機具的合理選型與配備

蘇禮春

目前，我國農機具配備具有如下特點：動力機具多、配套機具少，小型機具多、大中型機具較少。特別是在南方水田區，表現得更加顯著。在國外，美國和加拿大等實現全面機械化的國家，動力配備通常為1～1.2 kW/hm2；以中小型機械為主的意大利，基本實現機械化，動力配備平均為5 kW/hm2左右。而2015年，我國動力配備為6.5 kW/hm2，跟歐美國家相比，仍存在很大的差距。另外，在機具配備上仍缺乏有效的理論指導，特別是在農機具選型方面，主要依靠使用者的經驗，而且在配備過程中也缺乏全局思維，導致農機具出現過剩和短缺兩個極端現象，造成農機具系統的整體生產率不高。因此，本文將從農業生產技術模式和機具選型兩方面展開討論，為生產模式選擇及機具選型提供決策參考。

1 機械化生產模式的選擇原則

機具選擇首先要與當地所采用的機械化生產模式相適應，而生產模式的選擇須遵循以下原則。

（1）因地制宜原則。一定的農藝總是與當地的自然環境、作物種植制度及農民的種植習慣相聯系。合理的機械化技術模式的選擇，必須遵循因地制宜原則，才能在同樣的投入下，保證高產出，從而使農民的收益最大化。

（2）節約燃油原則。我國正處于農業機械化快速發展階段，按目前發展速度，燃油消耗增長量持續上升，這對資源相對不足的我國來說，是一個嚴峻考驗。燃油消耗的大幅度增長也將成為阻礙農業機械化發展的一大障礙，不利于現代農業建設。降低燃油消耗是當前我國經濟社會發展的要求，因此，選取節油性機械化技術模式至關重要。

（3）效益明顯原則。合理的機械化技術模式，必須效益明顯，即以最小的投入，得到盡可能大的產出，才能使農民樂于接受。這不僅僅是局限于眼前利益，更重要的是從全面、長遠、系統的觀點去考慮。

2 配套機具選型方法

農機具配備，是指將農業生產過程機械化所需要的各種動力和作業機械有機結合，構成農機具系統，以實現給定的農業生產功能，包括選型、配套及機組數量的確定。作為一個系統，在農業生產過程中進行各項作業的機具應具有較好的適應性，在結構參數、運用參數和作業工序之間存在一定的協調關系，既能滿足農業生產的技術要求，又能達到較好的經濟效果。農機具系統選型配套應考慮農機具的適應性、動力性、經濟性、可靠性、安全性。

2.1 作業機具選型原則

對已選定的機械化生產模式，選取與其相對應的作業機具。首先，應從因地制宜性來考慮，選取的機具能適應各典型區域的自然條件和農業條件，滿足各種農作物生產環節的農藝要求及優質高產高效農業生產目標的要求。如在丘陵山區，應逐步推廣小型聯合收獲機、水稻步進式插秧機和小型的小麥保護性耕作種植機械；在平原地區，機具配備應趨于大型化，應加大高速乘坐式插秧機，集開溝、滅茬、播種、施肥、覆土、鎮壓等多道工序于一體的大型小麥保護性種植機械和帶秸稈粉碎的大型聯合收獲機等機具所占的比例，特別在水旱輪作區，可配備兼收水稻和小麥的水旱聯合收獲機。

其次，從燃油節約性原則來看，應盡量選取復式作業機具和多功能作業機具，從而降低油耗，也可避免因拖拉機進地次數多帶來的土壤壓實，同時機具技術結構先進、能耗低、損失小。如在經濟條件較好的平原地區，在機具配備呈大型化的同時，有能力發展高性能和節油型機具。

另外，還應該滿足以下條件：

（1）農機具性價比高，經濟實用，零部件通用性和互換性較好。

（2）農機具工作穩定可靠，操作簡單、方便和安全，可維護性好。

（3）機型少而精，以滿足經濟合理的需求為度。

2.2 動力機具與配套機具之間的合理配備

在做機具選型時，進行動力與配套機具的組合中，也必須遵循一定的原則。從發動機工作負荷的特性曲線可以看出，在一定的使用范圍內，拖拉機的耗油率是隨著發動機負荷的增加而下降，在接近滿負荷狀態下工作，耗油率最低。這就說明動力機械與作業機具的配套不但要求在尺寸上協調，而且要求在功率上匹配，能夠充分利用動力機械的功率。因此，選定動力機械和作業機具之后，需要進行二者的功率匹配驗算。作業機具所需要功率可按以下公式計算：

式中：NT為拖拉機牽引功率，kW；ηT為牽引效率；v為機組作業的最適宜的工作速度，km/h；k為機組牽引工作中的比阻，N/m；b為農機具的作業幅寬，m。

用上式算出的Ne與所選的拖拉機發動機的額定功率NeH對照，應使Ne＜NeH，且接近，就算是合理匹配了；但是應留有一定的功率儲備以防止超負荷。Ne與NeH之比，稱為發動機負荷系數ζN,即：

負荷系數因作業而異，一般負荷系數在0.8左右，則稱為動力機械與作業機械功率匹配。如果功率不相匹配，則應調整農機具工作幅寬，或改變拖拉機類型，也可以采用不同作業速度進行調整，必要時可采用大小拖拉機搭配的方式組成配套機具，但必須經濟合理。

下面舉一個例子說明機具的功率匹配。例如：要給型號為1GN-175的旋耕機配備動力機，該機具幅寬為1.8 m，已知該旋耕機作業速度為6 km/h，作業比阻為11 kN/m，若牽引效率ηT為0.85，則

因此，選取的拖拉機動力應當超過38.8 kW，且超過幅度不大。若功率不匹配，可在作業過程中調整作業速度，從而使機組在接近滿負荷的狀態下進行作業，達到省油的目的。