紅興隆北雁現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)
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第8章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)收藏
第8章 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)
8.1 冷卻系統(tǒng)的作用及類型
8.1.1 冷卻系統(tǒng)的作用
保證發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度范圍內(nèi)工作（水冷式壓力循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)80℃～90℃；蒸發(fā)式水冷式100℃）。
溫度過高，破獲零件正常配合間隙，導(dǎo)致活塞“咬缸”、軸瓦“抱軸”、柴油機(jī)因柱塞卡死而“飛車”等嚴(yán)重事故；還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程惡化，容易產(chǎn)生爆燃；零部件的機(jī)械強(qiáng)度下降；機(jī)油變質(zhì)，潤(rùn)滑不良，零件磨損加劇等。**終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性及排放性能的全面下降。
發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過低，起動(dòng)困難；發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴；散熱損失及摩擦損失增加；零件磨損加??； CO及HC排放增加等；導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降及燃油消耗率增加。
8.1.2冷卻系的類型
1.水冷：以冷卻液為冷卻介質(zhì)（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用水冷）。
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1-火花塞 2-氣缸蓋散熱片 3-缸體散熱片 4-活塞 5-氣缸導(dǎo)流罩 6-風(fēng)扇及皮帶輪 |
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圖8-2 |
蒸發(fā)循環(huán)水冷：利用水的溫度差使冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)中循環(huán)流動(dòng)。
2.風(fēng)冷：以空氣為冷卻介質(zhì)(鋁合金氣缸體和氣缸蓋，表面均布了散熱片。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、故障少、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但冷卻不可靠，汽車上很少使用。
8.1.3 冷卻液
汽車常用的冷卻液有水及加有防凍劑的防凍液。
1. 水冷卻液 指直接用水作冷卻液，它具有簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)。但水沸點(diǎn)低，易蒸發(fā)，需經(jīng)常添加。而且不宜添加河水、井水等含礦物質(zhì)的水，以免產(chǎn)生水垢，影響冷卻系散熱不良。要求添加雨水、雪水或離子交換水，給冷卻水添加造成困難。更應(yīng)值得注意的是水在嚴(yán)寒冬季易結(jié)冰，需放水過夜，否則會(huì)使造成結(jié)冰時(shí)體積膨脹，脹裂機(jī)體、氣缸蓋的嚴(yán)重事故。
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圖8-1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系組成（本田轎車）
1-散熱器 2-散熱器蓋 3-散熱器進(jìn)水軟管 4-補(bǔ)償水桶 5-電動(dòng)風(fēng)扇 6-散熱器出水軟管 7-暖風(fēng)機(jī)進(jìn)水軟管 8-水閥 9-節(jié)溫器10-旁通閥 11-暖風(fēng)機(jī) 12-暖風(fēng)機(jī)出水軟管13-旁通管 14-熱氣排氣口 15-冷卻水泵 16-機(jī)油冷凝器 17-連接管 |
專用冷卻液一般呈深綠色或深紅色，有一定的毒性，使用時(shí)應(yīng)注意。發(fā)現(xiàn)冷卻液泄漏應(yīng)及時(shí)檢查添加。
8.2 強(qiáng)制循環(huán)水冷卻系的基本組成
主要由散熱器、百葉窗、冷卻風(fēng)扇、冷卻水泵、節(jié)溫器、水溫傳感器、補(bǔ)償水桶、循環(huán)水路及其它附屬裝置等組成（圖8－1）。
8.2.1 散熱器
1. 散熱器的功用：散熱。冷卻液經(jīng)過散熱器后，其溫度可降低10～15℃。一般用銅或鋁制成，在散熱器后面裝有風(fēng)扇與散熱器配合工作。
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1-散熱器蓋 2-上水室 3-散熱器進(jìn)水管 4-散熱器芯 5-冷卻管 6-散熱片 7-散熱器出水管 8-下水室 9-放水開關(guān) |
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圖8-4 散熱器芯的結(jié)構(gòu)
a）管片式 b）管帶式 c）板式
1-冷卻管 2-散熱片 3-散熱帶 4-縫孔 |
散熱器芯:由許多冷卻管5和散熱片6組成。散熱器芯的構(gòu)造形式有多種，常用的有管片式、管帶式和板式三種（圖8－4）。
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圖8-5 壓力式散熱器蓋
a）壓力閥打開狀態(tài) b）真空閥打開狀態(tài)
1-溢流管 2-加壓蓋 3-壓力閥彈簧 4-壓力閥 5-真空閥彈簧 6-真空閥 |
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當(dāng)冷卻系內(nèi)溫度升高，蒸氣壓力升高到一定值時(shí)，壓力閥彈簧受壓縮，打開閥門，以防止散熱器脹裂；使冷卻系內(nèi)壓力稍高于大氣壓力(一般超過大氣壓26%～37%)，從而可提高冷卻液沸點(diǎn)。
當(dāng)散熱器內(nèi)的壓力繼續(xù)降低，超過某一值時(shí)，真空閥開啟，使外部空氣進(jìn)入散熱器，以防止散熱器內(nèi)產(chǎn)生真空。
儲(chǔ)水罐:現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用（圖8－1）。儲(chǔ)水罐的上方有一根軟管通大氣，另一根軟管與散熱器的溢流管相連。當(dāng)散熱器內(nèi)蒸汽壓力升高到某一值時(shí)，其蓋上的壓力閥打開，冷卻液通過壓力閥和溢流管進(jìn)入儲(chǔ)水罐；當(dāng)溫度下降時(shí)，冷卻液又從儲(chǔ)水罐通過真空閥流回散熱器內(nèi)部。這樣就可以防止冷卻液的損失。同時(shí)，還可以消除冷卻系統(tǒng)中的氣泡，避免氣泡影響傳熱和腐蝕金屬。儲(chǔ)水罐內(nèi)部有兩條液面高度標(biāo)記線，液面高度應(yīng)位于兩條標(biāo)記線之間，冷卻液不足應(yīng)及時(shí)添加。
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圖8-6 |
百葉窗可由駕駛員通過駕駛室內(nèi)的手柄來操縱其開閉，也可用感溫器自動(dòng)控制。圖8－6是貨車上使用的散熱器百葉窗的自動(dòng)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的感溫器2安裝在散熱器進(jìn)水管上，用來感受來自發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液溫度。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)或暖機(jī)期間，百葉窗關(guān)閉。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度后，感溫器打開空氣閥，使制動(dòng)空氣壓縮機(jī)3產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)入空氣缸，并推動(dòng)空氣缸內(nèi)的活塞連同調(diào)整桿5一起下降，帶動(dòng)杠桿使百葉窗9開啟。
8.2.2 冷卻風(fēng)扇
1. 冷卻風(fēng)扇的功用:吸進(jìn)空氣，加速冷卻液的冷卻。
2. 冷卻風(fēng)扇的構(gòu)造:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系多采用低壓頭、大風(fēng)量、高效率的軸流式風(fēng)扇，即風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸的軸線方向流動(dòng)。在風(fēng)扇外圍設(shè)有導(dǎo)風(fēng)罩3（圖8－7），使風(fēng)扇4吸進(jìn)的空氣全部通過散熱器1，以提高風(fēng)扇效率。
風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制：發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速高一些；反之，低一些，不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響。常用措施有硅油離合器、電動(dòng)風(fēng)扇和電控液壓驅(qū)動(dòng)式風(fēng)扇等。
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圖8-8 硅油液力離合器
1-螺釘 2-前蓋 3-密封毛氈圈 4-雙金屬感溫器 5-閥片軸 6-閥片 7-主動(dòng)板 8-從動(dòng)板 9-殼體 l0-軸承 11-主動(dòng)軸 12-銷止板 13-螺栓 14-內(nèi)六角螺釘 15-風(fēng)扇 A-進(jìn)油孔 B-回油孔 C-漏油孔 |
硅油液力離合器的前蓋2、殼體9和從動(dòng)板8用螺釘1組成一體，靠軸承10安裝在主動(dòng)軸11上。風(fēng)扇15安裝在殼體上。為了加強(qiáng)硅油的冷卻，前蓋板上鑄有散熱片。從動(dòng)板8與前蓋2之間空腔為貯油腔，其中裝有硅油（油面低于軸中心線），從動(dòng)板與殼體9之間的空腔為工作腔。主動(dòng)板7固定連接在主動(dòng)軸11上，主動(dòng)軸與水泵軸連接。主動(dòng)板與工作腔壁有一定間隙，用毛粘圈3密封防止硅油漏出。從動(dòng)板8上有進(jìn)油孔A，平時(shí)由閥片6關(guān)閉，若偏轉(zhuǎn)閥片，則進(jìn)油孔即可打開。閥片的偏轉(zhuǎn)靠螺旋狀雙金屬感溫器4控制。從動(dòng)板上有凸臺(tái)限制閥片**大偏轉(zhuǎn)角。感溫器外端固定在前蓋上，內(nèi)端卡在閥片軸5的槽內(nèi)，從動(dòng)板外緣有回油孔B，中心有漏油孔C，以防靜態(tài)時(shí)從閥片軸周圍泄漏硅油。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)或小負(fù)荷下工作時(shí)，冷卻水及通過散熱器的氣流溫度不高，進(jìn)油孔被閥片6關(guān)閉，工作腔內(nèi)無硅油，離合器處于分離狀態(tài)。主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，僅僅由于密封毛氈圈和軸承的摩擦，使風(fēng)扇隨同殼體在主動(dòng)軸上空轉(zhuǎn)打滑，轉(zhuǎn)速很低。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，冷卻水和通過散熱器的氣流溫度隨之升高，感溫器受熱變形而帶動(dòng)閥片軸及閥片轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)流經(jīng)感溫器氣流溫度超過65℃時(shí)，進(jìn)油孔A被完全打開，于是硅油從貯油腔進(jìn)入工作腔。硅油十分粘稠，主動(dòng)板即可利用硅油的粘性帶動(dòng)殼體和風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)風(fēng)扇離合器處于接合狀態(tài)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速迅速提高。由于主動(dòng)板轉(zhuǎn)速高于從動(dòng)板，因此受離心力作用從主動(dòng)板甩向工作腔外緣的油液壓力比貯油腔外緣的油液壓力高，油液從工作腔經(jīng)回油孔B流向貯油腔，而貯油腔又經(jīng)進(jìn)油孔A及時(shí)向工作腔補(bǔ)充油液。由此可見，在離合器接合風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，硅油是在貯油腔和工作腔之間循環(huán)流動(dòng)，這樣可防止工作腔內(nèi)的硅油溫度過高，粘度下降，而影響離合器的正常工作。為使硅油從工作腔流回貯油腔的速度加快，縮短風(fēng)扇脫開時(shí)間，在從動(dòng)板8的回油孔B旁，有一個(gè)刮油突起伸入工作腔縫隙內(nèi)，使回油孔一側(cè)壓力增高，回油加快。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小，流經(jīng)感溫器的氣流溫度低于35℃時(shí)，感溫器恢復(fù)原狀，并帶動(dòng)閥片將進(jìn)油孔關(guān)閉，工作腔中油液繼續(xù)從回油孔流回貯油腔，直到甩空為止。硅油液力離合器又回到分離狀態(tài)。
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圖8-9 電動(dòng)風(fēng)扇
1-電動(dòng)機(jī) 2-護(hù)風(fēng)罩 3-風(fēng)扇框架 4-風(fēng)扇葉片水泵 5-繼電器 6-溫度傳感器（開關(guān)） |
電動(dòng)機(jī)一般有高速和低速兩個(gè)檔位，其工作狀態(tài)通過溫度傳感器（開關(guān)）由冷卻液溫度控制。當(dāng)散熱器出口冷卻液溫度為92～97℃時(shí)，溫控開關(guān)接通電動(dòng)機(jī)Ⅰ檔（低速檔），風(fēng)扇開始運(yùn)轉(zhuǎn)，保證有足夠的空氣流經(jīng)散熱器；當(dāng)冷卻液溫度在99～105℃時(shí)，溫控開關(guān)接通電動(dòng)機(jī)Ⅱ檔（高速檔），風(fēng)扇以更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，以提高冷卻強(qiáng)度，防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；當(dāng)冷卻液溫度下降到91～98℃時(shí)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)恢復(fù)Ⅰ檔（低速檔）運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)冷卻液溫度下降到84～91℃時(shí)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)停止工作。
8.2.3 冷卻水泵
1. 冷卻水泵的功用與基本工作原理:對(duì)冷卻水加壓，使冷卻水在冷卻系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。
2. 冷卻水泵的構(gòu)造 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用的離心式水泵的結(jié)構(gòu)如圖8－11所示。
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圖8-11 離心式水泵的結(jié)構(gòu)
1-水泵殼體 2-葉輪 3-密封墊圈 4、8-襯墊 5-螺栓 6-水封皮碗 7-彈簧 9-水泵蓋 10-水封座圈 11-軸承 12-水泵軸 13-半圓鍵 14-凸緣盤 15-軸承卡環(huán) 16-隔離套 17-潤(rùn)滑脂嘴 18-水封環(huán) 19-管接頭
A－進(jìn)水口 B－水泵內(nèi)腔 C－泄水孔 |
8.2.4 節(jié)溫器
1. 節(jié)溫器的功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的高低，打開或關(guān)閉冷卻液通向散熱器的通道保證發(fā)動(dòng)機(jī)在**適宜的溫度下工作。
2. 節(jié)溫器的結(jié)構(gòu)：
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圖8-12 臘式節(jié)溫器的構(gòu)造
1-支架 2-主閥門 3-推桿 4-石蠟 5-膠管 6-副閥門 7-節(jié)溫器殼體 8-彈簧 |
3. 節(jié)溫器的工作原理:
如圖8－13所示。溫度較低時(shí)，石蠟呈固態(tài)，主閥門2被彈簧8推向上方與閥座壓緊，處于關(guān)閉狀態(tài) （圖8－13a），此時(shí)，副閥門開啟，冷卻液進(jìn)行小循環(huán)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)水套的冷卻液經(jīng)副閥門6、小循環(huán)水管直接進(jìn)入水泵，被泵回到發(fā)動(dòng)機(jī)水套內(nèi)。
溫度升高時(shí)，石蠟逐漸熔化成液態(tài)，體積膨脹，迫使膠管收縮對(duì)推桿端部產(chǎn)生向上的推力，由于推桿固定在支架上，推桿對(duì)膠管、節(jié)溫器殼體7產(chǎn)生向下的反推力。當(dāng)冷卻液溫度升高到一定值時(shí)，反推力克服彈簧8的彈力使膠管、節(jié)溫器殼體向下運(yùn)動(dòng)，主閥門2開始開啟，同時(shí)副閥門6開始關(guān)閉。當(dāng)冷卻液溫度進(jìn)一步升高到一定值時(shí)，主閥門2完全開啟，而副閥門6也正好關(guān)閉小循環(huán)水路 （圖8－13b），此時(shí)來自發(fā)動(dòng)機(jī)水套的冷卻水全部經(jīng)過散熱器進(jìn)行大循環(huán)。冷卻液溫度在主閥門開始開啟溫度與完全開啟溫度之間時(shí)，主閥門和副閥門均部分開啟，在整個(gè)冷卻系內(nèi)，部分冷卻液進(jìn)行大循環(huán)，部分進(jìn)行小循環(huán)。
主閥門的開始開啟到開到**大時(shí)的溫度隨不同的車型有所不同，如桑塔納JV型發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器，主閥門開始開啟溫度應(yīng)為85℃，完全開啟時(shí)的溫度應(yīng)為105℃。一般載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器的開啟溫度較低，如CA6102發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器，主閥門開始開啟溫度應(yīng)為76℃，完全開啟時(shí)的溫度應(yīng)為86℃。
8.2.5 冷卻液溫度傳感器
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圖8-14 |
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L1 |
圖8－15所示是熱敏電阻式冷卻液溫度傳感器與電磁式冷卻液溫度指示表聯(lián)用的冷卻液溫度顯示系統(tǒng)。
電磁式冷卻液溫度指示表（虛線框內(nèi)部分）中裝有兩個(gè)垂直安裝的線圈L1和L2，L1和傳感器并聯(lián)，L2和它們串聯(lián)。線圈L1和L2的中間裝有帶有指針的銜鐵。
點(diǎn)火開關(guān)接通后，電流流過冷卻液溫度指示表和傳感器。當(dāng)冷卻液溫度較低時(shí)，傳感器內(nèi)熱敏電阻的阻值較大，流經(jīng)線圈L1和L2的電流相差不多，但L1匝數(shù)多，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)，使銜鐵帶動(dòng)指針向左偏轉(zhuǎn)，指針指向低溫刻度。當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值減小，線圈L2中的電流明顯增大，電磁力也增大，使銜鐵帶動(dòng)指針向右偏轉(zhuǎn)，冷卻液溫度表的指針指向高溫刻度。
8.3 冷卻系工作原理
8.3.1 冷卻系水路
圖8－16a是解放CA6102型以及東風(fēng)EQ6100－1型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水路圖。。
8.3.2 冷卻系工作循環(huán)
1.小循環(huán) 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度較低時(shí)(如奧迪100型轎車低于85℃)，節(jié)溫器主閥門關(guān)閉、副閥門打開。冷卻液經(jīng)水泵增壓后，由發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體水套，再?gòu)乃妆谥車鬟^并從水套壁吸熱而升溫，然后向上流入氣缸蓋水套，從氣缸蓋水套壁吸熱之后流經(jīng)節(jié)溫器，小循環(huán)通道3，返回發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體水套，進(jìn)行小循環(huán)（圖8－16b）。
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散
熱
器 |
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節(jié)溫器 |
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水
套 |
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水 泵 |
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散
熱
器 |
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節(jié)溫器 |
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水
套 |
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a） |
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b） |
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度處于大、小循環(huán)的溫度范圍內(nèi)(如奧迪100型轎車,處于85℃～105℃)時(shí)，節(jié)溫器主閥門和副閥門都部分開啟，冷卻液大、小循環(huán)都同時(shí)存在，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度基本穩(wěn)定。
發(fā)表于 @ 2008年06月05日 10:44:00 |點(diǎn)擊數(shù)（）
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- 農(nóng)機(jī)事故預(yù)防（58篇）
- 農(nóng)機(jī)維護(hù)使用（120篇）
- 農(nóng)機(jī)新技術(shù)改裝應(yīng)用（30篇）
- 農(nóng)機(jī)信息管理櫥窗（10篇）
- 農(nóng)機(jī)裝備標(biāo)準(zhǔn)化（69篇）
- 農(nóng)墾農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理總站（12篇）
- 農(nóng)墾農(nóng)機(jī)局（141篇）
- 農(nóng)墾企業(yè)研發(fā)新技術(shù)產(chǎn)品（20篇）
- 農(nóng)墾文化櫥窗（110篇）
- 農(nóng)業(yè)機(jī)械故障“義診”櫥窗（116篇）
- 農(nóng)業(yè)機(jī)械跨區(qū)作業(yè)櫥窗（87篇）
- 農(nóng)業(yè)機(jī)械停放管理標(biāo)準(zhǔn)化（23篇）
- 農(nóng)業(yè)科技信息（14篇）
- 企業(yè)產(chǎn)品（7篇）
- 饒河農(nóng)場(chǎng)版塊（5篇）
- 時(shí)事要聞（124篇）
- 曙光機(jī)械廠（4篇）
- 曙光農(nóng)場(chǎng)版塊（6篇）
- 雙鴨山版塊（3篇）
- 雙鴨山農(nóng)場(chǎng)版塊（9篇）
- 五九七農(nóng)場(chǎng)版塊（111篇）
- 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)（119篇）
- 友誼農(nóng)場(chǎng)版塊（121篇）
- 娛樂天地（4篇）
- 雜談（54篇）
- 政策、法規(guī)、條例（102篇）
- 政要時(shí)事（8篇）
- 知青歲月（11篇）