宋龍志

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

自從我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)政策實(shí)施以來，農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)和銷量得到了快速增長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)機(jī)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(jì)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(jī)械，為我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，農(nóng)業(yè)機(jī)械面對(duì)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(jí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械方方面面的技術(shù)能力和先進(jìn)性也應(yīng)不斷進(jìn)步，為我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展提供有力支撐。

1 農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械技術(shù)現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)械?，F(xiàn)階段來看農(nóng)業(yè)機(jī)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(dòng)力機(jī)械、農(nóng)田建設(shè)機(jī)械、耕整地機(jī)械、播種施肥機(jī)械、病蟲害防治機(jī)械、灌溉機(jī)械、收獲機(jī)械、農(nóng)產(chǎn)品深加工機(jī)械以及畜牧飼喂機(jī)械等很多種類。其中主要農(nóng)作物的耕種收機(jī)械在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)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(guó)的耕種收機(jī)械化水平的發(fā)展情況，可見耕種收農(nóng)業(yè)機(jī)械在相對(duì)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(guó)耕種收機(jī)械發(fā)展情況

農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械是為耕種收等眾多行進(jìn)式作業(yè)機(jī)械和排灌、飼喂等農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行提供動(dòng)力的基礎(chǔ)型機(jī)械，從目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)看，應(yīng)用較多的農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械為柴油機(jī)、汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)，除這三種類型的機(jī)械外，還包括了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的發(fā)電機(jī)、風(fēng)力機(jī)、水輪機(jī)等，只是這些機(jī)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(jī)、汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)這三類主要?jiǎng)恿C(jī)械為基礎(chǔ)進(jìn)行分析說明。

柴油機(jī)是目前行進(jìn)式農(nóng)業(yè)機(jī)械中的主要?jiǎng)恿υ矗渚哂腥加徒?jīng)濟(jì)性好、動(dòng)力充沛、工作可靠、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)水平近年來也得到了快速的提升。汽油機(jī)在小型的農(nóng)業(yè)機(jī)械上應(yīng)用較多，例如水稻插秧機(jī)、擔(dān)架式噴藥機(jī)、采茶機(jī)、脫粒機(jī)、單旋翼無人機(jī)等，汽油機(jī)具有體積小巧、適應(yīng)性好、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平順的優(yōu)點(diǎn)，適合多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)境。電動(dòng)機(jī)在我國(guó)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(jī)、背負(fù)式噴霧機(jī)等設(shè)備均需要電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力支持，隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入人心，電動(dòng)機(jī)以其節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，使其應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大，在新能源技術(shù)的支持下，電動(dòng)拖拉機(jī)、電動(dòng)插秧機(jī)等相關(guān)研究紛紛取得了較好的發(fā)展[2]。

2 農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械存在的問題

2.1 動(dòng)力配套的不合理問題

從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用來看，受到我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)營(yíng)模式的限制，小面積農(nóng)田經(jīng)營(yíng)仍占據(jù)著較大的比例。導(dǎo)致生產(chǎn)過程中所配套的各種農(nóng)業(yè)機(jī)械以小型居多，小型農(nóng)機(jī)配套的動(dòng)力機(jī)械通常比較落后。以柴油拖拉機(jī)為例，現(xiàn)階段生產(chǎn)中使用的多為35 kW(48馬力)以下的機(jī)型，不僅動(dòng)力和性能相對(duì)落后，而且使用可靠性方面也與先進(jìn)的大動(dòng)力設(shè)備存在較大的差距。而電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)來看，其實(shí)際的輸出和負(fù)載能力十分有限，目前還很難實(shí)現(xiàn)在中大型行進(jìn)作業(yè)的農(nóng)機(jī)上應(yīng)用，現(xiàn)階段先進(jìn)農(nóng)用電動(dòng)機(jī)實(shí)際的工作能力達(dá)不到58.8 kW(80馬力)以上的柴油機(jī)水平。這說明一方面柴油機(jī)的先進(jìn)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(yán)重的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，同時(shí)新能源農(nóng)機(jī)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(jī)，且其成本較高，使用過程與傳統(tǒng)機(jī)型存在一定的差異性[3]。

2.2 技術(shù)先進(jìn)性有待提高

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

2.3 新能源動(dòng)力機(jī)械普及緩慢

我國(guó)農(nóng)業(yè)新能源動(dòng)力機(jī)械以電動(dòng)機(jī)為主進(jìn)行普及，而在普及和實(shí)施的過程中，電動(dòng)機(jī)更多的以有線供電的方式進(jìn)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(jìn)步，而對(duì)于無線移動(dòng)式動(dòng)力機(jī)械，實(shí)際的應(yīng)用和普及率很低，總體上來看除電機(jī)性能方面的因素外，還涉及到移動(dòng)電池技術(shù)的能力，新能源農(nóng)機(jī)的可靠作業(yè)時(shí)間無法得到保證，也是導(dǎo)致新能源動(dòng)力機(jī)械普及緩慢的原因之一[4]。

3 農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械的技術(shù)優(yōu)化方向

3.1 優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的動(dòng)力配置

從現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的實(shí)際情況出發(fā)，分析農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力配置不合理問題產(chǎn)生的原因，并采取科學(xué)的方式來優(yōu)化農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械的使用情況?？赏ㄟ^國(guó)家的政策引導(dǎo)，鼓勵(lì)農(nóng)民進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)模式，通過合作經(jīng)營(yíng)的模式消除小塊耕地之間的界限，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)土地的利用率，使耕地實(shí)現(xiàn)連片化的規(guī)模生產(chǎn)，為中大型先進(jìn)農(nóng)機(jī)的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。同時(shí)利用動(dòng)力機(jī)械的排放政策強(qiáng)制報(bào)廢技術(shù)過于落后的老舊柴油機(jī)和汽油機(jī)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械的及時(shí)更新?lián)Q代。

3.2 加強(qiáng)先進(jìn)動(dòng)力機(jī)械技術(shù)的研發(fā)

農(nóng)用柴油機(jī)、汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)與研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求的先進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的研制，在提高機(jī)械性能的同時(shí)，重視節(jié)能減排、可靠性和自動(dòng)化程度的提升，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全方位的品質(zhì)提升。同時(shí)，為更好地適應(yīng)新能源農(nóng)機(jī)的發(fā)展要求，電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，加強(qiáng)高負(fù)載、低功耗的先進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)，必要時(shí)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，不斷提升自身實(shí)力。

3.3 做好農(nóng)機(jī)產(chǎn)品與動(dòng)力機(jī)械的配套

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

4 結(jié)語

我國(guó)農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械的應(yīng)用水平近年來取得了顯著的進(jìn)步，但在機(jī)械性能和可靠性等方面與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比仍存在較大差距，這需要政府、農(nóng)機(jī)企業(yè)、動(dòng)力機(jī)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(dòng)力機(jī)械的發(fā)展與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更合理化發(fā)展。