玉米收獲機節油方案的研究

河北中農博遠農業裝備有限公司 寧昭雷

玉米收獲機節油方案的研究

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玉米收獲機是近幾年來農業機械當中發展最迅速的一種機械設備，隨著國家對環保工作的重視，發動機的排放標準也由二階段升級為三階段，發動機的節油設計成為新的研究課題。

玉米收獲機；節油

隨著國家對環境保護工作的重視，玉米收獲機行業為了響應國家的號召，發動機的排放標準由二階段升級為三階段即發動機噴油泵由機械控制更改為電噴控制。根據反饋，三階段發動機的耗油量相對于二階段發動機的耗油量要高，從購機用戶的角度考慮，玉米收獲機收獲一畝地的服務價格沒有提高，耗油量提高就相當于玉米收獲機購機用戶的收入降低了。

如何才能降低玉米收獲機的耗油量成為主機廠需要研究的新課題。玉米收獲機在收獲期間最多的是收獲時間，轉場時間相對來說較少，而且轉場時發動機的負載較小，動力需求較小，油耗較小。收獲過程中發動機的負載較大，動力需求較大，油耗較大。

功率越大，就證明發動機在單位時間內做功能力越強，那么能給玉米收獲機提供的動能也越大；扭力越大，給玉米收獲機提供的牽引力就越大。在檔位不變的情況下，發動機轉速提高，玉米收獲機的速度也就隨之提高。

以下公式可計算出發動機的有效功率：

其中：Te——有效轉矩N·M，N——發動機轉速r/min。

發動機的功率降低，發動機一小時耗油量的計算為：

W=P×Q，W：耗油量，P：功率，Kw：發動機每千瓦每小時的耗油，g/Kw·h。

圖1 功率隨發動機轉速變化曲線

圖2 燃油消耗率隨發動機轉速變化曲線

根據發動機的轉速與功率、燃油消耗率的關系分析得出，玉米收獲機節油應該從兩個方面來考慮：一是轉場過程；二個是收獲過程。

首先將發動機的功率設置為兩種狀態：①發動機最大功率；

②滿足轉場過程中所需要的功率。

轉場過程：在轉場過程中將發動機設置為②狀態，通過降低發動機的功率達到節油的目的。

圖3 扭矩隨發動機轉速變化曲線

收獲過程：在收獲過程中將發動機設置為①狀態，目前玉米收獲機設計的發動機轉速為額定轉速，通過圖3不難看出，發動機在額定轉速時扭矩并不是最大的。

從圖1～圖3可以看出，發動機在n1轉速時的扭矩、油耗、功率是比較經濟的。玉米收獲機在設計時就將發動機的輸出轉速設計為n1，由于玉米收獲機的傳動主要為主離合帶動做功部件，解決該問題的主要方法就是通過對主離合皮帶輪直徑和玉米收獲機收獲速度與轉場運輸速度進行優化設計。

（1）主離合的皮帶輪直徑

D1：主離合皮帶輪直徑。D2：現在主離合皮帶輪直徑。

n1：設計發動機的輸出轉速。

圖4 玉米收獲機傳動圖

（2）玉米收獲機收獲速度與轉場運輸速度

收獲速度的確定：在收獲時允許使用的檔位為一檔和二擋，根據設計時速反推出二擋速比，同時考慮整車的驅動力是否滿足作業需要。

轉場運輸速度的確定：轉場運輸速度就是一檔、二擋、三擋，根據整車的設計的最高時速計算出三擋的速比。

通過對主離合皮帶輪直徑和玉米收獲機收獲速度與轉場運輸速度進行優化設計，經過實驗玉米收獲機的耗油量有明顯降低。采用節油方案的玉米收獲機將打破現有玉米收獲機的設計，實現玉米收獲機的又一次進步，具有較高的性價比和推廣價值。

[1]周浩.淺談玉米收獲機的果穗箱結構[J].河北農機,2013 (05).

寧昭雷，男，1986年出生，河北省石家莊市藁城區人，本科，助理工程師，研究方向：玉米收獲機的智能化。