农业动力机械的技术优化与存在问题总结

2021-05-14宋龙志

农机使用与维修 2021年5期

宋龙志

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

0 引言

自从我国的农业机械化促进政策实施以来，农业机械的技术和销量得到了快速增长。农业机械的普及率和应用效果的显著提升，使农业的生产形式发生了质的改变，农民不仅从繁重的农业生产中脱离出来，更是获得了比以往更高的生产收入，农村地区经济条件的改善使农民具有更多的能力去更新和购买农业机械，为我国的农业机械化产业发展创造了良好的条件。在科学技术快速发展的今天，农业机械面对着农艺技术、生产方式、精确农业和绿色农业等多方面的不断升级，农业机械方方面面的技术能力和先进性也应不断进步，为我国农业的快速发展提供有力支撑。

1 农业动力机械技术现状

农业机械所涉及的范围很广，通常包括了常规的种植业和畜牧业，还包括了林业和渔业的相关机械。现阶段来看农业机械的种类得到了不断的丰富，从其应用的方式来看，可分为动力机械、农田建设机械、耕整地机械、播种施肥机械、病虫害防治机械、灌溉机械、收获机械、农产品深加工机械以及畜牧饲喂机械等很多种类。其中主要农作物的耕种收机械在我国农业机械中占据了较大的比例，近年来的应用普及速度得到了快速的提升，图1为2010—2018年我国的耕种收机械化水平的发展情况，可见耕种收农业机械在相对较高的普及率下仍有较快的发展速度[1]。

图1 2010—2018年我国耕种收机械发展情况

农业动力机械是为耕种收等众多行进式作业机械和排灌、饲喂等农业机械运行提供动力的基础型机械，从目前的农业生产看，应用较多的农业动力机械为柴油机、汽油机和电动机，除这三种类型的机械外，还包括了传统生产过程中应用的发电机、风力机、水轮机等，只是这些机械近年来在农业生产中应用逐渐减少，本文仅以柴油机、汽油机和电动机这三类主要动力机械为基础进行分析说明。

柴油机是目前行进式农业机械中的主要动力源，其具有燃油经济性好、动力充沛、工作可靠、热效率高等优点，其技术水平近年来也得到了快速的提升。汽油机在小型的农业机械上应用较多，例如水稻插秧机、担架式喷药机、采茶机、脱粒机、单旋翼无人机等，汽油机具有体积小巧、适应性好、重量轻、运转平顺的优点，适合多种农业生产的作业环境。电动机在我国传统的农业生产中发挥着重要作用，例如农田排灌机、背负式喷雾机等设备均需要电动机作为动力支持，随着节能环保理念的深入人心，电动机以其节能环保的特点，使其应用范围也逐步扩大，在新能源技术的支持下，电动拖拉机、电动插秧机等相关研究纷纷取得了较好的发展[2]。

2 农业动力机械存在的问题

2.1 动力配套的不合理问题

从农业生产的实际应用来看，受到我国农业生产中经营模式的限制，小面积农田经营仍占据着较大的比例。导致生产过程中所配套的各种农业机械以小型居多，小型农机配套的动力机械通常比较落后。以柴油拖拉机为例，现阶段生产中使用的多为35 kW(48马力)以下的机型，不仅动力和性能相对落后，而且使用可靠性方面也与先进的大动力设备存在较大的差距。而电动机更是存在着同样的问题，从农业生产上可应用的电动机来看，其实际的输出和负载能力十分有限，目前还很难实现在中大型行进作业的农机上应用，现阶段先进农用电动机实际的工作能力达不到58.8 kW(80马力)以上的柴油机水平。这说明一方面柴油机的先进产品应用不足，小马力、低转速的产品过多，造成了比较严重的能源浪费和环境污染问题，同时新能源农机在农业生产中的应用还不能完全替代传统柴油机，且其成本较高，使用过程与传统机型存在一定的差异性[3]。

2.2 技术先进性有待提高

我国对于动力机械的生产技术在先进性方面与发达国家相比仍存在较大的差距，很多企业在对农机产品进行研发和升级的过程中，往往只重视农机产品本身的功能和可靠性等方面的改进，而对于动力机械产品的合理选型、功能匹配等方面的研究相对较少，导致很多农业机械存在着柴油机、汽油机、电动机等与实际的农业机械工作状态不匹配，造成了动力过剩或动力不足等问题。同时农业动力机械产品的制造企业对于机具的性能提升能力十分有限，针对动力机械的研发重点往往在于动力性能方面，而对于节能环保、结构优化、轻量化设计、高精度制造与装配等方面的开发与发达国家相比存在较大的差距。

2.3 新能源动力机械普及缓慢

我国农业新能源动力机械以电动机为主进行普及，而在普及和实施的过程中，电动机更多的以有线供电的方式进行工作，这种工作方式传承于传统的生产方式，并没有产生明显的技术进步，而对于无线移动式动力机械，实际的应用和普及率很低，总体上来看除电机性能方面的因素外，还涉及到移动电池技术的能力，新能源农机的可靠作业时间无法得到保证，也是导致新能源动力机械普及缓慢的原因之一[4]。

3 农业动力机械的技术优化方向

3.1 优化农业机械的动力配置

从现阶段农业机械使用的实际情况出发，分析农业机械动力配置不合理问题产生的原因，并采取科学的方式来优化农业动力机械的使用情况。可通过国家的政策引导，鼓励农民进一步优化生产模式，通过合作经营的模式消除小块耕地之间的界限，进一步提高农业土地的利用率，使耕地实现连片化的规模生产，为中大型先进农机的应用创造有利条件。同时利用动力机械的排放政策强制报废技术过于落后的老旧柴油机和汽油机，实现动力机械的及时更新换代。

3.2 加强先进动力机械技术的研发

农用柴油机、汽油机和电动机的生产企业与研发机构应加强针对农业生产实际需求的先进机械产品的研制，在提高机械性能的同时，重视节能减排、可靠性和自动化程度的提升，使农业生产的动力机械产品实现全方位的品质提升。同时，为更好地适应新能源农机的发展要求，电动机的生产企业还应针对我国农业生产的特点，加强高负载、低功耗的先进电动机产品的研发，必要时积极引进国外先进技术，不断提升自身实力。

3.3 做好农机产品与动力机械的配套

自主农机企业应彻底摆脱传统农机研发和设计过程中的粗放习惯，积极利用先进的计算机设计软件实现农业机械结构功能的精细化设计，并通过仿真分析等方式确定所需的配套动力条件，根据科学分析后的结果来选择适合的动力机械产品。在动力机械的选型时，要积极与动力机械厂家进行技术沟通，充分了解待选产品的性能特点和适用条件，避免选型的盲目性，确保动力机械在农机产品上发挥出最大效能。