農(nóng)業(yè)動力機械的技術(shù)優(yōu)化與存在問題總結(jié)

宋龍志

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

自從我國的農(nóng)業(yè)機械化促進政策實施以來，農(nóng)業(yè)機械的技術(shù)和銷量得到了快速增長。農(nóng)業(yè)機械的普及率和應(yīng)用效果的顯著提升，使農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)形式發(fā)生了質(zhì)的改變，農(nóng)民不僅從繁重的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中脫離出來，更是獲得了比以往更高的生產(chǎn)收入，農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟條件的改善使農(nóng)民具有更多的能力去更新和購買農(nóng)業(yè)機械，為我國的農(nóng)業(yè)機械化產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，農(nóng)業(yè)機械面對著農(nóng)藝技術(shù)、生產(chǎn)方式、精確農(nóng)業(yè)和綠色農(nóng)業(yè)等多方面的不斷升級，農(nóng)業(yè)機械方方面面的技術(shù)能力和先進性也應(yīng)不斷進步，為我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展提供有力支撐。

1 農(nóng)業(yè)動力機械技術(shù)現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械所涉及的范圍很廣，通常包括了常規(guī)的種植業(yè)和畜牧業(yè)，還包括了林業(yè)和漁業(yè)的相關(guān)機械。現(xiàn)階段來看農(nóng)業(yè)機械的種類得到了不斷的豐富，從其應(yīng)用的方式來看，可分為動力機械、農(nóng)田建設(shè)機械、耕整地機械、播種施肥機械、病蟲害防治機械、灌溉機械、收獲機械、農(nóng)產(chǎn)品深加工機械以及畜牧飼喂機械等很多種類。其中主要農(nóng)作物的耕種收機械在我國農(nóng)業(yè)機械中占據(jù)了較大的比例，近年來的應(yīng)用普及速度得到了快速的提升，圖1為2010—2018年我國的耕種收機械化水平的發(fā)展情況，可見耕種收農(nóng)業(yè)機械在相對較高的普及率下仍有較快的發(fā)展速度[1]。

圖1 2010—2018年我國耕種收機械發(fā)展情況

農(nóng)業(yè)動力機械是為耕種收等眾多行進式作業(yè)機械和排灌、飼喂等農(nóng)業(yè)機械運行提供動力的基礎(chǔ)型機械，從目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)看，應(yīng)用較多的農(nóng)業(yè)動力機械為柴油機、汽油機和電動機，除這三種類型的機械外，還包括了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的發(fā)電機、風力機、水輪機等，只是這些機械近年來在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用逐漸減少，本文僅以柴油機、汽油機和電動機這三類主要動力機械為基礎(chǔ)進行分析說明。

柴油機是目前行進式農(nóng)業(yè)機械中的主要動力源，其具有燃油經(jīng)濟性好、動力充沛、工作可靠、熱效率高等優(yōu)點，其技術(shù)水平近年來也得到了快速的提升。汽油機在小型的農(nóng)業(yè)機械上應(yīng)用較多，例如水稻插秧機、擔架式噴藥機、采茶機、脫粒機、單旋翼無人機等，汽油機具有體積小巧、適應(yīng)性好、重量輕、運轉(zhuǎn)平順的優(yōu)點，適合多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)境。電動機在我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，例如農(nóng)田排灌機、背負式噴霧機等設(shè)備均需要電動機作為動力支持，隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，電動機以其節(jié)能環(huán)保的特點，使其應(yīng)用范圍也逐步擴大，在新能源技術(shù)的支持下，電動拖拉機、電動插秧機等相關(guān)研究紛紛取得了較好的發(fā)展[2]。

2 農(nóng)業(yè)動力機械存在的問題

2.1 動力配套的不合理問題

從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際應(yīng)用來看，受到我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)營模式的限制，小面積農(nóng)田經(jīng)營仍占據(jù)著較大的比例。導致生產(chǎn)過程中所配套的各種農(nóng)業(yè)機械以小型居多，小型農(nóng)機配套的動力機械通常比較落后。以柴油拖拉機為例，現(xiàn)階段生產(chǎn)中使用的多為35 kW(48馬力)以下的機型，不僅動力和性能相對落后，而且使用可靠性方面也與先進的大動力設(shè)備存在較大的差距。而電動機更是存在著同樣的問題，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可應(yīng)用的電動機來看，其實際的輸出和負載能力十分有限，目前還很難實現(xiàn)在中大型行進作業(yè)的農(nóng)機上應(yīng)用，現(xiàn)階段先進農(nóng)用電動機實際的工作能力達不到58.8 kW(80馬力)以上的柴油機水平。這說明一方面柴油機的先進產(chǎn)品應(yīng)用不足，小馬力、低轉(zhuǎn)速的產(chǎn)品過多，造成了比較嚴重的能源浪費和環(huán)境污染問題，同時新能源農(nóng)機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用還不能完全替代傳統(tǒng)柴油機，且其成本較高，使用過程與傳統(tǒng)機型存在一定的差異性[3]。

2.2 技術(shù)先進性有待提高

我國對于動力機械的生產(chǎn)技術(shù)在先進性方面與發(fā)達國家相比仍存在較大的差距，很多企業(yè)在對農(nóng)機產(chǎn)品進行研發(fā)和升級的過程中，往往只重視農(nóng)機產(chǎn)品本身的功能和可靠性等方面的改進，而對于動力機械產(chǎn)品的合理選型、功能匹配等方面的研究相對較少，導致很多農(nóng)業(yè)機械存在著柴油機、汽油機、電動機等與實際的農(nóng)業(yè)機械工作狀態(tài)不匹配，造成了動力過剩或動力不足等問題。同時農(nóng)業(yè)動力機械產(chǎn)品的制造企業(yè)對于機具的性能提升能力十分有限，針對動力機械的研發(fā)重點往往在于動力性能方面，而對于節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、輕量化設(shè)計、高精度制造與裝配等方面的開發(fā)與發(fā)達國家相比存在較大的差距。

2.3 新能源動力機械普及緩慢

我國農(nóng)業(yè)新能源動力機械以電動機為主進行普及，而在普及和實施的過程中，電動機更多的以有線供電的方式進行工作，這種工作方式傳承于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并沒有產(chǎn)生明顯的技術(shù)進步，而對于無線移動式動力機械，實際的應(yīng)用和普及率很低，總體上來看除電機性能方面的因素外，還涉及到移動電池技術(shù)的能力，新能源農(nóng)機的可靠作業(yè)時間無法得到保證，也是導致新能源動力機械普及緩慢的原因之一[4]。

3 農(nóng)業(yè)動力機械的技術(shù)優(yōu)化方向

3.1 優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的動力配置

從現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械使用的實際情況出發(fā)，分析農(nóng)業(yè)機械動力配置不合理問題產(chǎn)生的原因，并采取科學的方式來優(yōu)化農(nóng)業(yè)動力機械的使用情況。可通過國家的政策引導，鼓勵農(nóng)民進一步優(yōu)化生產(chǎn)模式，通過合作經(jīng)營的模式消除小塊耕地之間的界限，進一步提高農(nóng)業(yè)土地的利用率，使耕地實現(xiàn)連片化的規(guī)模生產(chǎn)，為中大型先進農(nóng)機的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。同時利用動力機械的排放政策強制報廢技術(shù)過于落后的老舊柴油機和汽油機，實現(xiàn)動力機械的及時更新?lián)Q代。

3.2 加強先進動力機械技術(shù)的研發(fā)

農(nóng)用柴油機、汽油機和電動機的生產(chǎn)企業(yè)與研發(fā)機構(gòu)應(yīng)加強針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際需求的先進機械產(chǎn)品的研制，在提高機械性能的同時，重視節(jié)能減排、可靠性和自動化程度的提升，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的動力機械產(chǎn)品實現(xiàn)全方位的品質(zhì)提升。同時，為更好地適應(yīng)新能源農(nóng)機的發(fā)展要求，電動機的生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)針對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點，加強高負載、低功耗的先進電動機產(chǎn)品的研發(fā)，必要時積極引進國外先進技術(shù)，不斷提升自身實力。

3.3 做好農(nóng)機產(chǎn)品與動力機械的配套

自主農(nóng)機企業(yè)應(yīng)徹底擺脫傳統(tǒng)農(nóng)機研發(fā)和設(shè)計過程中的粗放習慣，積極利用先進的計算機設(shè)計軟件實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)功能的精細化設(shè)計，并通過仿真分析等方式確定所需的配套動力條件，根據(jù)科學分析后的結(jié)果來選擇適合的動力機械產(chǎn)品。在動力機械的選型時，要積極與動力機械廠家進行技術(shù)溝通，充分了解待選產(chǎn)品的性能特點和適用條件，避免選型的盲目性，確保動力機械在農(nóng)機產(chǎn)品上發(fā)揮出最大效能。

4 結(jié)語

我國農(nóng)業(yè)動力機械的應(yīng)用水平近年來取得了顯著的進步，但在機械性能和可靠性等方面與國際先進技術(shù)相比仍存在較大差距，這需要政府、農(nóng)機企業(yè)、動力機械生產(chǎn)企業(yè)積極配合，不僅攻克技術(shù)瓶頸，還要不斷優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)政策，使農(nóng)業(yè)動力機械的發(fā)展與應(yīng)用實現(xiàn)良性循環(huán)，促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更合理化發(fā)展。