全液壓驅動玉米收獲機節油方案的設計計算

河北中農博遠農業裝備有限公司 聶曉偉 寧昭 雷趙飛

全液壓驅動玉米收獲機節油方案的設計計算

河北中農博遠農業裝備有限公司 聶曉偉 寧昭 雷趙飛

近年來隨著玉米收獲機的發展，靜液壓技術開始廣泛地應用于玉米收獲機，全液壓驅動玉米收獲機主要用于玉米的聯合收獲作業，可一次完成玉米的摘穗、輸送、剝皮、收集、秸稈粉碎還田等一系列作業，屬于一種綜合性的聯合作業大型農機具。行走采用靜液壓驅動方式，割臺、升運器、剝皮機、振動篩均是由液壓驅動。

圖1 全液壓玉米收收獲機外形圖

1 主要參數

最高時速：25km/h；整車重量m：8t；驅動輪半徑r：665mm；發動機轉速：n；行走液壓泵容積效率ηvp：0.98；最大上坡度Gmax：40%（對應上坡角度a：21.8°）；液壓馬達的機械效率ηmm：0.94；滾動阻力系數f：0.05；加速阻力折算系數a:0.015；行走泵的轉速與發動機轉速的比值i；轉向泵的轉速與發動機轉速的比值i2；驅動裝置補油壓力pb：2.4Mpa；驅動裝置的最大壓力pmax：40Mpa。

2 節油方案計算

2.1 發動機更改為雙功率發動機

（1）發動機的最大設計功率：118kW。

（2）轉場運輸時發動機的功率設計為50kW。

目前大部分玉米收獲機的收獲速度為：I檔最高行走速度: V1=3.983km/h；II檔最高行走速度：V2=8.84km/h；III檔最高行走速度V3=25km/h。

根據經驗，玉米收獲機的最大行走功率發生在Ⅰ檔最高時速最大坡度坡道時，此時玉米收獲機的驅動功率需求最大：

2.2 發動機轉速在轉場運輸時與收獲作業時區別設計

圖2

經過查詢發動機的相關數據：發動機1800r/min的功率與2200r/min時的功率相差不到1kW，扭矩增加了140N·m左右。確定發動機轉場時的轉速設計為2200r/min，收獲時的轉速設計為1800r/min。

（1）需要解決的問題：①收獲速度不能改變：在收獲狀態下發動機的轉速為1800r/min，行走泵的供油量降低，壓力變化不大。由于行走泵提供的流量降低，行走馬達的轉速也會下降，整車的行走速度就會降低，需要解決的問題就是保證整車收獲時的收獲速度（即二擋的速度不變）；②轉向不能受到影響；③其它工作部件的轉速不變；

（2）解決方案：①將收獲時發動機的轉速設計為1800r/min就需要改變現在的二檔速比I：

保證收獲時最高速度為8.84Km/h。

②發動機行走時的轉速為2200r/min，收獲時的轉速為1800r/min，轉向泵的流量會發生變化，只需要考慮發動機怠速時能否滿足轉向要求，經過計算轉向泵的流量Qv=8.424L/min，Vg=10ml/r。轉向泵需要的公稱恒流量為8～10L/min，發動機的轉速由2200變為1800，能夠滿足轉向要求。

3 結果計算

在收獲時以1小時為單位比較發動機的油耗：發動機1800r/min的油耗：W1=Q1×p×h=24.32kg。發動機2200r/min的油耗W2=Q2×p×h=25.71kg，得出在收獲時節油達到5.4%。

4 結語

通過以上兩個方面的節油控制，能夠在很大程度上節省油耗，降低購機者的負擔，該方案是從做出的設計來實現節油，具有很強的應用價值及推廣價值。節能減排、提高效率、不斷創新，才能走出一條具有中國特色的現代化農業之路。

[1]趙飛,楊勝男,聶曉偉.自走式果園升降平臺行走驅動系統的設計計算[J].農業機械,2016(11).

聶曉偉，女，1987年出生，助理工程師，研究方向：農機智能化。