内燃机与农业机械的选配

1.合理配型与节能的关系
    发动机作为拖拉机、工程机械、运输机械、排灌机械、农副产品加工机械等的配套动力，在实际使用中，不同工况的能耗是不一样的。当发动机同样在7.35kw情况下工作，转速为1600r/min时耗油率为224g/kw.h，而转速为2000r/min时耗油率约为240.7g/kw.h，相差16.3g/kw.h；但在8.8kw情况下工作，转速为1600r/min时耗油率约为225.8g/kw.h，而转速为2000r/min时耗油率约为234g/kw. h，相差8.2g/kw.h.合理配型就是使农业机械的高效工况处于内燃机的*低耗油区域内，从而使单位作业的油耗接近*低地。不然，即使选用节能产品也不可能做到真正节能。我国现在生产的中小功率柴油机，在标定工况的耗油率水平与外国先进水平相比，差距不大。但是，柴油机并不常在标定工况下工作，有些工作是部分负荷，因此，要真正达到节能要求，不仅标定工况耗油率要求低，而且部分负荷工况的耗油率也要求不明显增加，以保证柴油机的常用工况处在*低耗油率区域内，从而降低单位作业耗油量。正是在这些方面，我国做的很不够。根据江苏、浙江、安徽、山东、河北等省296个中小型泵站现场实测数据，平均装置效率为42.25%，其中*高为61.7%，*低的只有15.1%.若以原水电部制订的中小型泵站装置效率不低于54.5%的标准来检验，则意味着能源浪费28%之多。装置效率低的主要原因之一是使用不合理。其中，大马拉小车是普遍现象。前几年，我省每年生产10多万台农用水泵，不论泵的口径大小，大部分配套195型8.8kw柴油机，因而单位作业耗能量大，很不经济。还有与扬程配型不当，这也是耗能量高的一个原因。
    由上述可见，内燃机使用中还存在着严重不合理现象。节能潜力的发挥就在于合理配型和正确使用。
    2.合理配型的原则
    根据作业，选择好农业机械。然后根据农业机械的常用扭矩和转速工况来选择内燃机，切忌按个别瞬间的工况点来进行选择。选择内燃机时要考虑如下原则：
    2.1内燃机和农业机械的功率配型农业机械工作条件常常变化，会出现短期负荷现象或不满负荷现象，另外在动力传动中功率有损耗，为了保证农业机械正常工作，选用的内燃机标定功率要比农业机械常用的轴功率大一些。在工作中，当负荷较稳定时，功率配型系数取小值，当负荷不稳定且有超负荷现象时，取大值；作业机械的轴功率较小时取较大值，轴功率较大时取较小值。此外，各型内燃机具有不同的扭矩储备系数（或称内燃机适应性系数），当扭矩储备系数较大时取较小值，扭矩储备系数较小时取较大值。
    2.2内燃机与农业机械在扭矩和转速规范方面的配型内燃机与农业机械功率合理配型的前提条件是必须满足扭矩和转速规范的合理匹配。即所选择的扭矩和转速工况，一方面要保证农业机械效率和作业质量的要求，另一方面又要保证内燃机在接近标定扭矩和标定转速工况下工作。因此，要根据农业机械常用的扭矩和转速工况，参考内燃机的调速特性，来进行配型。在胶带传动的情况下，通过改变胶带轮的直径可以实现内燃机与农业机械的合理配型。柴油机与农业机械配套的传动比不适当，会造成柴油机排烟浓黑，转速上不去，这并非功率不够，调整传动比既可解决。要选择*佳的传动比，达到农业机械在高效率区，内燃机在低耗油率区域内运行。
    3.内燃机与农业机械的选配
    3.1内燃机与排灌机械的选配
    排灌机械遍布全国各地，是与内燃机配套*广的机械。正确选择排灌机械及配套内燃机，合理使用现有的排灌机械及配套内燃机，对于节能来说具有很重要的意义。
  首先要根据所需的水量和扬程，查对水泵性能表或产品样本，选择合适的水泵。水泵的主要性能参数是转速、流量、扬程、轴功率、允许吸上真空高度等。在水泵的铭牌上介绍了主要性能参数。铭牌上的转速称为标定转速。其它的性能参数，如流量、扬程、轴功率、有效功能、效率和允许吸上真空高度，均为在标定转速下得出的性能参数。倘若能够按照这些参数配套使用，*经济合理。但实际使用中很难在这个*佳工况点工作。多数离心泵可适当提高或降低转速使用。但当水泵的转速发生改变时，其流量、扬程、轴功率和效率也随之变化。在使用中，应根据转速的不同而进行换算，已取得真实的数值。当水泵的转速一定时，其流量、扬程、轴功率和效率（有时还有允许吸上真空高度）之间也会有所变化。它们之间的变化规律，分别用曲线表示出来，这些曲线就叫水泵的特性曲线。水泵的特性曲线全面反映了水泵各性能参数之间的变化关系，为正确选择水泵和合理使用水泵提供可靠的依据。曲线的横坐标为流量、纵坐标为扬程、效率和轴功率。
  在选择配套时，不仅要考虑水泵实际工作时的扬程、流量是否在其特性曲线的效率*高区段，还应考虑在这一效率的*高区段的扬程、流量条件下所需功率是在内燃机调速特性曲线的什么区段，这一功率范围在调速特性曲线的低耗油率区段，而且这部分曲线要求平坦。
    3.2内燃机与交流发动机的选配
    驱动交流发动机的内燃机，要求内燃机的转速比较稳定，不能随发动机的负荷变化而改变。内燃机与发动机的传动若为直联传动，则与一对磁极发动机配套的内燃机，工作转速为3000r/min；与两对磁极发动机配套的内燃机，工作转速为1500r/min.在计算柴油机的配套功率时，应考虑下列因素的影响：3.2.1当地气象条件对柴油机功率的影响国家标准《内燃机台架试验方法》（GB1105――74）对陆用发电固定式柴油机发出标定功率时的标准大气状况规定如下：环境温度为20摄氏度、大气压力为7453pa，相对湿度为60%.当柴油机安装地点的气象条件与标准大气状况不符时，应进行修正。
    3.2.2发动机效率
    发动机的铭牌功率是指发动机所能输出的功率，由于发动机组工作时存在功率消耗，输入功率总是大于输出功率。输出功率与输入功率之比称为发动机功率。
    3.3内燃机与脱粒机的选配
    脱粒机的功用是将谷粒从谷穗上分离下来，并将其尽量多地从脱出物（由谷粒、碎茎秆、颖壳和混杂物等组成）中分离出来。脱离装置对作物脱粒过程的物理现象是比较复杂的，往往同时施用几种作用力，如冲击、揉搓、梳刷、碾压等。脱粒时所消耗的功率包括两部分。**部分是克服与脱粒过程无直接关系的阻力，即滚筒空转时所消耗的功率，它包括传动功率损失和轴承内摩擦功率损伤及空气对滚筒旋转的阻力所消耗的功率，这一部分功率消耗相对说来是较小的，一般占5%――7%.第二部分是脱粒过程直接消耗的功率，它包括滚筒在喂入口对谷物冲击，在凹板间隙中对谷物冲击和摩擦阻力所消耗的功率。
    3.4内燃机与粉碎机的选配
    目前生产和使用的粉碎机，多为锤式的。
    可打击粉碎干草、秸秆和谷物籽粒。影响粉碎机工作使用的因素颇多，主要有以下四种：
    3.4.1被粉碎物料的种类在同样的工作条件下，粉碎高粱时的效率要比粉碎燕麦大2倍，而粉碎玉米要比粉碎燕麦大1倍。这个比例在筛孔较小时增加，在筛孔较大时减少。
    3.4.2锤片的速度通过试验表明，每一种型号的粉碎机都有一个适应的速度，粉碎机在此速度下工作能耗小，生产率高。如果速度过低，锤击能力下降，风速及风量不足，排粉力弱，因而生产率降低，能耗增加。如果速度过高，则鼓风机作用增大，机内涡流作用增强，空载功率增加，物料不易排出，因而粉碎效率也不回下降。此外，还会造成机器的损坏。
    3.4.3喂入量喂入量的变化，影响到转子的阻力，也就影响到粉碎机的粉碎效率。粉碎机常常是长期固定、持续作业，其负荷变化较大，因而在选择与粉碎机配套的内燃机时，既要考虑上述四种影响因素之外，又要考虑到这一特点，粉碎机的技术规格给出了主轴转速、生产率及配套动力范围，一般情况下，依照主要的粉碎物料和生产率要求，选择配套动力范围内的内燃机。