農(nóng)機應(yīng)用與管理學(xué)

農(nóng)機應(yīng)用與管理學(xué)第1頁/共184頁2緒論一、本學(xué)科的地位、目的、任務(wù)

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成，農(nóng)機應(yīng)用和管理是農(nóng)村農(nóng)業(yè)機械化管理的重要組成部分，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位經(jīng)營管理的重要組成。本學(xué)科是隨著農(nóng)業(yè)機械化事業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生，發(fā)展而發(fā)展的，并不斷地得到充實、完善和發(fā)展。

第2頁/共184頁32、本學(xué)科的目的在于分析構(gòu)成農(nóng)業(yè)機器管理的諸因素，闡述農(nóng)機運用的基本原理和方法，以利于有效地經(jīng)濟運用、管理農(nóng)機，科學(xué)地制定經(jīng)營決策的途徑和步驟。第3頁/共184頁4

本學(xué)科的主要任務(wù)是運用各種技術(shù)、經(jīng)濟和行政手段對農(nóng)機化生產(chǎn)活動進(jìn)行科學(xué)決策和有效的計劃、組織、指導(dǎo)、監(jiān)督，做到全面規(guī)劃、合理配備、正確使用、安全運行、精心維護(hù)、適時修理、計劃更新。做到“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全”的要求。第4頁/共184頁5二、本課程的性質(zhì)、教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容本課程是農(nóng)機化專業(yè)的必修課，是一門既有一定理論深度又有較豐富的實用技術(shù)的應(yīng)用課程，涉及內(nèi)容廣泛。要求修完有關(guān)基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課，如：《汽車拖拉機學(xué)》、《農(nóng)業(yè)機械學(xué)》《農(nóng)學(xué)基礎(chǔ)》等。本課程的教學(xué)任務(wù)是，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得農(nóng)機應(yīng)用和管理的基本理論知識，掌握農(nóng)業(yè)機組、機群應(yīng)用和管理的原理和方法，具備機械化作業(yè)工藝方案的設(shè)計能力，掌握農(nóng)業(yè)機器使用操作和技術(shù)維護(hù)的技能第5頁/共184頁6主要教學(xué)內(nèi)容分為四個方面：1、農(nóng)業(yè)機器（機組）運用原理；2、農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)工藝；3、農(nóng)業(yè)機器技術(shù)保障；4、農(nóng)業(yè)機器科學(xué)管理。第6頁/共184頁7三、學(xué)習(xí)方法及教學(xué)環(huán)節(jié)1、課堂教學(xué)與自學(xué)相結(jié)合；2、理論聯(lián)系實際，重視實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)（機耕實習(xí)、實驗、應(yīng)用實習(xí)等）3、應(yīng)與有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課（如“拖拉機汽車學(xué)”等）結(jié)合，才能學(xué)好本課程。教學(xué)環(huán)節(jié)：講課、習(xí)題、實驗、實習(xí)、考試。第7頁/共184頁8四、主要參考書及刊物《農(nóng)業(yè)機器應(yīng)用與管理學(xué)》陳忠慧編《農(nóng)業(yè)機器應(yīng)用與管理學(xué)》陳濟勤等編《農(nóng)業(yè)機械運用學(xué)原理》吳相淦、張松明編第8頁/共184頁9第一章農(nóng)業(yè)機械化的概述第一節(jié)農(nóng)業(yè)機械化的定義

1、定義：農(nóng)業(yè)機械化是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的經(jīng)濟規(guī)律與現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)措施緊密結(jié)合，因時因地制宜地采用半機械化與機械化農(nóng)機具設(shè)備和相應(yīng)的組織管理過程。第9頁/共184頁102、農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展概況美國：1930年以后，以內(nèi)燃機為動力的機械化時代，至今已全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化；中國：農(nóng)機事業(yè)隨新中國誕生而發(fā)展。從70年代起全國以能生產(chǎn)10多種型號的拖拉機，同時，各地先后建立了很多農(nóng)業(yè)機械廠，生產(chǎn)聯(lián)合收獲機、各種農(nóng)業(yè)機械，初步建立起我國獨立的農(nóng)業(yè)機械制造體系。第10頁/共184頁113、農(nóng)業(yè)機械化的作用1、農(nóng)業(yè)機械化極大提高勞動生產(chǎn)率和農(nóng)產(chǎn)品商品率；2、農(nóng)業(yè)機械化提高土地產(chǎn)出率與資源利用率；3、農(nóng)業(yè)機械化促進(jìn)了農(nóng)業(yè)與非農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展；4、農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件；5、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是生產(chǎn)條件和手段的現(xiàn)代化；6、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是由現(xiàn)代工業(yè)裝備起來的農(nóng)業(yè)。第11頁/共184頁12（1）抗災(zāi)減害，穩(wěn)定生產(chǎn)；（2）可持續(xù)、合理利用農(nóng)業(yè)資源；（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新需要機械化；（4）可減少農(nóng)產(chǎn)品的損失；（5）廣辟食物來源，保障食物安全。第12頁/共184頁134、農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展特征我國農(nóng)村經(jīng)濟正向?qū)I(yè)化、商品化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，進(jìn)入商品生產(chǎn)的新階段，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展將起到重要的作用。1、農(nóng)業(yè)機械化已成為農(nóng)村經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎(chǔ)；2、農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)村生產(chǎn)性固定資產(chǎn)中占有四分之一的份額；3、農(nóng)業(yè)機械動力已成為農(nóng)村的第一動力；第13頁/共184頁144、農(nóng)業(yè)機械化促進(jìn)了農(nóng)村多種經(jīng)營發(fā)展；5、農(nóng)業(yè)機械化促進(jìn)了農(nóng)村工業(yè)化的發(fā)展；6、農(nóng)業(yè)機械化創(chuàng)造了較大效益（1）農(nóng)民致富；（2）國家增加稅收；（3）為勞動力提供就業(yè)機會，如維修、服務(wù)、管理從業(yè)人員。第14頁/共184頁155、農(nóng)業(yè)機械化的科學(xué)體系包括以下方面：1、農(nóng)機化發(fā)展戰(zhàn)略研究；2、制定和建立農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)；3、農(nóng)村生產(chǎn)能源的研究和管理；4、農(nóng)業(yè)機械化經(jīng)營管理；5、農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣服務(wù)；6、農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)經(jīng)濟。第15頁/共184頁16第二節(jié)農(nóng)業(yè)機器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運用一、機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)由農(nóng)業(yè)生物要素、農(nóng)業(yè)環(huán)境要素、農(nóng)業(yè)技術(shù)要素和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟社會要素等組成。2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝過程，如耕作、播種、收獲與貯藏等等；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助過程，如種子、機器的準(zhǔn)備等。第16頁/共184頁17二、農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)也可稱為人-機-對象-環(huán)境系統(tǒng)，其運行是機械技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)、與管理技術(shù)的結(jié)合，是實現(xiàn)機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)目標(biāo)的過程和基礎(chǔ)。影響農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)運行的因素有：人、機器、作業(yè)對象、經(jīng)營組織等方面。第17頁/共184頁18農(nóng)業(yè)作業(yè)系統(tǒng)的幾個概念：1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝系統(tǒng)2、機械化作業(yè)工藝系統(tǒng)3、機械化作業(yè)工藝方案第18頁/共184頁19三、農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)1、農(nóng)業(yè)機器系統(tǒng)定義完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程所必須的互相協(xié)調(diào)的具有一定規(guī)模和品種的農(nóng)業(yè)機器的組合。系統(tǒng)由各種農(nóng)用動力和作業(yè)機械組成，包括機群、機組、組群等部分。第19頁/共184頁20①機群：某個農(nóng)業(yè)企業(yè)所擁有的各種動力機械、作業(yè)機械、自走式機器以及用于維修、運輸和油料貯存設(shè)施的總和。②機組：在一定條件下的具有一定作業(yè)任務(wù)的期限的動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)作業(yè)系統(tǒng)及其操作系統(tǒng)的有機組合。③組群：某個作業(yè)階段的有關(guān)機組的群體。應(yīng)從機組的群體結(jié)構(gòu)來研究和協(xié)調(diào)相同的或相關(guān)的作業(yè)機組間的關(guān)系。第20頁/共184頁21第二章農(nóng)業(yè)機組及其運用指標(biāo)第一節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化過程及農(nóng)業(yè)機組一、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化過程：用農(nóng)業(yè)機組來完成某一種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程。1、生產(chǎn)過程：農(nóng)業(yè)上生產(chǎn)某一農(nóng)產(chǎn)品，需進(jìn)行的與生產(chǎn)直接有關(guān)的工作綜合。2、工藝過程：與生產(chǎn)直接有關(guān)的工作。如耕、播（栽）田間管理、收獲等。每一工藝過程又包括一項或幾項作業(yè)。3、作業(yè)：機組在工作中每通過田間一次，稱作業(yè)一次。每次作業(yè)又包括一個或幾個工序（操作）。如聯(lián)合收獲機完成一次收獲作業(yè)，同時完成收割、脫粒、清選三個工序。第21頁/共184頁22二、農(nóng)業(yè)機組的定義和分類1、定義：由動力機械、傳動機構(gòu)和作業(yè)機械三部分組成，用來完成一種或同時完成幾種農(nóng)業(yè)工序。2、分類：按不同的使用特征，有很多種形式分類；移動式和固定式；牽引式、懸掛式、半懸掛式；對稱式和非對稱式；前置式和后置式；耕地、耙地、播種、施肥、收獲運輸機組等等。以發(fā)達(dá)國家情況看，為了提高生產(chǎn)率，現(xiàn)廣泛采用懸掛式、半懸掛式和自走式機組，并重視發(fā)展高速作業(yè)、寬幅作業(yè)和聯(lián)合作業(yè)機組。三、農(nóng)業(yè)中使用機器的要求概括為“高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、安全”。在優(yōu)質(zhì)前提下，以高效為基礎(chǔ)，低耗為核心，用安全來保證。第22頁/共184頁23第二節(jié)機組生產(chǎn)率一、基本概念1、機組生產(chǎn)率：機組在單位時間內(nèi)按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完成的作業(yè)量。有小時生產(chǎn)率、班生產(chǎn)率、年生產(chǎn)率等。機組生產(chǎn)率的常用單位：移動作業(yè)—公頃/小時、公頃/班、噸公里/班固定作業(yè)—公斤/小時、噸/班、M3/小時等為了便于統(tǒng)計對比，我國規(guī)定一個作業(yè)量的標(biāo)準(zhǔn)單位叫做“標(biāo)準(zhǔn)公頃”?！皹?biāo)準(zhǔn)公頃”—耕地機組在地勢平坦、土壤比阻為4.9N/cm2左右的茬地上作業(yè)，耕深為20-22cm，每耕地一公頃為一個標(biāo)準(zhǔn)公頃。第23頁/共184頁242、機組理論生產(chǎn)率（1）機組理論小時生產(chǎn)率WL

（hm2/h）設(shè)機組的構(gòu)造幅寬為B（米），以某一理論速度VT（Km/h）在一小時內(nèi)沒有空行和停歇情況下完成的作業(yè)面積WL

WL=1000BVT（m2/h）=0.1BVT（hm2/h）（2）機組理論班生產(chǎn)率WT

（hm2/h）仍為上述條件,但工作時間為一個班次

WT=0.1BVTT（hm2/h）T—每班時數(shù)

第24頁/共184頁253、三個技術(shù)利用率（1）機組幅寬利用率β=Βz

/BΒz

–實際作業(yè)幅寬，β=0.95-0.98（2）機組速度利用率εε=VZ./VlVZ.—實際行駛速度（3）作業(yè)時間利用率ττ=Tz/TTz---每班純工作時間第25頁/共184頁26幅寬利用率β值的大小主要取決于（1）駕駛員技術(shù)操作水平，影響機組直線行駛，農(nóng)具掛結(jié)不正，使β＜1（重耕）或β＞1（漏耕）；（2）某些作業(yè)（旋耕、耙地）為了保證作業(yè)質(zhì)量，要求相鄰行有重復(fù)（2-3%）；（3）某些作業(yè)受到使用條件限制，構(gòu)造幅寬不能充分利用，如聯(lián)合收割機收獲豐產(chǎn)田時，受到喂入量限制，而減少割幅。速度利用率ε取決于（1）行走部分發(fā)生滑轉(zhuǎn)（驅(qū)動輪），同時形成彎曲線路；（2）土壤地面情況變化及凹凸不平，使阻力變化，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化；第26頁/共184頁27

（3）土壤、地面松軟不同，驅(qū)動輪下陷深度變化或輪胎氣壓與地面適應(yīng)變化，都影響驅(qū)動輪作用半徑變小。所以常常VZ＜VL

時間利用率τ的影響因素（1）地頭轉(zhuǎn)彎空行；（2）地塊空行轉(zhuǎn)移；（3）工藝性停車，如播種作業(yè)上種、施肥上肥等；（4）故障停車；（5）組織不善的停車時間。第27頁/共184頁284、機組技術(shù)生產(chǎn)率Wj（考慮技術(shù)因素β、ε、τ的影響）小時技術(shù)生產(chǎn)率Wj=0.1BVl·β·τ=0.1BzVz·τ（hm2/h）(2)每班技術(shù)出產(chǎn)率Wjb=0.1BVz·T·β·τ=0.1BzVzTz（hm2/班）(3)機組純小時生產(chǎn)率W=0.1BVl·β·ε=0.1Bz·Vz

（hm2/h）不考慮時間損失時τ=1（連續(xù)工作）(4)西方國家用Wj=0.1BVz·E（hm2/h）E—田間效率

第28頁/共184頁29我國Wj=0.1BzVzτ若生產(chǎn)率相等即0.1BVz·E=0.1BzVz·τ

得E=Bz/B·τ=β·τ(5)機組實際生產(chǎn)率：

Ws=U/Ts

畝/h式中：U——實際完成作業(yè)面積

Ts——實際作業(yè)小時數(shù)第29頁/共184頁30

二、機組生產(chǎn)率與拖拉機或發(fā)動機功率的關(guān)系（一）機組內(nèi)拖拉機牽引功率NT和發(fā)動機有效功率Ne的利用1、拖拉機牽引功率NT與發(fā)動機有效功率Ne機組作業(yè)時，作業(yè)機械工作阻力R（牛）R=KBzK—單位幅寬的工作阻力（牛/米）拖拉機克服阻力R，以Vz行駛時，所消耗的牽引功率NTNT=NT=RVz/270(馬力Ps)R—kgf第30頁/共184頁31此時，發(fā)動機提供的有效功率Ne=NT/ηTηT=NT/Ne

拖拉機的牽引效率2、機組作業(yè)時拖拉機的負(fù)荷程度可用拖拉機牽引功率利用率ξNT表示：ξNT=NT/NT·NNT·N——拖拉機額定牽引功率3、發(fā)動機的負(fù)荷程度可用發(fā)動機有效功率利用率ξNe表示：

ξNe=Ne/Ne·N

Ne·N——額定牽引功率第31頁/共184頁324、拖拉機牽引作業(yè)同時兼有動力輸出時發(fā)動機的有效功率Ne=Nc+NT

此時，拖拉機的功率利用程度用拖拉機效率η來表示：式中，Nd——動力輸出軸功率（kw或ps）第32頁/共184頁33第33頁/共184頁34第34頁/共184頁35第35頁/共184頁36當(dāng)機組為牽引作業(yè)+驅(qū)動作業(yè)時，移動部分機組生產(chǎn)率為：

（三）機組生產(chǎn)率和機組能量消耗在單位面積（畝）上消耗的有用機械功A為：A=RSz

第36頁/共184頁37第37頁/共184頁38

上式分子代表機組每小時能發(fā)出的有用機械能，分母表示單位面積上作業(yè)機械消耗的機械能值。第38頁/共184頁39三、提高機組生產(chǎn)率的途徑綜上所述，從Wj公式分析，提高WjDE根本措施有1、加強技術(shù)維護(hù)（保養(yǎng)和修理），以保持拖拉機和作業(yè)機械處于良好的技術(shù)狀態(tài)，發(fā)動機能發(fā)出標(biāo)定功率和牽引效率高；2、正確合理編制機組，即使BZ、VZ合理，提高有效功率利用率；3、做好組織服務(wù)工作，機組采用合理的行走方法提高時間利用率；4、在保證質(zhì)量前提下，盡量減低A（K）值，如不隨意加大更深、采用免耕法、淺耕法、適時作業(yè)，降低比阻值。第39頁/共184頁40第三節(jié)機組作業(yè)成本（機組運用的經(jīng)濟指標(biāo)）一、基本概念機組作業(yè)成本Cm（經(jīng)濟指標(biāo)）：完成單位作業(yè)是所耗費的各項費用總和。其中：油料費、勞動報酬、經(jīng)常維修費為可變成本（隨作業(yè)費大小而變化）折舊費、大修費、管理費為固定成本第40頁/共184頁41二、機組作業(yè)的油耗消耗Cr（占成本中的40%）（一）燃油消耗1、燃油消耗費GT（kg/h）：單位時間的燃油消耗2、燃油消耗率gr

（g/kw.h）：單位機械功的燃油消耗發(fā)動機的燃油消耗率：ge=103GT/Ne(g/kw.h)拖拉機的燃油消耗率：gT=GT/NT(kg/kw.h)一般gT≈（1.5～2）ge與ηT有關(guān)單位作業(yè)量的燃油消耗——畝耗油、噸耗油、噸公里耗油等①機組的技術(shù)畝耗油gwj

（kg/畝）第41頁/共184頁42GTbWjb——每班次機組耗油量和技術(shù)生產(chǎn)率GTzGTK，GTO——機組在負(fù)荷、空行、空轉(zhuǎn)三種情況下的小時耗油量，試驗得到或以牽引特性和發(fā)動機調(diào)速特性曲線圖上查到Tztkt0——機組在負(fù)荷、空行、空轉(zhuǎn)三種情況下的作業(yè)時間（小時）代入上式經(jīng)換算得：=AgT(1+δy)式中：A—單位面積（畝）所耗機械能(kw·h)第42頁/共184頁43（kw·h/畝）——空行和空轉(zhuǎn)耗油量占負(fù)荷作業(yè)耗油量的比例數(shù)依上式可見：機組作業(yè)畝耗油gwj與Age成正比，A↗gwj↗與ηTt和負(fù)荷作業(yè)時間成反比η↗gwj↙②實際畝耗油gsGTS——實際耗油量U——實際完成的面積

一般：gx>gwj因為gs包括了油料保管、運輸和添加中的損失A=K/5400第43頁/共184頁44（二）潤滑油的消耗指機油、齒輪油、潤滑脂等的消耗，通常規(guī)定一個定額以主燃油消耗量的百分?jǐn)?shù)表示。柴油機機油平均使用消耗為主燃油量的4—6%機油燃損≯1%若達(dá)到3%則應(yīng)檢修發(fā)動機其他潤滑油的消耗為0.5%左右第44頁/共184頁45（三）降低油料消耗的途徑1、提高機組生產(chǎn)率Wjb↑則gwj↓2、調(diào)整校正好燃油裝置（泵）并保持良好技術(shù)狀態(tài)，使GT、ge獲得最佳值3、合理編制機組，使機組處于滿負(fù)荷狀態(tài)4、減少或消除油料在運輸、保管、添加中的浪費和非正常消耗。第45頁/共184頁46三、機組作業(yè)的勞動消耗（H）是一個重要運用指標(biāo)，標(biāo)志農(nóng)機化水平，也是作業(yè)成本的主要構(gòu)成因素，以2時/畝來計量。n——直接在機組上工作的機務(wù)人員數(shù)m——參加機組作業(yè)的輔助手工勞動人數(shù)T——每班時數(shù)（時）Wsb——每班實際生產(chǎn)率（畝）第46頁/共184頁47四、機組作業(yè)的經(jīng)常維修費Cw

（元/畝）包括：原材料費+零配件消耗費+修理=時費+維護(hù)用油費+工具費等，也可以由標(biāo)準(zhǔn)畝維修費定額乘以機組年計劃作業(yè)量來確定。按時按質(zhì)對機器進(jìn)行技術(shù)保養(yǎng)，經(jīng)常維持良好技術(shù)狀態(tài)，是延長機器零件使用壽命、降低維修費的根本措施。第47頁/共184頁48五、使用因素對機組生產(chǎn)率和機組作業(yè)費用的影響影響較大的使用因素主要有三個方面：1、機組參數(shù)及使用指標(biāo)：NeN,ξNe、Vz等

NeN成本生產(chǎn)率ξNeVzτ第48頁/共184頁492、與組織管理工作有關(guān)的因素：τ、αb—每天作業(yè)班次數(shù)；Dn—年工作天數(shù)；影響如圖1-2（b）所示同一機型機組甲：Dn=350天αb=1（單班）τ↓W↓

乙：Dn=200天αb=2（單班）τ↑W↑3、機組作業(yè)的自然生產(chǎn)條件——地塊長度L，比阻K等，影響如下圖所示LK作業(yè)成本NeN1NeN2NeN1NeN2第49頁/共184頁50

思考題

1、農(nóng)機機組、標(biāo)準(zhǔn)公頃

2、用Bz、Vz和用Ne、NeN，ηT表示機組小時技術(shù)生產(chǎn)率Wj3、提高機組生產(chǎn)率的途徑

4、機組作業(yè)成本的概念及其組成

5、降低油料消耗的措施

6、使用因素對W、C的影響第50頁/共184頁51第三章機組的動力性能第一節(jié)發(fā)動機的動力性能

動力性能——發(fā)動機工作對克服負(fù)荷而作功的能力基本指標(biāo)——有效扭矩Me（N.m）有效功率Ne(kw)和轉(zhuǎn)速n(r/min)其三者關(guān)系

式中：Me–N.m式中：Me–kg.m或第51頁/共184頁52一、標(biāo)定功率（用NeN表示）發(fā)動機產(chǎn)品的銘牌和產(chǎn)品說明書標(biāo)出的發(fā)動機的有效功率Ne，標(biāo)為標(biāo)定功率。

15分鐘功率國標(biāo)規(guī)定我國發(fā)動機標(biāo)定功率分為四級1小時功率

12小時功率持續(xù)功率1小時功率，12小時功率分別為拖拉機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)12小時或12小時的最大功率，為拖拉機標(biāo)定的功率，如手拖S195柴油機銘牌：12小時功率8.8kw(12馬力)2000r/minge正常1小時功率9.7kw(13.2馬力)2000r/minMe大些和ge大些第52頁/共184頁531小時功率為儲備功率，可供矩時間超負(fù)荷時，維持正常工作。柴油機上的扭矩校的裝置（多供油，使Me↑）扭矩儲備率u單缸機>12%

多缸機>15%扭矩儲備扭矩適應(yīng)性系數(shù)第53頁/共184頁54二、使用條件下的有效功率由于發(fā)動機正常使用中的磨損、失調(diào)，工作阻力（圖2-18）的波動，引起n波動，影響發(fā)動機工作性能，因此在使用條件下的有效功率Me<NeN

設(shè)Ne=λ·NeNλ—總修正系數(shù)λ=λt?λd?λVλt—時間系數(shù)由于機件磨損的可靠性等原因λt=0.8～0.9λd—動態(tài)系數(shù)，考慮在不穩(wěn)定負(fù)荷特性條件下，發(fā)動機工作過程的動態(tài)；轉(zhuǎn)速n的波動破壞進(jìn)、排氣流的穩(wěn)定性，使充氣效率下降；使發(fā)動機有效功率不能充分發(fā)揮，耗油率上升。一般：λd=0.9～0.97第54頁/共184頁55λv—概率系數(shù)在概率負(fù)荷特性條件下，發(fā)動機指標(biāo)平均值隨負(fù)荷被動程度的變化。變異系數(shù)v=0.05～0.15λv=0.95～0.85

因此，實際中發(fā)動機的有效功率Ne比NeN低15%左右，而耗油率ge提高10%以上。第55頁/共184頁56三、大氣狀況對Ne的影響1、大氣壓的影響高原地區(qū)大氣壓力降低，空氣密度小，充氣量減小，氣缸殘余廢氣增加，使Ne↓,ge↑如S195柴油機，海撥上升1000米，Ne下降11%ge提高5%，在我國云南，西藏等地常感馬力不足。解決的方法：安裝增壓器可增加充氣量，改善發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性。2、大氣溫度的影響——影響發(fā)動機的充氣密度試驗表明：進(jìn)氣溫度在29.4℃以上，每增加5.5℃，Ne下降2%第56頁/共184頁57第二節(jié)拖拉機的驅(qū)動力Pq和牽引力PT

一、機組運動方程式（一）機組受力分析如下圖為輕式拖拉機犁耕機組在坡地作業(yè)的受力情況在行駛方向作用于機組的外力有：

1、Pk—機組驅(qū)動力（土壤反作用力的分力）是由拖拉機驅(qū)動裝置與土壤相互作用而形成。2、阻力總阻力為PΣ=R+Pf±Pα+Pi(±Pj)第57頁/共184頁58RPf總阻力為PΣ=R+Pf±Pα+Pi(±Pj)第58頁/共184頁59①R—機組內(nèi)作業(yè)機械的牽引阻力（R=KBz）②Pf—拖拉機行駛阻力（滾動阻力）Pf=fGs③Pα—坡度阻力，平地時Pα=0Pα=±GsSinα④Pi—空氣阻力，因作業(yè)時速度較低，一般Vz<15km/h可忽略⑤Pj—慣性力，速度改變時慣性阻力∴P∑=R+Pf±Pα=KBz+fGs±GsSinα在垂直于行駛方向的外力有：1、拖拉機重力分力Gscosα(平地時α=0，重力=Gs)2、土壤對拖拉機、作業(yè)機械各部分的垂直反力Y=∑Yi因Gscosα與Y均與動動方向垂直，所以它們所做的功為零。第59頁/共184頁60(二)機組運動方程式設(shè)機組等效質(zhì)量為m，運動速度為V，在運動方向的外力為(Pk-P∑)，機組運動和做功時

——移動式機組運動方程式的一般形式m——機組的等效質(zhì)量(換算質(zhì)量)公斤·秒2/米包括機組移動質(zhì)量慣性和轉(zhuǎn)動零件的轉(zhuǎn)動情況。由于工作條件不斷變化，Pk和P∑也是變化的，因此機組加速度也是變化的，一般按正態(tài)分布規(guī)律變化。當(dāng)Pk和P∑變化較小時，的值取決于m，m越大，越小，機組的穩(wěn)定性越好。

第60頁/共184頁61二、拖拉機的牽引平衡由=得=R+Pf±Pα±Pj——拖拉機牽引平衡方程又：

——慣性力方向與加速度相反實際中除加速或制動外，可認(rèn)為機組動動勻速，即=0，Pj=0∴Pq=R+Pf±Pα

第61頁/共184頁62

若在平地上工作時α=0，Pk=R+Pf

在穩(wěn)定運動條件下，拖拉機牽引力PT=R，牽引克服農(nóng)具阻力，而驅(qū)動力Pk=P∑=R+Pf±PαPk及PT是拖拉機動力性能的指標(biāo)附：相同功率的拖拉機，履帶式的Pk、PT大于輪式的Pk、PT，四輪驅(qū)動式的Pk、PT＞后輪驅(qū)動的。，上坡為阻力，應(yīng)換低擋，使、較大，易上坡。慣性力(kg)

式中：—拖拉機速度變化值(Km/h)t—速度變化所利用的時間秒第62頁/共184頁63例：豐收-35拖拉機Gs=2000kg起步5秒鐘內(nèi)，V從0→5Km/h，求Pj

若從0→5km/h，只需0.1秒時，可見起動時，慣性力很大，操作應(yīng)特別注意。第63頁/共184頁64三、機組驅(qū)動力P∑

1、驅(qū)動力Pk：在驅(qū)動扭矩作用下，驅(qū)動輪與土壤相互作用，土壤反作用于驅(qū)動輪且平地于地面的作用力分力，稱之為驅(qū)動力；對拖拉機是外力。如圖，剛性平緣驅(qū)動輪在驅(qū)動力矩Mk作用下在剛性地面上的受力情況。驅(qū)動輪所受外力力矩有：垂直載荷Gk(即驅(qū)動輪重力)，土壤垂直反力N(Yk)，

Gk=Yk作用在軸O上的驅(qū)動力矩Mk，由一對力偶代替，一個作用于O1點，另一個作用于O點(Pt)，大小相等方向相反，與地面平行。第64頁/共184頁65rqGqpqMqF切線力：標(biāo)定切線力：Yqe第65頁/共184頁66切線力：標(biāo)定切線力：驅(qū)動輪受土壤的水平反力Pq，即驅(qū)動力。拖拉機機架對驅(qū)動輪軸的水平拉力S(S=∑R)S為拖拉機農(nóng)具運動時所產(chǎn)生的阻力的合力∑R此時，驅(qū)動力第66頁/共184頁67當(dāng)考慮驅(qū)動輪和路面的變形時：驅(qū)動輪受力如圖Mcq——驅(qū)動輪轉(zhuǎn)滾動阻力矩

Yq——土壤垂直反力

Pfq——驅(qū)動輪滾動阻力即驅(qū)動力等于切線力減掉驅(qū)動輪滾動阻力。第67頁/共184頁68

可見，發(fā)動機經(jīng)傳動系統(tǒng)給驅(qū)動輪的主動扭矩用于克服兩個力矩：①克服驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動阻力矩Mcq；②形成驅(qū)動力。第68頁/共184頁692、構(gòu)成驅(qū)動力Pq的定性分析公式驅(qū)動力Pq由土壤的剪切反力和輪緣與土壤之間的摩擦力構(gòu)成式中：dh,db——垂直于行駛方向的輪齒與土壤接觸的元素面積(cm2)τx——土壤應(yīng)力平行于地面的投影(抗剪應(yīng)力)kg/cm2Pm——驅(qū)動輪與土壤間的摩擦力(正壓力×摩擦系數(shù))

第69頁/共184頁70

上式右邊第一次代表土壤剪切反力(田間作業(yè))，第二次代表摩擦阻力(運輸作業(yè))，拖拉機驅(qū)動輪采用高花紋輪胎或水田葉輪、履帶齒等均為增大土壤剪切反力，增大驅(qū)動力，汽車多用小花紋輪胎，主要靠摩擦力來形成驅(qū)動力(路面堅實幾乎不存在)。此式只作驅(qū)動力Pq構(gòu)成的定性分析，不能用于計算。第70頁/共184頁713、最大允許滑轉(zhuǎn)率δy隨Pq形成及增大，必然有驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的產(chǎn)生和增大(因為土壤受剪切、擠壓、變形)，滑轉(zhuǎn)率δ與Pq的關(guān)系如圖：在一定范圍內(nèi)，Pq與δ近似正比例增長，但當(dāng)Pq增大到一定值(PM——附著力)時，δ=δy——最大允許滑轉(zhuǎn)率，土壤將遭到嚴(yán)重破壞，δ將迅速增長，若Pq再增大，會完全滑轉(zhuǎn)，拖拉機不能前進(jìn)。此時土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，輪胎迅速磨損，而且滑轉(zhuǎn)損失的功率將超過增加驅(qū)動力所得的功率，所以規(guī)定一個最大允許滑轉(zhuǎn)率δy

。PqδyPyδ第71頁/共184頁72滑轉(zhuǎn)率的計算我國規(guī)定拖拉機正常工作時的δy為：輪式：20%(旱田茬地)25%(水田茬地)手扶：25%履帶：7%水田葉輪：40%4、附著力Pμ及最大附著力Pμmax在最大允許滑轉(zhuǎn)率δy條件下，通過試驗得到附著系數(shù)，并由此計算出的驅(qū)動力，稱為附著力Pμ。Pμ=μδ·Gμ式中：μδ——附著系數(shù)，試驗得出或查資料，不同的δ，μ值不同。

第72頁/共184頁73當(dāng)δ=100%（完全滑轉(zhuǎn)時）μδ=μmax此時，Pμ=μmax×Gμ=Pμmax(最大附著力)Gμ——附著重量（kg）對于四輪驅(qū)動履帶驅(qū)動或手扶：Gμ=GS

GS—拖拉機使用重量對于二輪驅(qū)動（單軸驅(qū)動）四輪：（Mq——驅(qū)動扭矩）L—拖拉機軸距a—拖拉機重心至后軸距離第73頁/共184頁74四、拖拉機牽引力PT（一）Pq與PT關(guān)系圖用簡圖分析驅(qū)動力Pq與標(biāo)定切線力PtN和附著力Pμ的關(guān)系：計算公式：=Ne—kwn—r/minrq—mNe—馬力=第74頁/共184頁75=驅(qū)動力與土壤堅實度（用土壤剪切阻力表示）關(guān)系如下圖：工作條件——某一檔速下（i∑—定值）上坡作業(yè)（Pα存在）由圖可知：PtN由MeN決定，與土壤條件無關(guān)為一水平線；Pμ=μδ·Gμ，土壤越堅實，μ↑，Pμ↑，反之亦然，為一斜線；Pf=fGs

土壤越堅實，滾動阻力越小，反之越大，為一斜線；Pα=Gs·sinα與土壤無關(guān)，當(dāng)α一定時，為一水平線第75頁/共184頁76驅(qū)動力與牽引力圖PtNPμbPfPqPαPTμfPμ>PtN附著力充足區(qū)域Pμ<PtN附著力不足區(qū)域第76頁/共184頁77Pμ與PtN二線相交點b為附著力是否充足的分界點，左邊附著力不足，當(dāng)不同速檔時，如換高檔，則PtN線下降，b點左段，高檔速驅(qū)動力主要受標(biāo)定切線力PtN限制，換用低檔時，則PtN線上升，Pq主要受到附著力Pμδ所限制。拖拉機牽引力PT—在等速運動條件下，驅(qū)動力克服拖拉機前進(jìn)的滾動阻力和上坡阻力后，剩下的部分是拖拉機的牽引力PT。（二）拖拉機牽引力PTN的計算（從圖可得）1、當(dāng)附著力充足時，即Pμζ>PqN（PtN=PqN）機組穩(wěn)定作業(yè)時（Pj=0）功率可充分發(fā)揮PtN可充分利用。（1）

只用于牽引作業(yè)時，額定牽引力PTN為：

PTN=PtN–Pf±Pα第77頁/共184頁78PTN=PtN–Pf±Pα或（2）牽引作業(yè)同時兼有動力輸出作業(yè)時2、當(dāng)附著力不足時，即Pμδ<PtN

穩(wěn)定工作時（受Pμδ限制，功率不能充分發(fā)揮，PtN用不完）拖拉機正常牽引力PT第78頁/共184頁79結(jié)論：1、①當(dāng)附著力充足時，驅(qū)動力Pq的大小受Me限制

Pq=Pt(或PtN)PTN=PtN-P∑（2）當(dāng)附著力不足時（土地松軟）Pμδ<PtNPq和PT的大小受附著力Pμδ的限制Pq=PμPT=Pμ—P∑提供附著力的措施：如增加輪胎的花紋高度等。2、一般情況（非標(biāo)定工況）下拖拉機牽引力PT=驅(qū)動力Pq一滾動阻力Pf±上坡阻力Pα

3、任何情況下，驅(qū)動力的最大值只能等于或小于附著力PμδPqmax≤Pμδ

第79頁/共184頁804、拖拉機以不同速檔工作時，有不同的標(biāo)定切線力（PtNi）高檔的PtNi較小，低檔PtNi較大。很明顯，高檔作業(yè)時，Pq

、PT一般受PtN限制，而低擋作業(yè)時，Pq

、PT一般受Pμδ限制。計算PT或標(biāo)定牽引力PTN的例子：例1：車風(fēng)—54履帶拖拉機在茬地上進(jìn)行耕地作業(yè)，求三檔牽引力？已知：GS=5400kgf=0.04μ=0.7NeN=54馬力ηc=0.85i3=28.75rq=0.326米nN=1300轉(zhuǎn)/分解：PtN3=716.2

=2230(kg)第80頁/共184頁81Pμ=μ×Gμ=0.7×5400=3780(kg)∵Pμ＞PtN3

附著力足夠∴PTN3=PtN3—Pf=2230—0.04×5400=2014(kg)第81頁/共184頁82例2、輪紅—40輪式拖拉機（二輪驅(qū)動），用4檔在耕地后的地上進(jìn)行耙地作業(yè)，求4檔牽引力。已知：GS=1800kgμ=0.4f=0.1NeNn=40馬力nN=2000轉(zhuǎn)/分，i4=48.6rq=0.581米ηc=0.9

解：PtN4=716.2Pμ=μ×Gμ=μ×GS=0.4××1800=480(kg)∵Pμ＜PtN4

附著力不足∴PT4=Pμ-Pf=480-f·GS=480-0.1×1800=300(kg)=480（kg）第82頁/共184頁83

第三節(jié)拖拉機的功率指標(biāo)

一、拖拉機的功率平衡發(fā)動機的額定功率NeN

NeTNNedNNeTNNqN——NcdNNdN（動力輸出功率）NsNNfNNαNNTN（牽引功率）如：東方紅—75拖拉機NeN=75馬力牽引馬力NTN=45馬力工農(nóng)—12手拖NeN=12馬力牽引馬力NTN=6馬力第83頁/共184頁84拖拉機功率分兩大部分：1、有用功率：NT、Nc2、損失功率：⑴傳動功率損失Nm⑵滾動功率損失Nf⑶滑轉(zhuǎn)功率損失Nδ∴Ne=NT+Nc+Nf+Nm+Nδ±Nα±Nj當(dāng)拖拉機穩(wěn)定牽引作業(yè)時，（Nc=0，Pj=0，Nj=0）Ne=NT+Nf+Nm+Nδ±Nα當(dāng)α=0，Nα=0，平地穩(wěn)定作業(yè)時：

Ne=NT+Nf+Nm+Nδ⑷上坡功率損失Nα⑸慣性功率損失Nj（起步、變速時克服慣性）（功率平衡方程）第84頁/共184頁85二、拖拉機的功率損失1、傳動系功率損失Nm[Nm=Ne—Nq（Nc）]∴Nm=NmT+Nmc式中：NmT——傳到牽引拉桿所損耗功率

Nmc——傳到輸出軸所損耗功率損失原因：（1）、機械損失：90—95%

齒輪、齒合損失：70%

軸承傳動損失：20%

油封傳動損失：10%第85頁/共184頁86（2）液力損失：5—10%，齒輪的攪油阻力造成傳動系功率損失，用ηc和ηd表示

傳動效率ηc=

輪式：0.91—0.92

一般情況下：履帶：0.86—0.88

手扶：0.75動力輸出軸效率：ηd=傳動功率損失NcT=NeT（1—ηc）Ncd=Ned（1—ηd）若只牽引無動力輸出時：Nc=Ne（1—ηc）第86頁/共184頁872、驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)功率損失Nf由于驅(qū)動輪作業(yè)時的滑轉(zhuǎn)造成功率損失，用滑轉(zhuǎn)效率ηδ衡量ηδ===1-δ∴滑轉(zhuǎn)功率損失Nδ=Nq·δ=Nq（1-ηδ）=（Ne-Nc）δ可見，Nδ是速度損失，取決于δ，在作業(yè)中，須使δ較小3、滾動功率損失Nf——力的損失行走摩擦力，輪胎變形，軸承摩擦力等等。Nf的大小用滾動效率ηf來表示ηf=====1-第87頁/共184頁88可見，提高驅(qū)動力Pq和減小滾動阻力Pf都可使ηf下降

或ηf===

即牽引力PT克服農(nóng)具阻力R，等速作業(yè)時，PT=R

此式在機組編組計算時采用。所以，滾動功率損失為：NT=Pf·Vz/3000=馬力或可見，Gs與Nf為正比關(guān)系，應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件選擇機型和增重措施。4、拖拉機上坡功率損失Nα——速度損失Nα==（kw）第88頁/共184頁89可見，Gs和α一定時，VPI是影響Nα的主要因素，上坡時換低檔使Vz下降，即可使Nα下降總之，功率是力與速度的乘積，功率損失即是力的損失，速度的損失，或兩者同時損失所造成。第89頁/共184頁90三、拖拉機牽引功率NT

NT=（kW）牽引功率利用率ξNT=補充說明：ηT=ηc·ηf·ηδ

條件：穩(wěn)定作業(yè)，Pj=0Pα=0已知：NT=Ne-（Nc+Nδ+Nf）∵NT===（1-δ）（1-δ）=Nq(1-δ)ηf=Ne·ηc·ηδ·ηf

∴ηT==ηc·ηδ·ηf

第90頁/共184頁91例1：東方紅—54拖拉機在坡高30米，坡長1000米的坡地上用三檔上坡作業(yè)，求各項功率損失和牽引效率ηT。已知：NeN=54馬力ξNe=0.85ηm=0.85f=0.075VL3=5.43KM/hGs=5400kgδ=2.5%解：∵ξNe=(有效功率利用率)

∴Ne=ξNe·NeN=0.85×54=45.9（馬力）Vz=VL3（1-δ）=5.43（1-0.025）=5.3（km/h）1、傳動系功率損失Nc=Ne（1-ηm）=45.9(1—0.85)=6.9馬力2、滾動系功率損失Nf===7.95馬力3、滑轉(zhuǎn)功率損失Nδ=Nq·δ=(Ne-Nm)=(45.9-6.9)×0.025=0.95馬力第91頁/共184頁924、上坡功率損失Nα===3.18馬力5、拖拉機牽引功率NT

NT=Ne-（Nm+Nz+Nf+Nα）=26.89馬力

6、牽引效率ηT===58.5%第92頁/共184頁93第四節(jié)拖拉機的牽引附著性能（動力性能）

一、拖拉機的牽引特性（一）、基本概念1、拖拉機的動力性能：是指拖拉機在容許滑轉(zhuǎn)率條件下所能發(fā)揮的牽引能力，也稱為牽引附著性能。2、拖拉機牽引特性拖拉機的主要動力性能指標(biāo)和經(jīng)濟性能指標(biāo)（NT，V，GT，gT，δ等），在各速檔下隨牽引力變化的曲線圖。牽引特性主要是通過田間試驗測得，以測取的牽引力為橫座標(biāo)，以動力性、經(jīng)濟性指標(biāo)為縱座標(biāo)繪制。由于δ一般只隨牽引力PT變化與速度無關(guān)（水田作業(yè)例外）。第93頁/共184頁94即δ=f（PT）所以δ曲線只有一條其他曲線：NT=f（PT），V=f（PT），G=f（PT），gT=f(PT)，則每一速度檔均有對應(yīng)的曲線。利用曲線可以方便找出拖拉機在該土壤條件下，其動力性能經(jīng)濟指標(biāo)隨PT的變化規(guī)律，以便合理發(fā)揮拖拉機的功率及獲得良好的經(jīng)濟效果。（二）、牽引特性各曲線的變化規(guī)律P23圖2—8，東方紅—75履帶機的牽引特性曲線為例。1、速度曲線V=f(PT)第94頁/共184頁95

起點為空負(fù)荷時，工作速度最高，隨PT上升（負(fù)荷增加），導(dǎo)致η下降，δ上升V緩慢下降，當(dāng)PT=PTN時，曲線開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，此時的V與發(fā)動機的neN相對應(yīng)（Vz=0.377(1—δ)轉(zhuǎn)折后，PT再增加，即在超負(fù)荷范圍工作，使η下降，V下降。

2、牽引功率曲線，NT=f（PT）NT=起點PT=0，NT=0，隨PT上升，V稍有下降，但NT上升，當(dāng)PT=PTN時，NT達(dá)到NTmax（在附著力充足條件下，Pμ≥PtN時，NTmax相應(yīng)于發(fā)動機的NeN，若PT再上升，發(fā)動機超負(fù)荷工作，n下降，V下降）?！郚T下降，當(dāng)NT下降到一定程度后，發(fā)動機熄火（對應(yīng)于Memax時的牽引力稱為該速檔下的最大牽引力PTmax）第95頁/共184頁963、小時耗油量曲線GT=f(PT)起點為零負(fù)荷時，GTK隨PT上升，GT也上升，當(dāng)PT=PTN時，GT達(dá)到Gtmax，以后當(dāng)PT再上升到超負(fù)荷時GT就下降。（∵n下降使供油次數(shù)下降，∴GT就下降）。超負(fù)荷時校正裝置起作用，每循環(huán)供油量上升，但小時供油量就會下降。4、拖拉機耗油率曲線gT=f(PT)，gT=當(dāng)PT=0時，NT=0，gT無窮大，隨PT上升；因NT比GT增長快?！鄃T下降，直到超負(fù)荷時，gT又上升。5、滑轉(zhuǎn)率曲線δ=f(PT)當(dāng)PT=0時，δ=0，隨PT上升，δ也上升，開始時緩慢上升；當(dāng)δ＞δy（最大允許滑轉(zhuǎn)率）后，δ隨PT上升而急劇上升。第96頁/共184頁97

綜上分析，在各檔速的PTN點作一平行于縱座標(biāo)的直線，可將牽引特性一分為二：左邊為不滿負(fù)荷部分（相應(yīng)調(diào)速部分），右邊為超負(fù)荷部分（校正裝置起作用部分），當(dāng)PT=PTN時，NT=NTmax，即生產(chǎn)率高，畝耗油低。（三）牽引特性曲線的應(yīng)用見圖2—8，2—9、10、111、拖拉機各檔的NTmax不相等，低速檔與高速檔額定牽引功率差值△NTN

△NTN=-NeTN·ηc(δ1-δ2)

當(dāng)△NTN為正值時，高檔速的NTN比低檔速的小，在某種具體的土壤條件下，各檔的功率損失（滾動、滑轉(zhuǎn)）是不一樣的，低速檔時，PT大，滑轉(zhuǎn)損失大，高速檔時，由于速度高，滾動損失較大。第97頁/共184頁982、把各檔NT曲線的峰值Ntmax連線，稱其為牽引功率包絡(luò)曲線，反映了按一定比例尺的拖拉機的牽引效率ηT曲線，為了提高生產(chǎn)率，應(yīng)力求采用最高ηT的擋位工作。

3、履帶式拖拉機的較低檔獲得較高的ηT（低檔PT大，且履帶附著性能好）；而輪式機低檔時ηT較低（附著性差），所以，履帶機宜較低檔工作，輪式機則在較高檔工作。4、δ=f(PT)-——滑轉(zhuǎn)率曲線旱地作業(yè)時，δ只受PT影響，不受V的影響，一般只有一條曲線水田作業(yè)時（圖2—10），各檔可測得一條δ曲線，當(dāng)V大時，Pt（切線力）對土壤作用時間短，變形小，δ就小。

第98頁/共184頁995、一般各檔的GTmax是相同的，因為在最大油門位置時不管各檔速，發(fā)動機都發(fā)出標(biāo)定有效功率，但各檔的gTmin（最低耗油率），都是不同的。通常在相應(yīng)于NTmax的檔速獲得最低的gTmin。

gT=6、各檔速在輕負(fù)荷工作時，gT都急劇上升。結(jié)論：對于附著性能較好的履帶機，應(yīng)以較低速檔滿滿負(fù)荷作業(yè)，可獲得較高的機組生產(chǎn)率和較好的經(jīng)濟性。為克服二輪驅(qū)動輪式拖拉機附著性能差的問題，國內(nèi)外開發(fā)采用四輪驅(qū)動輪式機（4×4型），顯著改善牽引附著性能，接近于履帶拖拉機。第99頁/共184頁100如：東風(fēng)—50S型見圖如：其下水田作業(yè)時（含水量為24—30%，δ=15%的稻花田），牽引力PT=13.5KN，比同機型兩輪驅(qū)動的PT=9KN提高53.5%?，F(xiàn)在，國內(nèi)外都有采用四輪驅(qū)動輪式機代替履帶拖拉機的趨勢。第100頁/共184頁101二、使用條件對牽引附著性能的影響

（一）、土壤含水量的影響試驗表明：中型輪式機在土壤含水量小于13—20%時，附著性能最好，且滾動阻力也較小。隨含水量上升，土壤承壓能力和抗剪能力下降，與輪胎間摩擦力下降，而粘附性增大，拖拉機牽引附著性能下降，同時嚴(yán)重破壞地表的平整性和土壤結(jié)構(gòu)。所以含水量大于30%時，不宜進(jìn)行機械化作業(yè)。若含水量增加到水田狀態(tài)時，土壤承壓，抗剪能力更差，土壤粘附性增大，Pf

、δ增大，ηT很低。輪式機，機耕船在水田作業(yè)時，ηT只有30—40%，行走裝置的功率損失占全部功率損失的50—70%（Nf+Nδ）。第101頁/共184頁102如圖2—11（P26）δ=25%時，手拖旱地PT=250kg，水田PT=150kg，Gs對水田作業(yè)而言為不利因素，因為Gs愈大，Pf愈大（不應(yīng)加配重），所以，淺水田一采用輪型拖拉機配高花紋輪胎及水田旋耕等措施。深水田一最好采用機耕船減輕驅(qū)動輪負(fù)荷，使Pf下降。如圖2—11，手拖與機耕船同時12馬力，但機耕船的NT，PT大，δ大。（二）地表狀態(tài)的影響：地壤堅實度：（1）耕后地（2）割后地（3）水泥路面不同狀態(tài)時，松軟土壤，Pf、δ都大，μ大，即ηT低；堅實土壤、路面，ηT高。第102頁/共184頁103（三）坡上拖拉機性能的變化拖拉機坡地作業(yè)行駛方向有：順坡-——AA方向橫坡-——BB方向斜坡-——CC方向坡地作業(yè)時，由于位置不斷變化，引起行走裝置前后軸，左右輪負(fù)荷的變化，會產(chǎn)生附加的功率損失，使拖拉機動力性能指標(biāo)降低。AABBCC1、順坡作業(yè)（AA向）：易造成土壤沖刷，水土流失，且克服坡度阻力Pα=Gssinα，試驗證明，10°以內(nèi)坡地作業(yè)，每上升1°，上坡功率損失5%，下坡時增加功率3%，增減相抵后，功率損失2%，最好不采用。第103頁/共184頁1042、橫坡作業(yè)（BB向）：最好采用的坡地作業(yè)。較好，沿等高線工作，但左右行走裝置承受重量發(fā)生變化，下方輪承重大，上方輪承重小，有向順坡的下滑趨勢，及向下坡方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)向趨勢，使操作困難，Pf上升，V下降，ηT也下降。3、斜坡作業(yè)（CC向）：無法在橫坡作業(yè)時，可采用斜坡（受地形限制）。綜上所述，坡地作業(yè)時，PT下降，VE也下降，Wj、GWj就上升，可見，規(guī)劃平整田地很有必要。4、坡地作業(yè)有如下特點：

1/.拖拉機的穩(wěn)定性變壞，可能產(chǎn)生順向翻車、橫向翻車或滑溜。

2/.機組的作業(yè)質(zhì)量變壞，例如耕地的土垡不易向上坡方向翻轉(zhuǎn)，尤其是坡度較大時，常出現(xiàn)倒垡現(xiàn)象；

3/.拖拉機的操作變得復(fù)雜。第104頁/共184頁105三、改善拖拉機牽引附著性能的措施。（一）、增加附著重量1、只有當(dāng)μ＞f時，增加配重才是正確的。牽引力增量△PT=△Pμ—△Pf=△G(μ—f)2、懸掛機組采用耕深的力調(diào)節(jié)法和位調(diào)節(jié)法，利用“重量轉(zhuǎn)段”增加驅(qū)動輪附著重量。（二）、改善驅(qū)動輪與土壤間附著性能的方法增加防滑裝置，可增加土壤的抗剪能力，適于潮濕地，水田。如：1、在輪胎外緣增設(shè)輪爪或用鏈條纏繞在輪胎上；2、在輪胎外側(cè)增設(shè)一個圓籠鐵輪，以增加驅(qū)動輪與土壤的接地面積。3、在輪胎外側(cè)安裝固定的或可伸縮的輪爪或葉輪。4、更換高花紋輪胎，鑲塑料齒鐵輪，或水田葉輪。5、增設(shè)半履帶式行走裝置。第105頁/共184頁106第五節(jié)作業(yè)機械的動力性能

一、作業(yè)機械的阻力R和比阻K（一）、牽引作業(yè)機械阻力1、牽引阻力R工作部件工作時，可用拉力儀測定，R與B（寬），h（深）有關(guān)。2、比阻K作業(yè)機械單位幅寬（或單位工作斷面）的阻力

K=N/m或kg/m

或犁耕作業(yè)Kl=N/㎡或Pa可見，比阻是單位面積或體積土壤所消耗的機械功第106頁/共184頁1073、阻力R的計算（1）犁的牽引阻力Rl=Kl·B·h=Kl·b·n·hβ=n·b犁耕所需功率Ne(發(fā)動機提供)

Ne=（2）其他作業(yè)機械的牽引阻力Rn

Rn=K·B公斤或牛

所需功率Ne=（KW）或（3）Rf—運輸機組的牽引阻力或作業(yè)機械空行阻力RfRf=Gn·fnGn-—拖卡自重和裝載重量的總重量

fn-—滾動阻力系數(shù)（表2—2）第107頁/共184頁1084、比阻的測定方法如：犁耕比阻測定：選擇地面平坦，土壤類型有代表性田塊（一般土壤），在適宜期，機組以通常耕作速度穩(wěn)定工作條件下，測定（拉力表或電測）犁的阻力Rl

，耕深h及幅寬B的平均值。按公式RL=Kl·B·h得出Kl=RL/B·h。其它作業(yè)比阻的測定方法類似。水分、地形、坡度都會影響Rl值，即K值并非定值。第108頁/共184頁109（二）牽引帶驅(qū)動作業(yè)機械的阻力

驅(qū)動部分的工作阻力常用折算比阻或單位幅寬功率表示牽引阻力由拖拉機牽引力克服PT=RR=Pf±Pα動力輸出軸驅(qū)動工作部件的阻力表現(xiàn)為功率消耗，由發(fā)動機用于驅(qū)動部分的有效功率（即Ned）來平衡

1、折算比阻KZ=kg/mNn—馬力VZ—米/秒B—米Nn——工作機械消耗的功率（馬力或千瓦）或KZ=(N/m)Nn—kWB—米VZ—米/秒第109頁/共184頁1102、單位幅寬功率N0

馬力/米或千瓦/米

N0=如旋耕機N0為8—15馬力/米時，與土質(zhì)、速度、耕深等有關(guān)例1、已知旋耕機N0=8馬力/米，求工農(nóng)-12手拖帶0.6米寬的旋耕機所消耗的功率。

Nn=N0·B=4.8馬力例2、上例已知，KZ0=1.5kg/cm2,Vz=2.5公里/時，B=60厘米，h=12厘米，求Nn

解：根據(jù)公式Nn=B·h·Vz·KZ0/270=第110頁/共184頁111二、影響作業(yè)機械阻力R的因素

1、工作環(huán)境因素土壤類型、質(zhì)地、含水量、堅實度、地表狀態(tài)、作物特性等，其中以土壤類型、含水量的變化影響最大。2、機械結(jié)構(gòu)因素如農(nóng)業(yè)機具的重量、工作部件的型式（犁、耙、播等）數(shù)量、行走裝置的類型傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。其中以工作部件的型式為主要因素。

3、與機械運應(yīng)用有關(guān)的因素⑴機具技術(shù)狀態(tài)第111頁/共184頁112a、犁鏵磨鐘后，刃口增厚，不僅作業(yè)質(zhì)量惡化，且阻力顯著增加，生產(chǎn)率下降，畝耗油上升。b、機具的安裝、調(diào)整、潤滑對牽引阻力，使用壽命有直接影響。⑵作業(yè)速度Vz增大，K上升，但速度的增加比比阻的要大，所以有些作業(yè)（耙、運輸?shù)龋蛇m當(dāng)提高作業(yè)速度以提高生產(chǎn)率。⑶耕作深度耕深加大，阻力上升，因此在滿足農(nóng)藝條件下，不要隨意增加耕深。第112頁/共184頁113三、作業(yè)機械阻力的隨機特性（農(nóng)具阻力的波動性）機具的阻力并非定值，而是隨時間、地點、條件的不同而變化，具有隨機特性。（一）、周期性波動（概率分布與正態(tài)分布相等）在一定條件（土質(zhì)、含水量較一致，地表較平坦）下，牽引阻力變化呈周期性波動，但阻力的平均值基本不變，變化趨勢接近正弦曲線。試驗結(jié)果表明，周期性波動的概率分布密度多數(shù)與正態(tài)分布相符。1、阻力平均值第113頁/共184頁1142、阻力波動不均勻率

δK=δ=0.5—1.2（耕）δ=0.05—0.25(耙)δ=0.3—0.8（中耕）δ=0.2—0.6（播）δ=0.6—1.0（收）3、阻力波動周期TT=τR——標(biāo)準(zhǔn)波動頻率周期短（T≤1—2秒）的阻力波動，機組慣量可克服，影響不大。周期長（T＞2秒）的阻力波動，影響機組正常工作，應(yīng)該換低檔或調(diào)整農(nóng)具。（二）、阻力平均值的波動-——用阻力暫時增長系數(shù)γ表示第114頁/共184頁115

機組通過土質(zhì)堅硬，多石或長坡地段時，阻力突然變化增大，RC突然增大至Rmax，過后返回RC，這種波動的特性可用阻力暫時增長系數(shù)γ來說明。

γ=

Rmax—暫時增長的阻力最大平均值

RC—長期出現(xiàn)的阻力平均值（三）、發(fā)動機阻力矩MC的波動農(nóng)具的牽引阻力通過拖拉機驅(qū)動輪傳動系發(fā)動機，曲軸上，并與拖拉機滾動阻力矩等構(gòu)成發(fā)動機的總阻力矩即MC=MR+Mf+Mα第115頁/共184頁116隨MR，Pf，Pα的變化，MC也將發(fā)生相應(yīng)的波動。MC的隨機特性：1、發(fā)動機阻力矩不均勻率δC=

2、阻力矩波動周期T：隨阻力波動周期變化

3、暫時增長系數(shù)γC=

可見，阻力經(jīng)常變化，因此在拖拉機與農(nóng)具編組時，必須考慮阻力波動的影響。留有一定的功率貯備，以克服暫時增長的阻力矩。否則遇到阻力增加就要換檔，使τ下降，W下降；如編組時:

牽引力利用率ξPT=R/PTN≈0.76～0.94

拖拉機負(fù)荷利用程度ξNT=NT/NTN=0.74～0.94第116頁/共184頁117四、降低作業(yè)機械比阻的措施。

1、結(jié)構(gòu)措施—提高作業(yè)機械的工藝可靠性；采用懸掛機械代替牽引農(nóng)具；采用裝備低壓輪胎和彈性懸架的機械，以降低農(nóng)具重量；滾動軸承代替滑動軸承等。2、工藝措施—采用綜合機組和聯(lián)合機組，改進(jìn)農(nóng)具部件質(zhì)量等。

3、運用措施—高質(zhì)量保養(yǎng)農(nóng)具、保持良好技術(shù)狀態(tài)；正確安裝、調(diào)整各工作機構(gòu)；正確連接或懸掛農(nóng)具；選擇合理行走方法；合理選配農(nóng)具；在土壤宜耕期作業(yè)等。

4、改善作業(yè)環(huán)境—包括平整田地、清除田間樹叢、石塊等障礙物，改善土壤結(jié)構(gòu)。第11