半喂入聯(lián)合收割機僅將作物的穗部喂入滾筒進(jìn)行脫粒，因而滾筒的功率消耗少，生產(chǎn)效率高，使整機的功耗大大降低。同時它的收獲工藝能保證低割茬和莖稈完整，不僅能促進(jìn)莖稈的綜合利用，而且也為收割后續(xù)工序處理提供了方便。收獲清潔度較高，并能適應(yīng)倒伏、高莖稈、高產(chǎn)量的作物條件。目前，我國半喂入履帶聯(lián)合收割機已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)品成本大幅下降，主銷機型與全喂入履帶聯(lián)合收割機高端機型的銷售價格差距大幅縮小，因此半喂入聯(lián)合收割機得到了市場的普遍認(rèn)可和應(yīng)用。
雖然國產(chǎn)柴油機在配套半喂入聯(lián)合收割機上與進(jìn)口柴油機在可靠性及性能上還存在很大差距，但由于其價格、維修及使用成本低，目前半喂入聯(lián)合收割機配套的柴油機還是以國產(chǎn)為主，并且有向大功率發(fā)展的趨勢。
1 半喂入聯(lián)合收割機對配套柴油機的特殊要求
半喂入聯(lián)合收割機對配套柴油機有以下特殊要求。
（1）柴油機要有高的可靠性。半喂入聯(lián)合收割機在作業(yè)期內(nèi)工作時間緊，柴油機處于標(biāo)定工況或接近標(biāo)定工況工作，負(fù)荷大、工作時間長，因此要求柴油機有特別高的可靠性，一般要求MTBF（平均無故障時間）在150 h 以上。
（2）對柴油機調(diào)速性能要求高，并具有較大的功率儲備。由于受水稻生長不均勻，稈莖含水量差距大和田間凹凸不平等影響，半喂入聯(lián)合收割機作業(yè)時的負(fù)荷不斷發(fā)生變化，為避免因柴油機轉(zhuǎn)速降低引起輸送裝置堵塞，并影響收割、脫粒和清選質(zhì)量，因此要求柴油機具有低調(diào)速率，一般在8%以下。
（3）對柴油機冷卻系統(tǒng)要求高。半喂入聯(lián)合收割機工作環(huán)境溫度高，而且滿負(fù)荷作業(yè)時間長，因此要求柴油機有較好的冷卻系統(tǒng)，并要求水箱進(jìn)風(fēng)口有進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng)，水箱散熱片間距較大，能讓碎葉，葉芒等通過，避免水箱堵塞。
（4） 對柴油機進(jìn)氣系統(tǒng)要求高。半喂入聯(lián)合收割機作業(yè)時，碎片，葉芒飛揚，這些碎片，葉芒極易被吸入空氣濾清系統(tǒng)，造成空氣濾清系統(tǒng)堵塞或被吸入氣缸，引起柴油機早期磨損，因此要有良好的空氣濾清系統(tǒng)。
（5）要求柴油機要體積小、質(zhì)量小。半喂入聯(lián)合收割機因發(fā)動機安裝空間較小，并且要減少因柴油機質(zhì)量增加引起的行駛阻力加大，要求配套柴油機要具有體積小、質(zhì)量小的特點。
（6）柴油機轉(zhuǎn)速不宜太高。由于半喂入聯(lián)合收割機大多采用膠帶傳動減速，減速比不宜過大，再加上降噪的因素，因而要求發(fā)動機轉(zhuǎn)速不宜太高，一般不宜超過2 200 r/min。
（7）柴油機噪聲及排放要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。2010 年國家先后出臺相關(guān)措施對噪聲、尾氣排放均納入明確的法規(guī)。要求新申報機型柴油機耳畔噪聲應(yīng)不大于95 dB（GB/ T16955）。要求排放必須達(dá)到國Ⅱ階段排放要求。
2 半喂入聯(lián)合收割機配套國產(chǎn)柴油機常見故障及原因
2.1 柴油機常見故障
目前，半喂入聯(lián)合收割機配套的國產(chǎn)柴油機受成本、產(chǎn)量、零配件質(zhì)量及制造技術(shù)等因素的影響，供油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)尤其是冷卻系統(tǒng)影響著柴油機的可靠性。半喂入聯(lián)合收割機配套國產(chǎn)柴油機使用中的故障統(tǒng)計見表1。
從故障列表1 中可以看出，由于考慮柴油機成本問題，除供油系統(tǒng)及電器系統(tǒng)故障是國產(chǎn)柴油機的共性問題外，其他故障都與柴油機工作過程中自身溫度過高有關(guān)。
2.2 柴油機過熱的原因及改進(jìn)
由于半喂入聯(lián)合收割機配套的柴油機安裝在聯(lián)合收割機的中心部位，受周圍其他工作部件的遮擋，使外界的冷空氣很難補充進(jìn)來，并且作業(yè)時，散熱器幾乎無迎風(fēng)面可言，發(fā)動機周圍的空氣實際上是熱氣渦流。冷卻系統(tǒng)的水溫急劇上升至“開鍋”后，水蒸氣逸出，又使冷卻系統(tǒng)周圍的空氣環(huán)境更加惡化。收割作業(yè)時的草屑、麥芒和灰塵等經(jīng)常沾附在散熱器的表面上，影響其散熱，因此，在選配柴油機時應(yīng)考慮以下幾方面因素。
（1）進(jìn)氣風(fēng)道的布局。柴油機的進(jìn)氣口不應(yīng)過分接近散熱器后的風(fēng)道及收割機上的其他零部件，以免進(jìn)入燃燒室的新鮮空氣因流動阻力太大或溫度太高而增加整機熱負(fù)荷，盡量保證進(jìn)氣暢通，減少進(jìn)氣壓力及進(jìn)氣溫度。
（2）盡量增大散熱器總面積。增加柴油機的散熱量，但必須考慮散熱器的散熱片對空氣流量的影響。因此，在選配散熱器時，要考慮散熱器散熱片的間隙，過多地增加散熱片數(shù)量或散熱片的長度會增加冷卻空氣的流動阻力，減小冷卻效果。因此，在設(shè)計或選擇散熱器時，在盡量不影響進(jìn)氣的情況下，盡量增大散熱器的散熱總面積。
（3）增加冷卻水的流量。冷卻水流量的大小取決于水泵特性及系統(tǒng)阻力，為減少冷卻水的流動阻力，在設(shè)計柴油機機體及缸蓋上冷卻水道，柴油機進(jìn)、出水軟管的布局等，應(yīng)優(yōu)先考慮其對冷卻水流量的影響，并盡可能選配高轉(zhuǎn)速大流量水泵。
（4）選擇合理的風(fēng)扇尺寸和轉(zhuǎn)速。由于半喂入聯(lián)合收割機配套柴油機的安裝位置及行走速度低等因素，柴油機自然進(jìn)風(fēng)量少，散熱器及柴油機主要靠風(fēng)扇冷卻，考慮進(jìn)風(fēng)阻力、進(jìn)風(fēng)量及功率消耗的關(guān)系，合理選擇柴油機風(fēng)扇的尺寸和轉(zhuǎn)速。
（5） 合理使用與保養(yǎng)。冷卻水質(zhì)的好壞直接影響冷卻水的導(dǎo)熱性能和水垢的形成。由于水垢的導(dǎo)熱系數(shù)僅為水的1/ 3 000 左右，因此形成水垢后將影響散熱性能，并增加冷卻水的流動阻力及流量。因此，柴油機要選擇水質(zhì)好的冷卻水，并定期對柴油機水道及散熱器水垢進(jìn)行清理，定期對散熱器散熱片及風(fēng)道進(jìn)行清理。
3 目前市場上聯(lián)合收割機配套柴油機的主要機型目前，國產(chǎn)半喂入聯(lián)合收割機部分生產(chǎn)企業(yè)及配套柴油機見表2。
3.1 常柴4L88 型柴油機
常柴4L88 型柴油機是常柴股份有限公司在配皮卡、SUV，排放達(dá)歐Ⅱ的車用柴油機基礎(chǔ)上，根據(jù)聯(lián)合收割機使用特點和配套要求設(shè)計的半喂入收割機專用柴油機。改進(jìn)了專用空濾，防止增壓器損壞、機油進(jìn)入進(jìn)氣管和柴油機早磨；改進(jìn)了機油冷卻系統(tǒng)，降低機油溫度，防止機油溫度高造成機油壓力低引起咬瓦；改進(jìn)了水冷卻系統(tǒng)，要求用戶水箱散熱面積達(dá)到要求，防止柴油機“開鍋”。對電氣系統(tǒng)等關(guān)鍵部件進(jìn)行了改進(jìn)升級。4L88 型柴油機具有體積小、功率大、質(zhì)量小、油耗低和降噪減排等特點。合理解決了功率、質(zhì)量與油耗的矛盾，推動了半喂入聯(lián)合收割機配套國產(chǎn)柴油機的發(fā)展。
3.2 全柴4C 系列柴油機
全柴在QC495 型非道路用柴油機的基礎(chǔ)上，全新開發(fā)了適用于聯(lián)合收割機配套的4C 系列柴油機，其關(guān)鍵零部件都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化機體水道布置，便于整機散熱均勻；改進(jìn)缸蓋及機體水腔的水流動設(shè)計，改善氣門座的冷卻狀況；為適應(yīng)收割機連續(xù)全負(fù)荷工況，保證氣門工作的可靠性，氣門桿直徑加大到9.5 mm；加大了機油泵、水泵的流量，加裝機油冷卻器，提高了整機的可靠性；另外在曲軸、連桿、活塞及噴油器等部件上也不同程度地作了優(yōu)化設(shè)計。目前，該系列柴油機在聯(lián)合收割機的配套中得到了用戶的普遍好評。
4 結(jié)束語
國產(chǎn)柴油機經(jīng)過不斷改進(jìn)和完善，在體積、功率、質(zhì)量、油耗、降噪和減排等性能指標(biāo)方面都有了很大提升。發(fā)展具有高可靠性、高熱負(fù)荷承受能力的柴油機，是半喂入聯(lián)合收割機配套動力的發(fā)展方向。
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