河北中農(nóng)博遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備有限公司 聶曉偉 寧昭 雷趙飛

全液壓驅(qū)動(dòng)玉米收獲機(jī)節(jié)油方案的設(shè)計(jì)計(jì)算

河北中農(nóng)博遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備有限公司 聶曉偉 寧昭 雷趙飛

近年來(lái)隨著玉米收獲機(jī)的發(fā)展，靜液壓技術(shù)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于玉米收獲機(jī)，全液壓驅(qū)動(dòng)玉米收獲機(jī)主要用于玉米的聯(lián)合收獲作業(yè)，可一次完成玉米的摘穗、輸送、剝皮、收集、秸稈粉碎還田等一系列作業(yè)，屬于一種綜合性的聯(lián)合作業(yè)大型農(nóng)機(jī)具。行走采用靜液壓驅(qū)動(dòng)方式，割臺(tái)、升運(yùn)器、剝皮機(jī)、振動(dòng)篩均是由液壓驅(qū)動(dòng)。

圖1 全液壓玉米收收獲機(jī)外形圖

1 主要參數(shù)

最高時(shí)速：25km/h；整車(chē)重量m：8t；驅(qū)動(dòng)輪半徑r：665mm；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：n；行走液壓泵容積效率ηvp：0.98；最大上坡度Gmax：40%（對(duì)應(yīng)上坡角度a：21.8°）；液壓馬達(dá)的機(jī)械效率ηmm：0.94；滾動(dòng)阻力系數(shù)f：0.05；加速阻力折算系數(shù)a:0.015；行走泵的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值i；轉(zhuǎn)向泵的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值i2；驅(qū)動(dòng)裝置補(bǔ)油壓力pb：2.4Mpa；驅(qū)動(dòng)裝置的最大壓力pmax：40Mpa。

2 節(jié)油方案計(jì)算

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)更改為雙功率發(fā)動(dòng)機(jī)

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)的最大設(shè)計(jì)功率：118kW。

（2）轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率設(shè)計(jì)為50kW。

目前大部分玉米收獲機(jī)的收獲速度為：I檔最高行走速度: V1=3.983km/h；II檔最高行走速度：V2=8.84km/h；III檔最高行走速度V3=25km/h。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，玉米收獲機(jī)的最大行走功率發(fā)生在Ⅰ檔最高時(shí)速最大坡度坡道時(shí)，此時(shí)玉米收獲機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率需求最大：

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸時(shí)與收獲作業(yè)時(shí)區(qū)別設(shè)計(jì)

圖2

經(jīng)過(guò)查詢發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)：發(fā)動(dòng)機(jī)1800r/min的功率與2200r/min時(shí)的功率相差不到1kW，扭矩增加了140N·m左右。確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為2200r/min，收獲時(shí)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為1800r/min。

（1）需要解決的問(wèn)題：①收獲速度不能改變：在收獲狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1800r/min，行走泵的供油量降低，壓力變化不大。由于行走泵提供的流量降低，行走馬達(dá)的轉(zhuǎn)速也會(huì)下降，整車(chē)的行走速度就會(huì)降低，需要解決的問(wèn)題就是保證整車(chē)收獲時(shí)的收獲速度（即二擋的速度不變）；②轉(zhuǎn)向不能受到影響；③其它工作部件的轉(zhuǎn)速不變；

（2）解決方案：①將收獲時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為1800r/min就需要改變現(xiàn)在的二檔速比I：

保證收獲時(shí)最高速度為8.84Km/h。

②發(fā)動(dòng)機(jī)行走時(shí)的轉(zhuǎn)速為2200r/min，收獲時(shí)的轉(zhuǎn)速為1800r/min，轉(zhuǎn)向泵的流量會(huì)發(fā)生變化，只需要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)能否滿足轉(zhuǎn)向要求，經(jīng)過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)向泵的流量Qv=8.424L/min，Vg=10ml/r。轉(zhuǎn)向泵需要的公稱(chēng)恒流量為8～10L/min，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由2200變?yōu)?800，能夠滿足轉(zhuǎn)向要求。

3 結(jié)果計(jì)算

在收獲時(shí)以1小時(shí)為單位比較發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗：發(fā)動(dòng)機(jī)1800r/min的油耗：W1=Q1×p×h=24.32kg。發(fā)動(dòng)機(jī)2200r/min的油耗W2=Q2×p×h=25.71kg，得出在收獲時(shí)節(jié)油達(dá)到5.4%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上兩個(gè)方面的節(jié)油控制，能夠在很大程度上節(jié)省油耗，降低購(gòu)機(jī)者的負(fù)擔(dān)，該方案是從做出的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)油，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值及推廣價(jià)值。節(jié)能減排、提高效率、不斷創(chuàng)新，才能走出一條具有中國(guó)特色的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)之路。

[1]趙飛,楊勝男,聶曉偉.自走式果園升降平臺(tái)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2016(11).

聶曉偉，女，1987年出生，助理工程師，研究方向：農(nóng)機(jī)智能化。