玉米收獲機節油方法研究

楊鐵花

摘要：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。文章介紹了玉米收獲機節油方法。

關鍵詞：玉米;收獲機;節油方法

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。

1玉米收獲機的總體結構特點

1.1玉米收獲機的種類

現階段使用的玉米收獲機按照結構形式大體可分為自走式玉米收獲機和背負式玉米收獲機兩類，自走式玉米收獲機多為大中型整體機型，功能齊備，具有良好的動力系統和底盤結構，以及扶禾、摘穗、輸送、剝皮、收集和秸稈切碎等功能，一次作業可同時收獲4行以上的玉米，能夠獨自完成全部的玉米收獲任務，效率高，同時售價也比較高，適用于大面積玉米耕地作業使用。背負式玉米收獲機多為小型農機，與中小馬力拖拉機進行配套使用，其動力多由拖拉機的動力輸出軸提供，同時拖拉機還為配套的收獲機提供液壓動力和行駛動力，功能齊備的背負式收獲機也能實現切割、喂入、扶禾、摘穗、輸送、剝皮、收集等功能，只是每次作業只能收割1—3行，作業效率較低，行駛速度慢，只適用于面積小的耕地使用，售價較低，農民易于接受。

1.2玉米收獲機的總體結構

下面以自走式玉米收獲機為例說明玉米收獲機的結構原理，自走式玉米收獲機主要包括了發動機、驅動橋、割臺、升運器、剝皮機、果穗收集箱、切碎還田裝置、轉向控制系統、液壓系統及自動化系統等眾多結構，能夠在作業過程中一次完成摘穗、果穗輸送、剝皮、再次輸送、果穗收集、秸稈切碎還田和玉米苞皮排除等全部功能。

作業中，勻速行駛的收獲機首先將玉米秸稈通過扶禾器引導進入割臺位置，摘穗輥轉動過程將秸稈牽引拖拽，并利用兩輥間隙將玉米果穗摘下，摘下的果穗在輸送機構的作用下向后方攪龍運動，并進入升運器中送往剝皮機;而摘穗后的秸稈則在摘穗輥的碾壓和拉拽下到達割臺下部，在刀具的轉動作用下被切碎，并拋撒于田間。玉米果穗經剝皮機去除表皮后，由二次輸送裝置送入果穗箱完成收集，剝下的苞葉經剝皮機排雜后也被切碎進行還田處理，此過程中掉落的籽粒還能被統一收集再利用。

2關鍵部件的結構功能

（1）割臺。割臺是玉米收獲機的核心功能部件，主要用來實現玉米秸稈喂入、摘穗和秸稈下拉的功能，現階段使用的玉米收獲機的割臺結構功能大體相同，只在摘穗原理上略有差異，按照摘穗結構的不同可分為摘穗輥摘穗和摘穗板摘穗兩種，摘穗輥的優點是效率高、適應能力強，摘穗板的優點是玉米果穗的尾部籽粒損失小，但對秸稈的拉斷問題明顯，適應性不好，現階段使用較多的為摘穗輥式割臺。

（2）剝皮機。主要包括了壓送裝置、剝皮輥、排雜攪龍或往復篩、苞皮切碎裝置及籽粒回收結構等，在摘穗后的玉米由升運器輸送并掉落于剝皮機上部，果穗在分流板的作用下均勻的進入剝皮機，由于自身重力的作用，果穗的軸線方向多與剝皮輥保持平行，果穗受到壓送裝置的作用，以一定的壓力貼合在剝皮輥上，轉動的剝皮輥依靠表面摩擦力將玉米苞皮去除，去除苞皮后的玉米經再次輸送進入果穗收集箱，苞皮被切碎裝置切碎后排于田間，掉落的籽粒被回收結構收集。

3技術優化方向

3.1加強自動控制系統的應用與研究

現階段我國自走式玉米收獲機的研制多注重于機械技術上的進步，對于自動化方向的應用相對較少，玉米收獲機作為先進的大型農機，要真正實現駕駛過程的優化和功能的提升，必須要加強自動化技術的應用。以現階段相對成熟的機械結構為基礎，將電子控制技術、檢測技術、數據顯示、GPS等多種先進技術應用到自走式玉米收獲機上，幫助駕駛員明確收獲機各部件的工作情況，方便檢查各關鍵部位有無異常，以此減少作業過程中的故障概率，并提升駕駛員的駕駛舒適性降低操作難度，從而獲得更好的駕駛體驗。

3.2探索傳動技術和能源利用新技術

傳統的自走式玉米收獲機多采用單一的機械傳動技術，僅在位置調整等功能上應用了液壓技術，這造成了機械結構復雜、整機質量過大、不利于技術優化和能源節約。在未來的發展中，玉米收獲機應在傳統的燃油動力基礎上積極引進新能源技術，并在傳統結構上將機械傳動更多的用電動機和液壓馬達替代，能顯著簡化農機傳動結構，使機械整體質量更輕，結構更為緊湊，對于提高能源利用率和減輕污染也很有好處。

3.3收獲機節油方案

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。

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，發動機在額定轉速時扭矩并不是最大的。

發動機在轉速時的扭矩、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。

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。

3.4推廣適合地域特色的玉米聯合收獲機

我省所需機型應是功率大、效率高，以收穗型為主，應具有剝皮功能，能一次完成摘穗、剝皮、裝車和秸稈粉碎還田或秸稈收集等玉米作物收獲全過程作業，適合壟作的對行收獲，但須有強制喂入功能;能夠有效收獲含水率較低的果穗，能夠收割結穗位置較高的玉米，不漏穗;能夠有效收獲枯熟期時易折、下垂率高的玉米穗，粉碎韌性較強的秸稈，秸稈長度10cm以下;背負式玉米收獲機應與70馬力以上的大型拖拉機匹配，確保功率儲備以便實現機具多項作業。在機械性能方面要容易操作控制，設計合理，操作簡便，能與保有量多的拖拉機配套使用;收獲時自行開道，玉米收獲機秸稈處理方式可根據用戶需求自愿選擇。推廣使用作業性能穩定、作業效率高、果穗丟失率低的玉米聯合收獲機。

結語

通過對國內外玉米收獲機進行特點比較和未來發展趨勢展望，說明我國玉米收獲機技術還在發展的路上，只有不斷進行符合實際的創新，才能真正研發出專業化、智能化的玉米收獲機，才能為推動我國農業發展做出貢獻。

參考文獻

[1]耿愛軍.國內外玉米收獲機械發展現狀及展望[J].農機化研究，2016（4）：251—257.

[2]徐伯翰.穗莖兼收型玉米聯合收割機發展現狀[J].農業與技術，2018（23）：61-62，147.