關于聯合收割機工作效率的研究

潘杰

摘要：我國作為一個農業大國，伴隨著工業自動化的飛速發展，新生代農業對農業生產工具提出了更高的要求，要求生產機械化、自動化。聯合收割機就是在該背景下應運而生。但隨著聯合收割機應用場合日益廣泛，整體上聯合收割機的工作效率不高，甚至在不同工況下按同一模式工作，使得收割機故障頻發、機械損耗嚴重，甚至損壞收割機。因此，需要結合收割機工作負荷、實際工況，盡可能的實現對其自動化控制，保障收割機工作在較理想的工作狀態，就是結合自動反饋控制系統，實現對收割機自動化控制，提高收割機工作效率，從何實現節能、環保、高效的農業自動化生產。

關鍵詞：聯合收割機;工作負荷;工作效率;自動反饋控制

近年來，我國農作物機械化收割程度普遍提高。每到麥子、水稻收割時期，如何確保聯合收割機有一個最佳的收割狀態，是農機手最為關心的事情。收割機結構復雜，作業中無論哪一個工作系統出現問題，都會誤工誤時，甚至造成糧食浪費，因此，除及早做好收割機械的試機、檢修之外，還應掌握實際操作中的故障排除技術，才能有效提高收割機的經濟效益。經過多年的隨機實踐，總結出提高聯合收割機工作效率的關鍵技術措施，為廣大農機手在實踐中提供參考。

一、聯合收割機基本組成

目前來說，收割機的組成大同小異，主要由動力系統、行走系統、液壓系統、電器系統、儀表監視系統和駕駛系統組成，部分較為智能的聯合收割機增加了居多傳感器，來檢測收割機作業過程中各環節是否正常，同時配合較先進的微處理器，實現智能化控制，盡量減少的故障率，以及其對操作人員熟練程度的依賴。我們以常見的半喂入式水稻聯合收割機為例，其系統結構主要包括內燃機、HST、V型帶、行走履帶、主副滾筒、控制儀表臺、駕駛室等。收割機工作過程中，內燃機動力系統通過HST控制行走輪，V型帶分別控制割臺、滾桶、風選筒、攪龍等運動機構，實現對作物收割控制。

二、影響聯合收割機工作效率的因素

（一）作物高度密度

即使在同一塊耕地，由于種植品種不同，受各種自然條件影響的差異，導致作物高度、密度亦有差異，這些因素也直接影響農作物收割機的工作狀態。

（二）行走速度

在理想情況下，部分聯合收割機能自動控制收割機的的行走速度，但由于地形地貌和作物疏密等因素差異很大，當前我國的聯合收割機還是以操作員手動工作模式為主，因此收割機工作效率較低，在提升聯合收割機工作效率上，還有很大提升空間。

三、收割機工作效率的研究

要提高收割機的工作效率和作業質量，就必須保證收割機正常工作的前提下，能以最大時速運行。而影響收割機運行速度的關鍵是收割機的工作負荷。因此，研究收割機的工作效率即如何匹配好收割機工作負荷和最佳運行速度。

（一）及時保養

對水稻聯合收割機及時保養，是提高水稻聯合收割機工作效率的前提。因此在作業前，要對收割機進行檢查潤滑、調整、更換等工作。這樣收割機才能以良好的技術狀況投入作業，工作效率才能提高。每次作業前要檢查收割機重要部位的螺栓、螺母是否有松動給各轉動件加注黃油、機油或齒輪油以潤滑加足發動機中的柴油、冷卻水和油底殼中的機油。在作業時，要注意收割機工作是否有異常的響聲。如有應及時停機檢查、排除。作業后要對收割機進行維護保養即清洗、檢查、潤滑、調整、更換等。

（二）正確調整

為使收割機在不同的作業環境條件下發揮最大的效率，要對收割機進行正確調整。正確調整是提高收割機工作效率的關鍵。因為水稻的生長有高有矮，有稀有密，稻田有干有濕產量有高有低，成熟程度也不同，所以要針對不同的情況，進行正確調整。

1.撥禾輪的調整

根據水稻的長勢不同，對撥禾輪進行調整。如水稻株高、莖稈粗，撥禾輪調高些。反之調低些。一般撥禾輪的板、桿調整到撥到被割水稻高度的三分之二為合適。

2.割臺螺旋滾筒的調整

當收割長勢較差的水稻時，螺旋滾筒葉片應向割臺底部靠近些，反之間距應調大些，一般以水稻能推送到中間輸送裝置為宜。通常調整為滾筒葉片與割臺間距約10mm為合適。

（三）收割機的負荷特性收割機負荷研究通常以作物脫粒質量作為控制的基本依據，影響作物脫粒質量的因素很多，對于相應環境條件下的作物，理論上對應著一個最佳滾筒轉速，本文立足于控制相應聯合收割機滾筒最佳轉速為控制目標，即通過檢測滾筒轉速來調節收割機行走速度，通過PID算法自動控制收割機行走速度。當滾筒轉速低于理想值時，滾筒控制器發出收割機減速信號，使收割機降低行走速度，以此來減少對作物的收割速度，減小滾筒負荷，提高滾筒轉速，回到滾筒轉速最佳值上來;反之，當滾筒轉速低于最佳值時，滾筒控制器發出收割機減速信號，使收割機降低行走速度，以此來減少對作物的收割速度，減小滾筒負荷，提高滾筒轉速，回到滾筒轉速理想值上來。

（四）HST原理

收割機的行走系統是采用HST配合齒輪進行傳動，行走部分即我們所看到的履帶。收割機的HST是由變量泵和馬達組成閉式回路，HST主要由郵箱、補油泵.變量泵、補油單向閥、高壓溢流閥、背壓閥、梭型閥、定量馬達、低壓溢流閥組成。滾筒轉速控制器將檢測到的滾筒轉速傳遞給行走控制器，行走控制器通過靜液壓傳功裝置（HST）的斜盤偏轉角度實現油泵排量的控制，排油方向由斜盤偏轉方向決定，即可實現對馬達轉速和方向的控制，從而實現對聯合收割機速度和方向的控制。為了便于理解，我們可以較為直觀的理解為：行走控制器接收到滾筒轉速信號，發出指令來控制HST，實現對油泵排量和斜盤偏轉方向的控制，從而實現行走速度的自動化控制。

四、結束語

總之，受地形地貌、氣候環境、人為操縱等因素影響，收割機利用效率較低，為了提高聯合收割機工作效率和作業質量，較詳細地介紹了聯合收割機行走系統對行走速度的自動化控制，將收割機控制在一個理想的行走速度范圍內，根據實際工況實現自動加減速。在實際收割生產過程中，在一定程度上節約了燃油、工時，提高了生產效率，減輕了收割機對操作人員熟練程度的依賴，大大降低了因人為手動操縱而導致設備異常的故障率，延長了生命周期，具有較強的實用意義。

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（作者單位：約翰迪爾（天津）有限公司）