联合收割机结构原理点滴谈5：作业速度与割幅的关系

纵观国内市场上联合收割机不难发现：配套发动机功率相同的机型，其配套割台宽度有明显的区别。而究其作业速度，则是窄割幅机型作业速度一般情况下都快，而这类机型基本都是国企制造。根据市场调研，国产机窄割幅收割小麦正常作业速度都在6～8公里/小时，旨在机手多收益，吸引农户和用户的眼球，博得选机作业和购机意愿的需求。外企机宽割幅正常作业速度则在3～5公里/小时，旨在对田块减少碾压节能降耗，延长机器寿命和保障机手人身安全。当然，对联合收割机最终评价还是作业效率，即单位时间内收割面积要大。

按国际普遍认识，机手操纵联合收割机作业速度在1～1.5m/s感觉比较合适，因为驾驶联合收割机需要六觉（视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉、警觉）并用。而1m/s是理想安全速度，所以国外机型割台配置都较宽，且发动机功率越高割台越宽。而国内中小型机功率从当初50马力到现在近200马力，割台宽度变化不大。虽然喂入量可以用窄割台快作业实现，但从土地规模效益、车轮碾压田块次数、发动机功率配置和机器寿命等指标讲，宽割台低速度比窄割台高速度综合效益更要高。而国内因农村道路窄，土地规模和田块面积小，要求田间作业机动性好，只能配置窄割台。为此，在与国外同等脱粒滚筒长度、清选筛面宽度的情况下，只能加快作业速度，才能保证有与国外相同且适应脱粒和清选能力的效果。 

谷物联合收割机割幅和作业速度主要根据脱粒装置结构尺寸设计喂入量，和在大多数作业条件下作物单位面积产量及谷草比来确定。在其他条件不发生变化时，割幅和作业速度成反比关系。

为充分发挥机器的效能和保证工作质量，大多数联合收割机在底盘传动中都采用机械或液压变速器与变速箱档位相配合，使行走速度实现分档无级变速。除此，外企联合收割机一般还可选择几种割幅不同的割台，以适应不同作物产量、不同地区田块的需要。

一些收割机，尤其是国外机型配有折叠割台，主要考虑即可以宽割幅作业，又便于道路通行。而国产机大都做成窄割幅则快速作业，这就会出现有一个对田块土壤碾压次数的问题。

毋庸置疑，同功率窄割幅联合收割机田间作业碾压田块次数多，易造成土壤板结。土壤颗粒、有机物、水和空气是耕地土壤的重要组成部分，在农业机器的反复作业下，土壤被压实，土壤颗粒之间排列更为紧密，阻碍了空气和水正常地进入土壤，不利于农作物的正常生长。同时影响地下土壤、水分和空气不足以及地表径流，一定程度上影响了农业生产力。

当田块含水量较低时，干燥土壤中颗粒之间空隙较大，收割机作业行走过程对其蓬松土壤的压实主要发生在地表10厘米深度范围以内。由于蓬松土壤之间在机器车轮碾压过程中传递速度较慢，所以压实效果表现会小。相反，当含水量较高时，土壤地表压实深度通常可达20～30 厘米，对田块的破坏作用就太大了。为此机轮碾地造成田间泥脚深度不断加大，最终无法耕种的恶果在湖南多地已经发生。

除此之外，还有发动机配套功率选择问题。

联合收割机的动力需求包括行走功率和各工作部件运转时消耗功率两部分，且在作业中变化范围较大。所需功率是各部分所需功率总和，也就是各部分所需平均功率与储备功率的总和。在田间作业时，随着机器喂入量的增加，分离、清选、输送装置功率消耗变化不大，割台功率消耗增加也不多，脱粒滚筒和行走部分消耗功率最多，而且与喂入量成正比增加。

喂入量即在单位时间内进入脱粒装置一定作物的质量。脱粒装置主要工作是由脱粒和分离部件完成，只有在一定的喂入量下，它们才能正常工作(脱粒损失在许可范围内)。当作物喂入量超过最适宜数值时，工作质量将急剧恶化，谷粒脱不净和夹带等损失会迅速增加。当然喂入量很不足时，效果也不是太好。

作物喂入量波动对脱粒装置工作有不利影响：它减少谷粒穿过凹板的分离程度，增加未脱净率，增加驱动脱粒装置工作部件的能量消耗。因此，谷物联合收割机正常高效工作的主要条件之一是给予脱粒装置工作部件均匀的、最合适的喂入量。当然，联合收割机在单位时间内不降低工作质量所能承接的作物量，是一个变值，因为它与谷粒和茎秆水分、谷物混杂度、草谷比等因素有关。

在作业中，当产量降低时，如要保持喂入量不变，就必须增加联合收割机的前进速度。但这时发动机的有效功率要重行分配。随着前进速度增加，联合收割机行走功率消耗也加大。因此，当低产时仅仅按脱粒装置通过能力去调节作业速度就有可能引起发动机超载，发动机转速下降，使脱粒装置工作部件转速也下降，造成谷粒损失。

在土地硬实、亩产偏高和作物完熟作业中，喂入量已达标，速度不能再快，所以功率有剩余。虽然作业速度低，但脱粒中秸秆易碎，清选负荷重，损失易超标，所以不能使机器发动机满负荷作业。而在土地湿软、亩产偏低和作物早期收割时，行走消耗动力多，配套功率远远不足，虽然喂入量还没有达标。

所以，发动机都有功率储备，但联合收割机作业负荷的不均匀性和因此引起的功率消耗变化，用固定的功率和割幅都是不能满足。

理想的联合收割机应当是马力强劲且作业面宽。为提高生产率，即在作业中既能割得宽，又能走得快。为此要高水准的完成小麦收割作业，就需要一种割幅可以调节的联合收割机。

由于横轴流机配套发动机功率和喂入量不断增加，如果割幅不增加，就必须加快作业速度。目前作业速度已达到8～10公里/小时，再增加作业速度，行走系统消耗发动机功率大，机手视觉和运行安全以及机器适应性都要受到威胁，所以只有增加割幅。使用宽割台，降低作业速度，才可减少动力消耗和对田块的碾压，提高作业运行安全。

增加割幅宽度以及增加割幅和脱粒机宽度的比例，这在搅龙式收割台的发展方面是先进的。目前，国外许多高效联合收割机上割幅和脱粒机体宽度的比例为5～7,而之前比例仅为3～4。因为要最合理地利用联合收割机的动力，並且不是由于提高工作速度，而是由于增大割幅並以较小速度工作以达到机器的设计生产率，许多外国公司都已经配套幅宽为6米以上的整体式收割台。

对于谷物联合收割机使用宽割幅是比较合理的，因为幅宽大而工作速度相对不大时，发动机的动力大部分消耗于机器的有效工作，而少部分用于自身带着谷粒和稿草等负荷沿地面行走。另外，当联合收割机前进速度不大时，收割台部分的损失少于前进速度大时的损失。较小的前进速度( 5公里/小时左右)相应地可改善联合收割机手的劳动条件，增加机器的使用寿命。

但是增加割幅又会影响机车的通行性，尤其农村道路。需要配置宽割台采用牵引车运行，使用繁琐。

综上所述，推荐一种简易折叠割台：即便于农村道路通行，又可以满足田间使用不同幅宽作业。为降低成本，此折叠割台结构不同于国外已有的折叠割台：采用主割台两侧或单侧佩挂割晒机，实现割台加宽效果。左右割晒机可分别折叠，作业幅宽视田块软硬和作物产量需要确定，如此即可保证额定喂入量而发动机也不会出现过载现象。割晒机与主割台活动铰接，可以折叠一侧或两侧挂接割台进行作业，而不同目前市场上定宽度的折叠割台，折叠后是不能工作的。如此设计的折叠式割台，可合理分配发动机功率，在不同作业速度的情况下都可以实现最大喂入量，并可减少机器对土地的碾压次数。

至于作业中为满足设计喂入量，是选择较窄割幅来快速作业，还是选择宽割幅慢速作业，这要根据当时情况由机手进行选择。