河北中农博远农业装备有限公司 宁昭雷

玉米收获机节油方案的研究

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玉米收获机是近几年来农业机械当中发展最迅速的一种机械设备，随着国家对环保工作的重视，发动机的排放标准也由二阶段升级为三阶段，发动机的节油设计成为新的研究课题。

玉米收获机；节油

随着国家对环境保护工作的重视，玉米收获机行业为了响应国家的号召，发动机的排放标准由二阶段升级为三阶段即发动机喷油泵由机械控制更改为电喷控制。根据反馈，三阶段发动机的耗油量相对于二阶段发动机的耗油量要高，从购机用户的角度考虑，玉米收获机收获一亩地的服务价格没有提高，耗油量提高就相当于玉米收获机购机用户的收入降低了。

如何才能降低玉米收获机的耗油量成为主机厂需要研究的新课题。玉米收获机在收获期间最多的是收获时间，转场时间相对来说较少，而且转场时发动机的负载较小，动力需求较小，油耗较小。收获过程中发动机的负载较大，动力需求较大，油耗较大。

功率越大，就证明发动机在单位时间内做功能力越强，那么能给玉米收获机提供的动能也越大；扭力越大，给玉米收获机提供的牵引力就越大。在档位不变的情况下，发动机转速提高，玉米收获机的速度也就随之提高。

以下公式可计算出发动机的有效功率：

其中：Te——有效转矩N·M，N——发动机转速r/min。

发动机的功率降低，发动机一小时耗油量的计算为：

W=P×Q，W：耗油量，P：功率，Kw：发动机每千瓦每小时的耗油，g/Kw·h。

图1 功率随发动机转速变化曲线

图2 燃油消耗率随发动机转速变化曲线

根据发动机的转速与功率、燃油消耗率的关系分析得出，玉米收获机节油应该从两个方面来考虑：一是转场过程；二个是收获过程。

首先将发动机的功率设置为两种状态：①发动机最大功率；

②满足转场过程中所需要的功率。

转场过程：在转场过程中将发动机设置为②状态，通过降低发动机的功率达到节油的目的。

图3 扭矩随发动机转速变化曲线

收获过程：在收获过程中将发动机设置为①状态，目前玉米收获机设计的发动机转速为额定转速，通过图3不难看出，发动机在额定转速时扭矩并不是最大的。

从图1～图3可以看出，发动机在n1转速时的扭矩、油耗、功率是比较经济的。玉米收获机在设计时就将发动机的输出转速设计为n1，由于玉米收获机的传动主要为主离合带动做功部件，解决该问题的主要方法就是通过对主离合皮带轮直径和玉米收获机收获速度与转场运输速度进行优化设计。

（1）主离合的皮带轮直径

D1：主离合皮带轮直径。D2：现在主离合皮带轮直径。

n1：设计发动机的输出转速。

图4 玉米收获机传动图

（2）玉米收获机收获速度与转场运输速度

收获速度的确定：在收获时允许使用的档位为一档和二挡，根据设计时速反推出二挡速比，同时考虑整车的驱动力是否满足作业需要。

转场运输速度的确定：转场运输速度就是一档、二挡、三挡，根据整车的设计的最高时速计算出三挡的速比。

通过对主离合皮带轮直径和玉米收获机收获速度与转场运输速度进行优化设计，经过实验玉米收获机的耗油量有明显降低。采用节油方案的玉米收获机将打破现有玉米收获机的设计，实现玉米收获机的又一次进步，具有较高的性价比和推广价值。

[1]周浩.浅谈玉米收获机的果穗箱结构[J].河北农机,2013 (05).

宁昭雷，男，1986年出生，河北省石家庄市藁城区人，本科，助理工程师，研究方向：玉米收获机的智能化。