農(nóng)業(yè)耕作過(guò)程拖拉機(jī)無(wú)力原因分析

琚孟隆，琚東升，李風(fēng)姣

(1.常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164；2.哈爾濱工程大學(xué),哈爾濱 150001)

0 引言

由于受到農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策變化的影響等，相較于2020年中大馬力拖拉機(jī)補(bǔ)貼銷量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的41.6萬(wàn)臺(tái)，2021年的中大馬力拖拉機(jī)市場(chǎng)出現(xiàn)了較大幅度的銷量下滑，但不少地區(qū)的農(nóng)民購(gòu)機(jī)熱情依然高漲，一線大品牌如東方紅、濰柴雷沃、東風(fēng)等的中大馬力拖拉機(jī)依然熱度不減，銷量不降反增。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，近期市場(chǎng)上用戶反饋中大馬力拖拉機(jī)作業(yè)中拉不動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力的問(wèn)題較多。發(fā)動(dòng)機(jī)工作無(wú)力是農(nóng)機(jī)作業(yè)中的常見問(wèn)題，也是農(nóng)機(jī)使用中多發(fā)的問(wèn)題之一。由于用戶反映的發(fā)動(dòng)機(jī)工作無(wú)力問(wèn)題只是一個(gè)籠統(tǒng)的說(shuō)法，具體分析后會(huì)發(fā)現(xiàn)其涉及到機(jī)具配套、轉(zhuǎn)速匹配、土壤比阻、土壤干濕度、耕作深度、耕作幅寬、發(fā)動(dòng)機(jī)本身、用戶期望值等多方面問(wèn)題，所以拖拉機(jī)作業(yè)無(wú)力問(wèn)題對(duì)用戶、拖拉機(jī)廠家、發(fā)動(dòng)機(jī)廠家造成了較大困擾，因此分析了拖拉機(jī)實(shí)際使用中出現(xiàn)作業(yè)無(wú)力時(shí)的原因及處理措施。

1 兩個(gè)典型的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力案例

案例一。豫南地區(qū)一臺(tái)904型拖拉機(jī)旋耕時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力、拉不動(dòng)，技術(shù)服務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)旋耕機(jī)轉(zhuǎn)速匹配不合理，作業(yè)時(shí)旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速過(guò)高，轉(zhuǎn)速表測(cè)速顯示數(shù)據(jù)為：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速2 300 r·min-1時(shí)，旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速約為320 r·min-1。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整后，再次測(cè)速顯示，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速2 300 r·min-1時(shí)旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速降為約270 r·min-1，之后下地試車，拖拉機(jī)旋耕作業(yè)正常，符合旋耕作業(yè)技術(shù)要求，用戶對(duì)耕作效果及作業(yè)效率較為滿意。

案例二。新疆地區(qū)一臺(tái)2004型拖拉機(jī)犁耕作業(yè)時(shí)無(wú)力、拉不動(dòng)，技術(shù)服務(wù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)配套機(jī)具有異常。對(duì)比在同一地區(qū)工作的其他2004型拖拉機(jī)，發(fā)現(xiàn)拉同樣的犁，同樣耕深，其他2004拖拉機(jī)工作正常。技術(shù)服務(wù)人員聯(lián)系發(fā)動(dòng)機(jī)廠家服務(wù)站后，服務(wù)站對(duì)該臺(tái)國(guó)三發(fā)動(dòng)機(jī)重新刷寫了技術(shù)參數(shù)，新的數(shù)據(jù)適當(dāng)提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率與扭矩，重新刷寫數(shù)據(jù)后的拖拉機(jī)試車后，犁耕作業(yè)正常，后續(xù)使用中未再反映發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力現(xiàn)象。

2 故障檢修原則

拖拉機(jī)故障檢修遵循如下原則：結(jié)合構(gòu)造，聯(lián)系原理；搞清征象，具體分析；從簡(jiǎn)到繁，由表及里；按系分段，推理篩選。

拖拉機(jī)作業(yè)時(shí)需要與不同農(nóng)機(jī)具匹配后才能進(jìn)行并完成不同作業(yè)項(xiàng)目，拖拉機(jī)在配套不同農(nóng)機(jī)具并進(jìn)行不同作業(yè)時(shí)技術(shù)要求不同，同時(shí)拖拉機(jī)的工作環(huán)境又比較惡劣，因此，拖拉機(jī)使用中的工作情況受多個(gè)因素影響，包括，農(nóng)具匹配是否合理(包括轉(zhuǎn)速、幅寬、型號(hào)、大小等)、土壤比阻是否過(guò)大、耕深是否過(guò)大、土壤濕度是否過(guò)大、作業(yè)速度是否過(guò)高、發(fā)動(dòng)機(jī)本身是否有問(wèn)題、拖拉機(jī)本身是否是“大馬拉小車”機(jī)型、拖拉機(jī)自重是否過(guò)輕、用戶的心理預(yù)期是否過(guò)高等。作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的拖拉機(jī)無(wú)力問(wèn)題，要具體分析，了解問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足只是拖拉機(jī)無(wú)力問(wèn)題中的一方面的原因。所以，在處理用戶反映的拖拉機(jī)作業(yè)無(wú)力問(wèn)題時(shí)，一定要理解為是該拖拉機(jī)作業(yè)效率低的問(wèn)題。

引起拖拉機(jī)作業(yè)效率低的原因很多，所以當(dāng)拖拉機(jī)作業(yè)中無(wú)力、拉不動(dòng)時(shí)，要確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況及拖拉機(jī)的配套農(nóng)具情況，如果配套機(jī)具是犁，要詳細(xì)記錄犁的型號(hào)、耕幅、耕深、土壤性質(zhì)、土壤比阻大小等情況；如果配套農(nóng)具是旋耕機(jī)，要詳細(xì)記錄旋耕機(jī)的型號(hào)、一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比、動(dòng)力輸出匹配的轉(zhuǎn)速、刀軸預(yù)估轉(zhuǎn)速、耕幅、耕深、土壤性質(zhì)、土壤比阻等情況，同時(shí)還要詢問(wèn)同型號(hào)的其他拖拉機(jī)在當(dāng)?shù)仄ヅ湎嗤霓r(nóng)具進(jìn)行作業(yè)的情況，以便進(jìn)行對(duì)比分析。

3 故障原因分析

根據(jù)上述分析，在拖拉機(jī)作業(yè)中出現(xiàn)無(wú)力、拉不動(dòng)農(nóng)具時(shí)，一般會(huì)先檢查農(nóng)具匹配、轉(zhuǎn)速匹配、土壤、耕深等外部問(wèn)題，并與當(dāng)?shù)仄渌吞?hào)拖拉機(jī)進(jìn)行比對(duì)，上述問(wèn)題都排除后，再檢查發(fā)動(dòng)機(jī)本身問(wèn)題，一般拖拉機(jī)無(wú)力、拉不動(dòng)問(wèn)題主要由五個(gè)方面的原因引起。

3.1 機(jī)具匹配不合理

拖拉機(jī)工作時(shí)必須要匹配相應(yīng)的農(nóng)機(jī)具，如果機(jī)具匹配不合理，會(huì)造成拖拉機(jī)工作效率降低。

旋耕機(jī)是田間作業(yè)中最常用的機(jī)具之一，具有碎土能力強(qiáng)、耕后地表平坦等優(yōu)點(diǎn)，在田間耕作中得到廣泛應(yīng)用。正確匹配、調(diào)整、使用旋耕機(jī)，使其保持良好技術(shù)狀態(tài)，保證作業(yè)質(zhì)量非常關(guān)鍵。下面以旋耕機(jī)為例分析如何進(jìn)行機(jī)具的合理匹配與正確使用。

旋耕機(jī)的主要部件包括懸掛架、主梁、齒輪箱、側(cè)邊傳動(dòng)裝置、擋土罩、平地拖板、刀軸、旋耕刀片等，拖拉機(jī)通過(guò)三點(diǎn)懸掛機(jī)構(gòu)與旋耕機(jī)旋掛架相連接。旋耕機(jī)作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)在驅(qū)動(dòng)行駛的同時(shí)向動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，拖拉機(jī)動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力輸出軸、十字傳動(dòng)軸、旋耕機(jī)齒輪箱輸入軸、齒輪箱傳遞給旋耕機(jī)刀軸，驅(qū)動(dòng)旋耕機(jī)刀片旋轉(zhuǎn)。旋耕機(jī)刀片切刃的線速度在作業(yè)時(shí)應(yīng)大于拖拉機(jī)的前進(jìn)速度，刀片切刃對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡呈繞扣狀曲線，使刀片從上向下切向土壤，并將切下的土壤垡塊向后拋向擋土罩，垡塊碰擊擋土罩和平地拖板后，會(huì)被進(jìn)一步擊碎并落回地面，由拖板拖平。拖拉機(jī)機(jī)組不斷前進(jìn)，旋耕機(jī)則不斷的進(jìn)行切土松碎作業(yè)。

旋耕作業(yè)時(shí)刀軸轉(zhuǎn)速非常重要，只有合理的刀軸轉(zhuǎn)速，才能保證旋耕作業(yè)效率與作業(yè)效果。一般情況下，旋耕機(jī)工作時(shí)刀軸轉(zhuǎn)速范圍在220～280 r·min-1；刀軸轉(zhuǎn)速過(guò)高，易出現(xiàn)負(fù)荷過(guò)大、發(fā)動(dòng)機(jī)拉不動(dòng)現(xiàn)象；刀軸轉(zhuǎn)速過(guò)低，易出現(xiàn)土塊較大、作業(yè)效果差的問(wèn)題。

旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下

旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速=PTO軸轉(zhuǎn)速×旋耕機(jī)一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比×旋耕機(jī)二級(jí)齒輪傳動(dòng)比

不同的旋耕機(jī)一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比是不一樣的，但各種旋耕機(jī)的二級(jí)齒輪傳動(dòng)比基本相同，為13∶19。

旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速與拖拉機(jī)PTO轉(zhuǎn)速及旋耕機(jī)一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比有關(guān)，拖拉機(jī)PTO轉(zhuǎn)速一般有540，760，820，1 000 r·min-1四種，以旋耕機(jī)一級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比為13∶24為例，當(dāng)拖拉機(jī)的PTO轉(zhuǎn)速不同時(shí)，旋耕機(jī)刀軸工作轉(zhuǎn)速及相關(guān)參數(shù)如表1。

表1 旋耕機(jī)作業(yè)刀軸轉(zhuǎn)速參數(shù)

除了旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速外，旋耕機(jī)幅寬大小的選擇也非常重要，其對(duì)旋耕機(jī)和拖拉機(jī)進(jìn)行動(dòng)力匹配也非常關(guān)鍵。旋耕機(jī)工作幅寬過(guò)小，會(huì)造成拖拉機(jī)動(dòng)力閑置與浪費(fèi)；旋耕機(jī)工作幅寬過(guò)大，拖拉機(jī)會(huì)因?yàn)椴荒芴峁┳銐虻膭?dòng)力造成旋耕作業(yè)效果差、土塊過(guò)大等現(xiàn)象。除考慮拖拉機(jī)動(dòng)力外，選擇旋耕工作幅寬時(shí)，還應(yīng)考慮作業(yè)耕深、土壤比阻、拖拉機(jī)輪距等因素。

3.2 土壤比阻過(guò)大、干旱板結(jié)或過(guò)分潮濕、耕深過(guò)大等

當(dāng)土壤比阻過(guò)大、干旱板結(jié)或過(guò)分潮濕、耕深過(guò)大時(shí)，會(huì)造成拖拉機(jī)負(fù)荷過(guò)大，導(dǎo)致拖拉機(jī)使用中出現(xiàn)無(wú)力、拉不動(dòng)的情況。當(dāng)拖拉機(jī)作業(yè)的地塊出現(xiàn)土壤比阻過(guò)大、干旱板結(jié)或過(guò)分潮濕、耕深過(guò)大的問(wèn)題時(shí)，正確的作法是應(yīng)降擋降速工作，而不應(yīng)一味追求效率。

3.3 “大馬拉小車”問(wèn)題

“大馬拉小車”是現(xiàn)階段拖拉機(jī)市場(chǎng)上一個(gè)比較突出的問(wèn)題，“大馬拉小車”機(jī)型的拖拉機(jī)本身自重過(guò)低或拖拉機(jī)廠家為防止底盤損壞對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩出廠時(shí)進(jìn)行了限制，如1504拖拉機(jī)60 kW(80馬力)的底盤升級(jí)到了112 kW(150馬力)，而1504拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量卻只有4 000 kg，由于拖拉機(jī)自重輕，導(dǎo)致拖拉機(jī)牽引力先天不足，出現(xiàn)作業(yè)時(shí)打滑拉不動(dòng)的情況；2004拖拉機(jī)90 kW(120馬力)的底盤升級(jí)到了150 kW(200馬力)，而2004拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量卻只有5 000 kg，由于拖拉機(jī)的底盤強(qiáng)度有限，部分企業(yè)擔(dān)心底盤在使用中會(huì)出現(xiàn)損壞而對(duì)拖拉機(jī)的出廠技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行了限制，導(dǎo)致使用中會(huì)出現(xiàn)拖拉機(jī)工作無(wú)力的現(xiàn)象。

3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)因故障動(dòng)力不足

發(fā)動(dòng)機(jī)本身出現(xiàn)故障，動(dòng)力不足，這也是造成拖拉機(jī)工作無(wú)力的重要原因，需要及時(shí)排除發(fā)動(dòng)機(jī)故障。發(fā)動(dòng)機(jī)本身無(wú)力的主要原因多為發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)不當(dāng)、柴油不達(dá)標(biāo)、油路問(wèn)題、油泵油嘴問(wèn)題、濾清器問(wèn)題、電路問(wèn)題、ECU問(wèn)題及ECU數(shù)據(jù)問(wèn)題等引起，這些都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。

3.5 用戶心理預(yù)期過(guò)高

有些用戶在拖拉機(jī)使用中心理預(yù)期過(guò)高，達(dá)不到期望的速度值后用戶誤以為發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力造成。這個(gè)問(wèn)題主要是用戶想獲得更高的效率、更高的收益，特別是沒(méi)有其他拖拉機(jī)作業(yè)快時(shí)就會(huì)懷疑自己的車出現(xiàn)故障。

4 總結(jié)建議

由于引起拖拉機(jī)作業(yè)效率降低的原因較多，所以當(dāng)用戶反映拖拉機(jī)作業(yè)中無(wú)力、拉不動(dòng)時(shí)，要按照搞清征象，具體分析，從簡(jiǎn)到繁，由表及里的故障處理原則來(lái)進(jìn)行處理，一般按如下順序進(jìn)行檢查確認(rèn)。先檢查配套農(nóng)具型號(hào)及PTO轉(zhuǎn)速是否匹配，再檢查土壤性質(zhì)、土壤比阻、耕幅、耕深等情況，如這些沒(méi)有問(wèn)題再檢查發(fā)動(dòng)機(jī)本身及拖拉機(jī)是否存在問(wèn)題，如果需要還可以將兩臺(tái)同型號(hào)的拖拉機(jī)進(jìn)行農(nóng)具調(diào)換后進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，一般進(jìn)行如上操作后，能有效解決拖拉機(jī)使用中出現(xiàn)的無(wú)力、拉不動(dòng)問(wèn)題。

(05)