张喜龙，刘维娜

（潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 250061）

近些年，随着国内收获机械向着高效化、大型化的方向发展，静液压驱动行走产品凭借着可以实现无级调速的能力迅速导入市场，因其调速范围广，操作简便，特别适用于倒伏和高产作物的收获工作，提高了此类作业环境下的整机作业效率，随着农业机械的机、电、液一体化技术的不断发展，静液压驱动技术在未来具有广阔的发展空间。但综合国内采用静液压驱动技术的收获机械来看，静液压行走目前仅仅停留在简单替代机械行走层面，只是发挥了液压系统的稳定性、可靠性、驾驶舒适性、布置方便性等优势，并没有深入的研究与挖掘发动机和静液压系统的匹配，没有发挥出发动机与液压系统的组合优势。

1 发动机与静液压行走系统的匹配现状

动力传递路径方面，发动机通过前端皮带轮或者后端飞轮输出动力，发动机一路与柱塞变量泵连接，用于驱动整机行走；一路与工作装置连接，如割台、脱粒、清杂风机等，用于整机收割、升运、卸粮等。具体动力输出流分配请见图1。

图1 发动机动力输出流

收获机械典型的作业循环：地头收割、调整-直线收割-卸粮，为了保持较高的作业效率，静液压行走的机型除在卸粮工况外，发动机基本上处于油门开度100%的工况下，因此收获机械发动机的常用工况区基本落在发动机最高转速区间附近，详见图2。根据柴油机发动机的万有特性，收获机械发动机的常用工况点为油耗率高的区间，这就导致了收获机械的高能耗。

图2 收获机械发动机工况区

虽然静液压行走的成为收获机行业发展趋势，但仅仅停留在由静液压驱动行走替代机械行走，没有充分利用静液压可调的输出进行两者之间的高效匹配，换句话说，现在国内的收获机械没有考虑发动机与静液压系统的匹配，只是利用了静液压系统本身的优势，将静液压系统导入，发动机的常用工况区依然在最高转速附近，高能耗问题并没有改善。

2 发动机与静液压行走系统的匹配优化

基于降低能耗角度，面对收获机械油门开度100%的作业工况，需降低发动机转速，也就是需要将常用工况区的工作转速降低，以达到降低能耗的目的。那么为什么会在静液压的收获机上进行节能研究而不是在机械行走的收获机械上进行？因为机械驱动行走的收获机械因发动机与无级变速轮用皮带直连，若降低发动机的转速，整车的行走速度随之会降低，这会导致收获效率下降；若通过加大发动机的前端输出皮带轮直径，则会造成发动机的轴系可靠性下降，为节能而降低发动机的可靠性，这是我们不愿意看到的。

静液压的收获机可以充分利用液压变量柱塞泵的无极调速及布置方便的优势，将液压变量柱塞泵直接安装在发动机后端，通过齿轮驱动液压泵，解决发动机轴系可靠性的问题，可以通过提高变量柱塞泵输入速比，同时调整提高工作装置端的输入速比，在保证整车行走速度不变的前提情况下，降低了发动机的转速，从而将发动机的常用工况区转速降低，见图3。

图3 常用工况区向低转速移动

此匹配优化思路在保证整车作业效率不变的情况下，不仅提高了发动机的可靠性、舒适性，同时大幅降低了发动机的油耗，从而达到了节能的效果。

3 结语

静液压行走是收获机械行走系统未来的发展方向，在整车采用静液压行走方案时，要充分挖掘发动机与静液压行走系统之间的匹配方式，不能形成单一系统替代思路，从动力系统匹配角度去思考最佳方案或者是未来的研究方向，才能引领行业迈向新的台阶。