農業耕作過程拖拉機無力原因分析

琚孟隆，琚東升，李風姣

(1.常州信息職業技術學院，江蘇 常州 213164；2.哈爾濱工程大學,哈爾濱 150001)

0 引言

由于受到農機購置補貼政策變化的影響等，相較于2020年中大馬力拖拉機補貼銷量達到創紀錄的41.6萬臺，2021年的中大馬力拖拉機市場出現了較大幅度的銷量下滑，但不少地區的農民購機熱情依然高漲，一線大品牌如東方紅、濰柴雷沃、東風等的中大馬力拖拉機依然熱度不減，銷量不降反增。根據市場調研，近期市場上用戶反饋中大馬力拖拉機作業中拉不動、發動機無力的問題較多。發動機工作無力是農機作業中的常見問題，也是農機使用中多發的問題之一。由于用戶反映的發動機工作無力問題只是一個籠統的說法，具體分析后會發現其涉及到機具配套、轉速匹配、土壤比阻、土壤干濕度、耕作深度、耕作幅寬、發動機本身、用戶期望值等多方面問題，所以拖拉機作業無力問題對用戶、拖拉機廠家、發動機廠家造成了較大困擾，因此分析了拖拉機實際使用中出現作業無力時的原因及處理措施。

1 兩個典型的發動機無力案例

案例一。豫南地區一臺904型拖拉機旋耕時發動機無力、拉不動，技術服務人員現場檢查發現旋耕機轉速匹配不合理，作業時旋耕機刀軸轉速過高，轉速表測速顯示數據為：發動機轉速為額定轉速2 300 r·min-1時，旋耕機刀軸轉速約為320 r·min-1。現場對旋耕機刀軸轉速進行調整后，再次測速顯示，在發動機轉速為額定轉速2 300 r·min-1時旋耕機刀軸轉速降為約270 r·min-1，之后下地試車，拖拉機旋耕作業正常，符合旋耕作業技術要求，用戶對耕作效果及作業效率較為滿意。

案例二。新疆地區一臺2004型拖拉機犁耕作業時無力、拉不動，技術服務人員現場檢查未發現配套機具有異常。對比在同一地區工作的其他2004型拖拉機，發現拉同樣的犁，同樣耕深，其他2004拖拉機工作正常。技術服務人員聯系發動機廠家服務站后，服務站對該臺國三發動機重新刷寫了技術參數，新的數據適當提高了發動機功率與扭矩，重新刷寫數據后的拖拉機試車后，犁耕作業正常，后續使用中未再反映發動機無力現象。

2 故障檢修原則

拖拉機故障檢修遵循如下原則：結合構造，聯系原理；搞清征象，具體分析；從簡到繁，由表及里；按系分段，推理篩選。

拖拉機作業時需要與不同農機具匹配后才能進行并完成不同作業項目，拖拉機在配套不同農機具并進行不同作業時技術要求不同，同時拖拉機的工作環境又比較惡劣，因此，拖拉機使用中的工作情況受多個因素影響，包括，農具匹配是否合理(包括轉速、幅寬、型號、大小等)、土壤比阻是否過大、耕深是否過大、土壤濕度是否過大、作業速度是否過高、發動機本身是否有問題、拖拉機本身是否是“大馬拉小車”機型、拖拉機自重是否過輕、用戶的心理預期是否過高等。作業過程中出現的拖拉機無力問題，要具體分析，了解問題的實質。發動機動力不足只是拖拉機無力問題中的一方面的原因。所以，在處理用戶反映的拖拉機作業無力問題時，一定要理解為是該拖拉機作業效率低的問題。

引起拖拉機作業效率低的原因很多，所以當拖拉機作業中無力、拉不動時，要確定發動機工作情況及拖拉機的配套農具情況，如果配套機具是犁，要詳細記錄犁的型號、耕幅、耕深、土壤性質、土壤比阻大小等情況；如果配套農具是旋耕機，要詳細記錄旋耕機的型號、一級錐齒輪傳動比、動力輸出匹配的轉速、刀軸預估轉速、耕幅、耕深、土壤性質、土壤比阻等情況，同時還要詢問同型號的其他拖拉機在當地匹配相同的農具進行作業的情況，以便進行對比分析。

3 故障原因分析

根據上述分析，在拖拉機作業中出現無力、拉不動農具時，一般會先檢查農具匹配、轉速匹配、土壤、耕深等外部問題，并與當地其他同型號拖拉機進行比對，上述問題都排除后，再檢查發動機本身問題，一般拖拉機無力、拉不動問題主要由五個方面的原因引起。

3.1 機具匹配不合理

拖拉機工作時必須要匹配相應的農機具，如果機具匹配不合理，會造成拖拉機工作效率降低。

旋耕機是田間作業中最常用的機具之一，具有碎土能力強、耕后地表平坦等優點，在田間耕作中得到廣泛應用。正確匹配、調整、使用旋耕機，使其保持良好技術狀態，保證作業質量非常關鍵。下面以旋耕機為例分析如何進行機具的合理匹配與正確使用。

旋耕機的主要部件包括懸掛架、主梁、齒輪箱、側邊傳動裝置、擋土罩、平地拖板、刀軸、旋耕刀片等，拖拉機通過三點懸掛機構與旋耕機旋掛架相連接。旋耕機作業時，拖拉機在驅動行駛的同時向動力輸出軸輸出動力，拖拉機動力經動力輸出軸、十字傳動軸、旋耕機齒輪箱輸入軸、齒輪箱傳遞給旋耕機刀軸，驅動旋耕機刀片旋轉。旋耕機刀片切刃的線速度在作業時應大于拖拉機的前進速度，刀片切刃對地面的運動軌跡呈繞扣狀曲線，使刀片從上向下切向土壤，并將切下的土壤垡塊向后拋向擋土罩，垡塊碰擊擋土罩和平地拖板后，會被進一步擊碎并落回地面，由拖板拖平。拖拉機機組不斷前進，旋耕機則不斷的進行切土松碎作業。

旋耕作業時刀軸轉速非常重要，只有合理的刀軸轉速，才能保證旋耕作業效率與作業效果。一般情況下，旋耕機工作時刀軸轉速范圍在220～280 r·min-1；刀軸轉速過高，易出現負荷過大、發動機拉不動現象；刀軸轉速過低，易出現土塊較大、作業效果差的問題。

旋耕機刀軸轉速的計算公式如下

旋耕機刀軸轉速=PTO軸轉速×旋耕機一級錐齒輪傳動比×旋耕機二級齒輪傳動比

不同的旋耕機一級錐齒輪傳動比是不一樣的，但各種旋耕機的二級齒輪傳動比基本相同，為13∶19。

旋耕機刀軸轉速與拖拉機PTO轉速及旋耕機一級錐齒輪傳動比有關，拖拉機PTO轉速一般有540，760，820，1 000 r·min-1四種，以旋耕機一級錐齒輪傳動比為13∶24為例，當拖拉機的PTO轉速不同時，旋耕機刀軸工作轉速及相關參數如表1。

表1 旋耕機作業刀軸轉速參數

除了旋耕機刀軸轉速外，旋耕機幅寬大小的選擇也非常重要，其對旋耕機和拖拉機進行動力匹配也非常關鍵。旋耕機工作幅寬過小，會造成拖拉機動力閑置與浪費；旋耕機工作幅寬過大，拖拉機會因為不能提供足夠的動力造成旋耕作業效果差、土塊過大等現象。除考慮拖拉機動力外，選擇旋耕工作幅寬時，還應考慮作業耕深、土壤比阻、拖拉機輪距等因素。

3.2 土壤比阻過大、干旱板結或過分潮濕、耕深過大等

當土壤比阻過大、干旱板結或過分潮濕、耕深過大時，會造成拖拉機負荷過大，導致拖拉機使用中出現無力、拉不動的情況。當拖拉機作業的地塊出現土壤比阻過大、干旱板結或過分潮濕、耕深過大的問題時，正確的作法是應降擋降速工作，而不應一味追求效率。

3.3 “大馬拉小車”問題

“大馬拉小車”是現階段拖拉機市場上一個比較突出的問題，“大馬拉小車”機型的拖拉機本身自重過低或拖拉機廠家為防止底盤損壞對發動機的功率及扭矩出廠時進行了限制，如1504拖拉機60 kW(80馬力)的底盤升級到了112 kW(150馬力)，而1504拖拉機的結構質量卻只有4 000 kg，由于拖拉機自重輕，導致拖拉機牽引力先天不足，出現作業時打滑拉不動的情況；2004拖拉機90 kW(120馬力)的底盤升級到了150 kW(200馬力)，而2004拖拉機的結構質量卻只有5 000 kg，由于拖拉機的底盤強度有限，部分企業擔心底盤在使用中會出現損壞而對拖拉機的出廠技術狀態進行了限制，導致使用中會出現拖拉機工作無力的現象。

3.4 發動機因故障動力不足

發動機本身出現故障，動力不足，這也是造成拖拉機工作無力的重要原因，需要及時排除發動機故障。發動機本身無力的主要原因多為發動機保養不當、柴油不達標、油路問題、油泵油嘴問題、濾清器問題、電路問題、ECU問題及ECU數據問題等引起，這些都會造成發動機動力不足。

3.5 用戶心理預期過高

有些用戶在拖拉機使用中心理預期過高，達不到期望的速度值后用戶誤以為發動機無力造成。這個問題主要是用戶想獲得更高的效率、更高的收益，特別是沒有其他拖拉機作業快時就會懷疑自己的車出現故障。

4 總結建議

由于引起拖拉機作業效率降低的原因較多，所以當用戶反映拖拉機作業中無力、拉不動時，要按照搞清征象，具體分析，從簡到繁，由表及里的故障處理原則來進行處理，一般按如下順序進行檢查確認。先檢查配套農具型號及PTO轉速是否匹配，再檢查土壤性質、土壤比阻、耕幅、耕深等情況，如這些沒有問題再檢查發動機本身及拖拉機是否存在問題，如果需要還可以將兩臺同型號的拖拉機進行農具調換后進行對比試驗，一般進行如上操作后，能有效解決拖拉機使用中出現的無力、拉不動問題。

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