玉米收获机节油方法研究

杨铁花

摘要：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。文章介绍了玉米收获机节油方法。

关键词：玉米;收获机;节油方法

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。

1玉米收获机的总体结构特点

1.1玉米收获机的种类

现阶段使用的玉米收获机按照结构形式大体可分为自走式玉米收获机和背负式玉米收获机两类，自走式玉米收获机多为大中型整体机型，功能齐备，具有良好的动力系统和底盘结构，以及扶禾、摘穗、输送、剥皮、收集和秸秆切碎等功能，一次作业可同时收获4行以上的玉米，能够独自完成全部的玉米收获任务，效率高，同时售价也比较高，适用于大面积玉米耕地作业使用。背负式玉米收获机多为小型农机，与中小马力拖拉机进行配套使用，其动力多由拖拉机的动力输出轴提供，同时拖拉机还为配套的收获机提供液压动力和行驶动力，功能齐备的背负式收获机也能实现切割、喂入、扶禾、摘穗、输送、剥皮、收集等功能，只是每次作业只能收割1—3行，作业效率较低，行驶速度慢，只适用于面积小的耕地使用，售价较低，农民易于接受。

1.2玉米收获机的总体结构

下面以自走式玉米收获机为例说明玉米收获机的结构原理，自走式玉米收获机主要包括了发动机、驱动桥、割台、升运器、剥皮机、果穗收集箱、切碎还田装置、转向控制系统、液压系统及自动化系统等众多结构，能够在作业过程中一次完成摘穗、果穗输送、剥皮、再次输送、果穗收集、秸秆切碎还田和玉米苞皮排除等全部功能。

作业中，匀速行驶的收获机首先将玉米秸秆通过扶禾器引导进入割台位置，摘穗辊转动过程将秸秆牵引拖拽，并利用两辊间隙将玉米果穗摘下，摘下的果穗在输送机构的作用下向后方搅龙运动，并进入升运器中送往剥皮机;而摘穗后的秸秆则在摘穗辊的碾压和拉拽下到达割台下部，在刀具的转动作用下被切碎，并抛撒于田间。玉米果穗经剥皮机去除表皮后，由二次输送装置送入果穗箱完成收集，剥下的苞叶经剥皮机排杂后也被切碎进行还田处理，此过程中掉落的籽粒还能被统一收集再利用。

2关键部件的结构功能

（1）割台。割台是玉米收获机的核心功能部件，主要用来实现玉米秸秆喂入、摘穗和秸秆下拉的功能，现阶段使用的玉米收获机的割台结构功能大体相同，只在摘穗原理上略有差异，按照摘穗结构的不同可分为摘穗辊摘穗和摘穗板摘穗两种，摘穗辊的优点是效率高、适应能力强，摘穗板的优点是玉米果穗的尾部籽粒损失小，但对秸秆的拉断问题明显，适应性不好，现阶段使用较多的为摘穗辊式割台。

（2）剥皮机。主要包括了压送装置、剥皮辊、排杂搅龙或往复筛、苞皮切碎装置及籽粒回收结构等，在摘穗后的玉米由升运器输送并掉落于剥皮机上部，果穗在分流板的作用下均匀的进入剥皮机，由于自身重力的作用，果穗的轴线方向多与剥皮辊保持平行，果穗受到压送装置的作用，以一定的压力贴合在剥皮辊上，转动的剥皮辊依靠表面摩擦力将玉米苞皮去除，去除苞皮后的玉米经再次输送进入果穗收集箱，苞皮被切碎装置切碎后排于田间，掉落的籽粒被回收结构收集。

3技术优化方向

3.1加强自动控制系统的应用与研究

现阶段我国自走式玉米收获机的研制多注重于机械技术上的进步，对于自动化方向的应用相对较少，玉米收获机作为先进的大型农机，要真正实现驾驶过程的优化和功能的提升，必须要加强自动化技术的应用。以现阶段相对成熟的机械结构为基础，将电子控制技术、检测技术、数据显示、GPS等多种先进技术应用到自走式玉米收获机上，帮助驾驶员明确收获机各部件的工作情况，方便检查各关键部位有无异常，以此减少作业过程中的故障概率，并提升驾驶员的驾驶舒适性降低操作难度，从而获得更好的驾驶体验。

3.2探索传动技术和能源利用新技术

传统的自走式玉米收获机多采用单一的机械传动技术，仅在位置调整等功能上应用了液压技术，这造成了机械结构复杂、整机质量过大、不利于技术优化和能源节约。在未来的发展中，玉米收获机应在传统的燃油动力基础上积极引进新能源技术，并在传统结构上将机械传动更多的用电动机和液压马达替代，能显著简化农机传动结构，使机械整体质量更轻，结构更为紧凑，对于提高能源利用率和减轻污染也很有好处。

3.3收获机节油方案

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。

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，发动机在额定转速时扭矩并不是最大的。

发动机在转速时的扭矩、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。

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計算出三挡的速比。

3.4推广适合地域特色的玉米联合收获机

我省所需机型应是功率大、效率高，以收穗型为主，应具有剥皮功能，能一次完成摘穗、剥皮、装车和秸秆粉碎还田或秸秆收集等玉米作物收获全过程作业，适合垄作的对行收获，但须有强制喂入功能;能够有效收获含水率较低的果穗，能够收割结穗位置较高的玉米，不漏穗;能够有效收获枯熟期时易折、下垂率高的玉米穗，粉碎韧性较强的秸秆，秸秆长度10cm以下;背负式玉米收获机应与70马力以上的大型拖拉机匹配，确保功率储备以便实现机具多项作业。在机械性能方面要容易操作控制，设计合理，操作简便，能与保有量多的拖拉机配套使用;收获时自行开道，玉米收获机秸秆处理方式可根据用户需求自愿选择。推广使用作业性能稳定、作业效率高、果穗丢失率低的玉米联合收获机。

结语

通过对国内外玉米收获机进行特点比较和未来发展趋势展望，说明我国玉米收获机技术还在发展的路上，只有不断进行符合实际的创新，才能真正研发出专业化、智能化的玉米收获机，才能为推动我国农业发展做出贡献。

参考文献

[1]耿爱军.国内外玉米收获机械发展现状及展望[J].农机化研究，2016（4）：251—257.

[2]徐伯翰.穗茎兼收型玉米联合收割机发展现状[J].农业与技术，2018（23）：61-62，147.