谈发动机与农机具的合理匹配

【摘 要】发动机作为拖拉机、工程机械、运输机械、排灌机械、农副产品加工机械等的配套动力，在实际使用中，不同工况的能耗是不一样的。合理匹配就是使农机的高效工况处于内燃机的最低油耗区域内，从而使单位作业的油耗接近最低点。不然，即使选用节能产品也不能做到真正节能。

【关键词】发动机；农机具；合理匹配

一、合理匹配与节能的关系

我国现在生产的中小功率柴油机，在标定工况的耗油率水平与外国先进水平相比，差距不大。但是，柴油机并不常在标定工况下工作，有些工作是部分负荷，因此，要真正达到节能要求，不仅标定工况耗油率要求低，而且部分负荷工况的耗油率也要求不明显增加，以保证柴油机的常用工况处在最低耗油率区域内，从而降低单位作业耗油量。

由上述可见，内燃机使用中还存在着严重不合理现象。节能潜力的发挥就在于合理匹配和正确使用。

二、合理匹配的原则

根据作业要求，选择好农业机械。然后根据农业机械的常用的扭矩和转速工况来选择内燃机，切忌按个别瞬间的工况点来进行选择，选择内燃机时要考虑如下原则：

1.内燃机和农业机械的功率匹配

农业机械工作条件常常变化，会出现短期超负荷现象或不满负荷现象，另外在动力传动中功率有损耗，以传动效率η传表示。为了保证农业机械正常工作，选用的内燃机标定功率要比农业机械常用的轴功率大一些。所选用的内燃机标定功率按下式计算：

N内=k（N机/η传）

式中：k——功率匹配系数；

N机——农业机械的常用轴功率；

η传——传动效率。

在工作中，当负荷较稳定时，功率匹配系数取小值，当负荷不稳定且在超负荷现象时，取大值；作业机械的轴功率较小时取较大值，轴功率较大时取较小值。此外，各型内燃机具有不同的扭矩储备系数，当扭矩储备系数较大时取较小值，扭矩储备系数较小时取较大值。

2.内燃机与农业机械在扭矩和转速规范方面的匹配

内燃机与农业机械功率合理匹配的前提条件是必须满足扭矩和转速规范的合理匹配。即所选择的扭矩和转速工况，一方面要保证农业机械作业效率和作业质量的要求，另一方面又要保证内燃机在接近标定扭矩和标定转速工况下工作。因此，要根据农业机械常用的扭矩和转速工况，参考内燃机的调速特性，来进行匹配。在胶带传动的情况下，通过该胶带的直径可以实现内燃机与农业机械的合理匹配。

柴油机与农业机械配套的传动比不适当，会造成柴油机排烟浓黑，转速上不去，这并非功率不够，调整传动比即可解决。要选择最佳的传动比，达到农业机械在高效率区，内燃机在低耗油率区域内运行。

三、内燃机与农业机械的选配

1.内燃机与排灌机械的选配

排灌机械遍布全国各地，是与内燃机配套最广的机械。正确选择排灌机械及配套内燃机，合理使用现有的排灌机械及配套内燃机，对于节能来说具有很重要的意义。

要根据所需的水量和扬程，查对水泵性能表或产品样本，选择合适的水泵。水泵的主要性能参数是转速、流量、扬程、轴功率、允许吸上真空高度等。在水泵的铭牌上介绍了这些主要性能参数。铭牌上的转速称为标定转速。其它的性能参数，如流量、扬程、轴功率、有效功率、效率和允许吸上真空高度，均为在标定转速下得出的性能参数。倘若能按照这些参数配套使用，最经济合理。但实际使用中很难在这个最佳工况点上工作。多数离心泵可是当提高或降低转速使用。但当水泵的转速发生改变时，其流量、扬程、轴功率和效率也随之变化。在使用中，应根据转速的不同而进行换算，以取得真实的数值。

一般在水泵的性能规格表中列出了高效率工作范围的3各或4个工作数据，中间的一行数据是最高效率点所对应的流量、扬程、轴功率等数据。

在选择配套时，不仅要考虑水泵实际工作时的扬程、流量是否在其特性曲线的效率最高区段，还应该考虑在这一效率的最高区段扬程、流量条件下所需功率是在内燃机调速曲线的什么区段，这一功率范围应该在调速特性曲线的低耗油率区段，而且这部分曲线要求平坦。

2.内燃机与交流发动机的选配

驱动交流发电机的内燃机，要求内燃机的转速比较稳定，不能随发电机的负荷变化而改变。内燃机与发电机的传动若为直联传动，则与一对磁极发电机配套的内燃机，工作转速为3000r/min；与两对磁极发电机配套的内燃机，工作转速为1500r/min。

3.内燃机与粉刷机的选配

目前生产和使用的粉刷机，多为锤片式的。可打击粉碎干草、秸秆和谷物籽粒。影响粉碎机工作的使用因素颇多，主要有以下四种：

（1）被粉碎物料的种类。图1表示粉碎湿度为12%-14%的高粱、玉米和燕麦籽粒时的生产率及粉碎效率。它表明，在同样的工作条件下，粉碎高粱时的效率要比粉碎燕麦大2倍，而粉碎玉米要比粉碎燕麦大1倍。这个比例在筛孔较小时增加，在筛孔加大时减少。

（2）被粉碎物料的湿度。图1表示高湿度玉米与标准湿度玉米相比较粉碎效率。在试验高粱及燕麦时获得的相似的结果。筛孔较细时，最大的差值将减小。

（3）锤片的速度。通过试验表明，每一种型号的粉碎机都有一个适宜的速度，粉碎机在此速度下工作能耗小，生产率高。如果速度过低，锤击能力下降，风速及风量不足，排粉力弱，因而生产率降低，能耗增加。如果速度过高，则鼓风机作用增大，机内涡旋作用增强，空载功率增加，物料不易排出，因而粉碎效率也会降低。此外，还会造成机器的损坏。

（4）喂入量。喂入量的变化，影响到转子的阻力，也就影响到粉碎机的粉碎效率。

粉碎机常常是长期固定、持续作业，其负荷变化较大，因而在选择与粉碎机配套的内燃机时，既要考虑上述四种因素之外，又要考虑到这一特点，依照主要的粉碎物料和生产率要求，选择配套动力范围内的内燃机。