農業(yè)動力機械的技術優(yōu)化與存在問題總結

宋龍志

(黑龍江省農業(yè)機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

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

1 農業(yè)動力機械技術現(xiàn)狀

農業(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)的相關機械?，F(xiàn)階段來看農業(yè)機械的種類得到了不斷的豐富，從其應用的方式來看，可分為動力機械、農田建設機械、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、農產品深加工機械以及畜牧飼喂機械等很多種類。其中主要農作物的耕種收機械在我國農業(yè)機械中占據了較大的比例，近年來的應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、飼喂等農業(yè)機械運行提供動力的基礎型機械，從目前的農業(yè)生產看，應用較多的農業(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)生產過程中應用的發(fā)電機、風力機、水輪機等，只是這些機械近年來在農業(yè)生產中應用逐漸減少，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進行分析說明。

柴油機是目前行進式農業(yè)機械中的主要動力源，其具有燃油經濟性好、動力充沛、工作可靠、熱效率高等優(yōu)點，其技術水平近年來也得到了快速的提升。汽油機在小型的農業(yè)機械上應用較多，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、適應性好、重量輕、運轉平順的優(yōu)點，適合多種農業(yè)生產的作業(yè)環(huán)境。電動機在我國傳統(tǒng)的農業(yè)生產中發(fā)揮著重要作用，例如農田排灌機、背負式噴霧機等設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，使其應用范圍也逐步擴大，在新能源技術的支持下，電動拖拉機、電動插秧機等相關研究紛紛取得了較好的發(fā)展[2]。

2 農業(yè)動力機械存在的問題

2.1 動力配套的不合理問題

從農業(yè)生產的實際應用來看，受到我國農業(yè)生產中經營模式的限制，小面積農田經營仍占據著較大的比例。導致生產過程中所配套的各種農業(yè)機械以小型居多，小型農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備存在較大的差距。而電動機更是存在著同樣的問題，從農業(yè)生產上可應用的電動機來看，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)的農機上應用，現(xiàn)階段先進農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品應用不足，小馬力、低轉速的產品過多，造成了比較嚴重的能源浪費和環(huán)境污染問題，同時新能源農機在農業(yè)生產中的應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 技術先進性有待提高

我國對于動力機械的生產技術在先進性方面與發(fā)達國家相比仍存在較大的差距，很多企業(yè)在對農機產品進行研發(fā)和升級的過程中，往往只重視農機產品本身的功能和可靠性等方面的改進，而對于動力機械產品的合理選型、功能匹配等方面的研究相對較少，導致很多農業(yè)機械存在著柴油機、汽油機、電動機等與實際的農業(yè)機械工作狀態(tài)不匹配，造成了動力過?；騽恿Σ蛔愕葐栴}。同時農業(yè)動力機械產品的制造企業(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、結構優(yōu)化、輕量化設計、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)的生產方式，并沒有產生明顯的技術進步，而對于無線移動式動力機械，實際的應用和普及率很低，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的能力，新能源農機的可靠作業(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 農業(yè)動力機械的技術優(yōu)化方向

3.1 優(yōu)化農業(yè)機械的動力配置

從現(xiàn)階段農業(yè)機械使用的實際情況出發(fā)，分析農業(yè)機械動力配置不合理問題產生的原因，并采取科學的方式來優(yōu)化農業(yè)動力機械的使用情況?？赏ㄟ^國家的政策引導，鼓勵農民進一步優(yōu)化生產模式，通過合作經營的模式消除小塊耕地之間的界限，進一步提高農業(yè)土地的利用率，使耕地實現(xiàn)連片化的規(guī)模生產，為中大型先進農機的應用創(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的研發(fā)

農用柴油機、汽油機和電動機的生產企業(yè)與研發(fā)機構應加強針對農業(yè)生產實際需求的先進機械產品的研制，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，使農業(yè)生產的動力機械產品實現(xiàn)全方位的品質提升。同時，為更好地適應新能源農機的發(fā)展要求，電動機的生產企業(yè)還應針對我國農業(yè)生產的特點，加強高負載、低功耗的先進電動機產品的研發(fā)，必要時積極引進國外先進技術，不斷提升自身實力。

3.3 做好農機產品與動力機械的配套

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

4 結語

我國農業(yè)動力機械的應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相比仍存在較大差距，這需要政府、農機企業(yè)、動力機械生產企業(yè)積極配合，不僅攻克技術瓶頸，還要不斷優(yōu)化農業(yè)生產政策，使農業(yè)動力機械的發(fā)展與應用實現(xiàn)良性循環(huán)，促進我國農業(yè)生產向更合理化發(fā)展。