河北中農(nóng)博遠農(nóng)業(yè)裝備有限公司 寧昭雷

玉米收獲機節(jié)油方案的研究

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玉米收獲機是近幾年來農(nóng)業(yè)機械當(dāng)中發(fā)展最迅速的一種機械設(shè)備，隨著國家對環(huán)保工作的重視，發(fā)動機的排放標(biāo)準也由二階段升級為三階段，發(fā)動機的節(jié)油設(shè)計成為新的研究課題。

玉米收獲機；節(jié)油

隨著國家對環(huán)境保護工作的重視，玉米收獲機行業(yè)為了響應(yīng)國家的號召，發(fā)動機的排放標(biāo)準由二階段升級為三階段即發(fā)動機噴油泵由機械控制更改為電噴控制。根據(jù)反饋，三階段發(fā)動機的耗油量相對于二階段發(fā)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(wù)價格沒有提高，耗油量提高就相當(dāng)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(zhuǎn)場時間相對來說較少，而且轉(zhuǎn)場時發(fā)動機的負載較小，動力需求較小，油耗較小。收獲過程中發(fā)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(fā)動機在單位時間內(nèi)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(fā)動機轉(zhuǎn)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(fā)動機的有效功率：

其中：Te——有效轉(zhuǎn)矩N·M，N——發(fā)動機轉(zhuǎn)速r/min。

發(fā)動機的功率降低，發(fā)動機一小時耗油量的計算為：

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

圖1 功率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化曲線

圖2 燃油消耗率隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化曲線

根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速與功率、燃油消耗率的關(guān)系分析得出，玉米收獲機節(jié)油應(yīng)該從兩個方面來考慮：一是轉(zhuǎn)場過程；二個是收獲過程。

首先將發(fā)動機的功率設(shè)置為兩種狀態(tài)：①發(fā)動機最大功率；

②滿足轉(zhuǎn)場過程中所需要的功率。

轉(zhuǎn)場過程：在轉(zhuǎn)場過程中將發(fā)動機設(shè)置為②狀態(tài)，通過降低發(fā)動機的功率達到節(jié)油的目的。

圖3 扭矩隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化曲線

收獲過程：在收獲過程中將發(fā)動機設(shè)置為①狀態(tài)，目前玉米收獲機設(shè)計的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，通過圖3不難看出，發(fā)動機在額定轉(zhuǎn)速時扭矩并不是最大的。

從圖1～圖3可以看出，發(fā)動機在n1轉(zhuǎn)速時的扭矩、油耗、功率是比較經(jīng)濟的。玉米收獲機在設(shè)計時就將發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)速設(shè)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(zhuǎn)場運輸速度進行優(yōu)化設(shè)計。

（1）主離合的皮帶輪直徑

D1：主離合皮帶輪直徑。D2：現(xiàn)在主離合皮帶輪直徑。

n1：設(shè)計發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)速。

圖4 玉米收獲機傳動圖

（2）玉米收獲機收獲速度與轉(zhuǎn)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(jù)設(shè)計時速反推出二擋速比，同時考慮整車的驅(qū)動力是否滿足作業(yè)需要。

轉(zhuǎn)場運輸速度的確定：轉(zhuǎn)場運輸速度就是一檔、二擋、三擋，根據(jù)整車的設(shè)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(zhuǎn)場運輸速度進行優(yōu)化設(shè)計，經(jīng)過實驗玉米收獲機的耗油量有明顯降低。采用節(jié)油方案的玉米收獲機將打破現(xiàn)有玉米收獲機的設(shè)計，實現(xiàn)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(jié)構(gòu)[J].河北農(nóng)機,2013 (05).

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