃油喷嘴喷入化油器内；另一路经其中的单向阀、进
37、气管，冲人化油器体内。进入化油器的气流与炼油在化油器喉口处混合，形成燃油混合气。燃油混合气流经火花塞时被点燃，流到燃烧室后迅速完全燃烧并产生爆炸。此时，燃烧室及化油器内气压迅速升高。同时，化油器的进气膜片及供油单向阀分别将进气路与进油路关闭。燃烧室内的高温高压气体，以每秒一百多的速度迅速经喷管喷出，形成一个脉冲（即工作循环） 。正常工作循环：当高温高速气体快要排完的时候，由于气流的惯性作用，燃烧室和化油器内生产一定的负压 11。在空气负压的作用下进气阀片将进气口打开，新鲜空气迅速流经化油器进入燃烧室；与此同时，供油单向阀亦被吸开，燃油迅速喷入化油器，与进气混合，再次形成燃油混合气气流。燃油混合
38、气进入燃烧室后，与前一循环残留的废气混合。同时残留的废气中的余火将混合气点燃，混合气再次燃烧爆炸，并以同样的方式迅速经喷管喷出，再次形成一个脉冲（工作循环） 。脉冲式喷气发动机就这样，按进气燃烧排气的循环过程，一个脉冲接一个脉冲地循环工作。脉冲式喷气发动机的作功方式为：当发动机工作时，化油器内能产生一250 毫米水柱的静压。将此压力通过一引压管经增压单向阀、药路开关引入药箱，加在药剂液面上。同时，喷管中的高速、高温气流在经过药剂喷嘴处时，产生一定的负压（即引射现象） 。药剂在此两种压差的迫使下，通过输药管经药剂喷嘴喷入发动机喷管。在喷管中的高速、高温气流作用下，药剂中的烟雾剂蒸发膨胀，将药剂冲
39、碎成直径小于 50 微米的烟雾粒。烟雾粒随气流从喷管喷出，并迅速扩散弥漫成烟雾。当防治或处理对象接触到烟雾时即被雾粒充分覆盖，达到杀虫治病的防治效果。工作原理可概括为，采用火箭动力原理，是一种以平衡增压式化油器为动力源施放烟雾的机械：用打气筒打气给油箱压力汽油进入化油器雾化雾化的汽油在燃烧室爆炸加热护管爆炸的热量使药液形成烟雾。烟雾机工作南京林业大学本科毕业设计说明书13原理图见图2-4。图2-4 烟雾机原理图1出油阀组件 2油箱 3供油单向阀 4火花塞 5增压单向阀 6电源 7高压发生器 8电器开关 9燃烧室喷管10药剂喷嘴 11三通阀 12打气筒 13药路开关 14药箱 15化油器2.3本
40、章小结本章首先对背负式烟雾机做出了整体分析，主要从背负式烟雾机的主要参数、性能特点和外观造型三个方面去分析背负式烟雾机；随后对背负式烟雾机的各个组成部分(燃烧系统、冷却系统、供油系统、起动系统和供药系统）作出简单的介绍。同时，详细地描述了背负式烟雾机工作是的原理。南京林业大学本科毕业设计说明书143小型背负式烟雾机的各组成部分设计3.1烟雾机起动系统的设计3.1.1气泵的确定气泵是烟雾机起动系统的重要组成部分，主要起压缩空气的作用。如图所示，图3-1为打气筒手柄外观图，图3-2为打气筒结构尺寸设计示意图。图3-1 打气筒外观图图3-2 打气筒结构和尺寸设计示意图3.1.2蓄电池的选用与安装蓄电
41、池的选用与安装属于烟雾机起动系统中的点火部分。点火系统的功用是产生高压电火花，适时地点燃气缸中的可燃混合气，使汽油机工作。烟雾机的可燃混合气是由火花塞产生的电火花点燃的，要使火花塞两电极间的间隙被击穿而产生电火花，其击穿而产生点火花。一次，要求点火系能按照点火次序，在一定是可供给火花塞足够能量的高压电，产生电火花点燃可燃混合气。蓄电池点火系由蓄电池或发电机供给低压直流电，通过点火线圈和断南京林业大学本科毕业设计说明书15电器将低压电变成高压电，再有配电器分配到相应的气缸的火花塞点火。本文设计的背负式烟雾机采用蓄电池点火方式，蓄电池为两节一号电（3V） ，安装在烟雾机的底座部分。如图所示，图3-
42、3为烟雾机电池安装位置，图3-4为点火器开关，图3-5为火花塞。图3-3 烟雾机电池的安装位置图3-4 点火器开关南京林业大学本科毕业设计说明书16图3-5 火花塞3.2气泵起动方式起动系用于发动机起动时使化油器产生一定空气/燃油混合比的混合气。它由打气筒(气泵)、单向阀，三通阀及导管等组成。打气筒产生一定流量和压力的压缩空气。打气筒前方安装单向阀是为了防止气筒中的活塞(皮碗)在返回行程时将油箱中的油吸入气筒中。三通阀起着分配压缩空气及限制气流流量和压力的作用。它的一个接头与打气筒相通，一个接头接油箱出油阀上的 U 形管。该路接头中有一个小量孔，用以限定流经此支路的压缩空气量。另一个接头形似供
43、油单向阀与化油器盖上的进气支管相接。使用时应保证三通阀气路通畅。孔道堵塞，气路不通，发动机就不能起动。3.3供油系统的设计脉冲喷气式发动机是利用汽油燃烧来提供动力和动能输出的，因此，它的南京林业大学本科毕业设计说明书17燃油供给系统由燃料供应和混合气形成装置两部分组成。 （一）燃油供应部分：由油箱、滤清器、油管、汽油泵等组成。小型汽油机的油箱一般高于化油器以便以重力向化油器供油，不需设置汽油泵。在油箱加油口和出油口处设置滤网或沉淀杯以滤去汽油中的杂质。大型汽油机专门设有沉淀杯和燃油滤清器，设在油箱和汽油泵之间。一般在中、大型汽油机上菜设置汽油泵，其作用是将汽油从油箱吸出。克服油管管道和滤清器的
44、阻力，以一定的压力连续地向化油器输送足够量的汽油。 （二）混合气形成装置：要使混合气在极短时间内形成。必须先将汽油雾化成极微小的油滴，这样便大大增大了蒸发表面积，促使汽油迅速汽化。这个过程在化油器式汽油机上是在化油器中完成的。雾化了的汽油在化油器内与被吸入的空气进一步混合，形成均匀的混合气。3.3.1化油器的结构化油器是供油系统中最重要的装置，对汽油机的动力性、经济性均有直接影。化油器提供给发动机工作所需的燃油混合气，由化油器盖（上有进气孔） 、进气膜片、气阀挡板、进气管、化油器体、燃油喷嘴和油针阀等组成，其结构见图3-1。气阀挡板和化油器盖之间构成2毫米宽的进气间隙带，当发动机工作时，空气由
45、化油器盖上的进气孔，经此通道进入化油器腔内。空气在化油器内腔喉口处产生负压，从而将燃油从燃油箱内经主量孔吸入化油器内腔。同时进入化油器的燃油形成伞状，与空气充分混合，形成燃油混合气。化油器的油量靠调节油针与油针座的配合间隙来完成。此两者的外形与配合方式，直接影响到发动机的燃油消耗率及化油器的寿命。如图所示，图3-6为化油器实体图，图3-7为化油器构造图。南京林业大学本科毕业设计说明书18图3-6 化油器图3-7 化油器构造1油针阀 2弹簧 3燃油喷嘴 4化油器盖 5化油器体3.3.2油箱的设计背负式烟雾机的油箱的主要用途室储存汽油，同时还起着散热、分离油液南京林业大学本科毕业设计说明书19中的
46、气泡、沉淀杂质等作用。如图3-8所示，为烟雾机油箱的外观图。烟雾机油箱的尺寸为80mm40mm395mm，油箱容积为1.2升，油箱整体采用不锈钢材质，使用热处理工艺加工。图3-9为油箱的尺寸设计图。图3-8 油箱的外观图图3-9 油箱的尺寸设计图3.4燃烧室-喷管系统的设计燃烧室一喷管：它是发动机的主要部件，汽油和空气组成的混合气在燃烧室中燃烧，产生高速、高温燃气由喷管排出。燃烧室和喷管长度及出口直径对发动机的工作性能影响很大，工作时应注意保持内部通畅，经常除去内表面积炭。喷管前部焊有药喷咀座。在燃烧室侧面的进气管上焊有火花塞座。3.4.1 燃烧室的尺寸和结构设计燃烧室由进气管、柱部和锥部组成
47、，进气管与化油器相接，进气管的结构和尺寸主要影响发动机的起动性能，进气管上装有火花塞，起动时，一定空燃比的混合气由化油器经火花塞，被火花塞产生的高压电弧点燃。并在向柱部流动中火焰锋面不断扩大.进气管直径应较化油器出口内径大 3。南京林业大学本科毕业设计说明书20燃烧室尺寸和结构设计如下图3-10所示图3-10 燃烧室结构示意图1燃烧室柱部 2进气管 3火花塞座 4燃烧室锥部如图所示，燃烧室柱部长103mm,直径42mm；燃烧室锥部长150mm,锥部开口直径24mm；进气管直径24mm；燃烧室总长为253mm。3.4.2 喷管结构分析的设计喷气式发动机喷管的作用是使燃气在喷管进口处所具有的热焙的
48、一部分转变成燃气运动方向的动能。伴随着这种能量的转变，燃气压力减小，比容增加，在脉冲喷气式发动机中混合气的燃烧一直延续到喷管中。喷管尺寸和结构设计如下图3-11所示，喷管结构示意图如图3-12所示。南京林业大学本科毕业设计说明书21图3-11 喷管结构示意图1喷管 2药剂喷嘴图3-12 燃烧室-喷管结构示意图南京林业大学本科毕业设计说明书223.5冷却系统的设计烟雾机中冷却系的作用及时带走燃烧室-喷管所产生的热量，并散发到大气中区，维持喷气式发动机在适宜的温度范围内工作。在背负式烟雾机中的冷却系主要由两部分组成：冷却管和燃烧室底部的散热孔和保护罩构成，起着降低燃烧室-喷管壁面温度和格开高温管壁，保护人体的功能。如图所示，图3-13为冷却管实体图，图3-14为冷却管结构示意图，图3-15为烟雾机散热孔，图3-16为烟雾机保护罩。图3-13 冷却管 图3-14冷却管结构示图 南京林业大学本科毕业设计说明书23图3-15 烟雾机散热孔位置图3-16 烟雾机保护罩
