农业耕作过程拖拉机无力原因分析

琚孟隆，琚东升，李风姣

(1.常州信息职业技术学院，江苏 常州 213164；2.哈尔滨工程大学,哈尔滨 150001)

0 引言

由于受到农机购置补贴政策变化的影响等，相较于2020年中大马力拖拉机补贴销量达到创纪录的41.6万台，2021年的中大马力拖拉机市场出现了较大幅度的销量下滑，但不少地区的农民购机热情依然高涨，一线大品牌如东方红、潍柴雷沃、东风等的中大马力拖拉机依然热度不减，销量不降反增。根据市场调研，近期市场上用户反馈中大马力拖拉机作业中拉不动、发动机无力的问题较多。发动机工作无力是农机作业中的常见问题，也是农机使用中多发的问题之一。由于用户反映的发动机工作无力问题只是一个笼统的说法，具体分析后会发现其涉及到机具配套、转速匹配、土壤比阻、土壤干湿度、耕作深度、耕作幅宽、发动机本身、用户期望值等多方面问题，所以拖拉机作业无力问题对用户、拖拉机厂家、发动机厂家造成了较大困扰，因此分析了拖拉机实际使用中出现作业无力时的原因及处理措施。

1 两个典型的发动机无力案例

案例一。豫南地区一台904型拖拉机旋耕时发动机无力、拉不动，技术服务人员现场检查发现旋耕机转速匹配不合理，作业时旋耕机刀轴转速过高，转速表测速显示数据为：发动机转速为额定转速2 300 r·min-1时，旋耕机刀轴转速约为320 r·min-1。现场对旋耕机刀轴转速进行调整后，再次测速显示，在发动机转速为额定转速2 300 r·min-1时旋耕机刀轴转速降为约270 r·min-1，之后下地试车，拖拉机旋耕作业正常，符合旋耕作业技术要求，用户对耕作效果及作业效率较为满意。

案例二。新疆地区一台2004型拖拉机犁耕作业时无力、拉不动，技术服务人员现场检查未发现配套机具有异常。对比在同一地区工作的其他2004型拖拉机，发现拉同样的犁，同样耕深，其他2004拖拉机工作正常。技术服务人员联系发动机厂家服务站后，服务站对该台国三发动机重新刷写了技术参数，新的数据适当提高了发动机功率与扭矩，重新刷写数据后的拖拉机试车后，犁耕作业正常，后续使用中未再反映发动机无力现象。

2 故障检修原则

拖拉机故障检修遵循如下原则：结合构造，联系原理；搞清征象，具体分析；从简到繁，由表及里；按系分段，推理筛选。

拖拉机作业时需要与不同农机具匹配后才能进行并完成不同作业项目，拖拉机在配套不同农机具并进行不同作业时技术要求不同，同时拖拉机的工作环境又比较恶劣，因此，拖拉机使用中的工作情况受多个因素影响，包括，农具匹配是否合理(包括转速、幅宽、型号、大小等)、土壤比阻是否过大、耕深是否过大、土壤湿度是否过大、作业速度是否过高、发动机本身是否有问题、拖拉机本身是否是“大马拉小车”机型、拖拉机自重是否过轻、用户的心理预期是否过高等。作业过程中出现的拖拉机无力问题，要具体分析，了解问题的实质。发动机动力不足只是拖拉机无力问题中的一方面的原因。所以，在处理用户反映的拖拉机作业无力问题时，一定要理解为是该拖拉机作业效率低的问题。

引起拖拉机作业效率低的原因很多，所以当拖拉机作业中无力、拉不动时，要确定发动机工作情况及拖拉机的配套农具情况，如果配套机具是犁，要详细记录犁的型号、耕幅、耕深、土壤性质、土壤比阻大小等情况；如果配套农具是旋耕机，要详细记录旋耕机的型号、一级锥齿轮传动比、动力输出匹配的转速、刀轴预估转速、耕幅、耕深、土壤性质、土壤比阻等情况，同时还要询问同型号的其他拖拉机在当地匹配相同的农具进行作业的情况，以便进行对比分析。

3 故障原因分析

根据上述分析，在拖拉机作业中出现无力、拉不动农具时，一般会先检查农具匹配、转速匹配、土壤、耕深等外部问题，并与当地其他同型号拖拉机进行比对，上述问题都排除后，再检查发动机本身问题，一般拖拉机无力、拉不动问题主要由五个方面的原因引起。

3.1 机具匹配不合理

拖拉机工作时必须要匹配相应的农机具，如果机具匹配不合理，会造成拖拉机工作效率降低。

旋耕机是田间作业中最常用的机具之一，具有碎土能力强、耕后地表平坦等优点，在田间耕作中得到广泛应用。正确匹配、调整、使用旋耕机，使其保持良好技术状态，保证作业质量非常关键。下面以旋耕机为例分析如何进行机具的合理匹配与正确使用。

旋耕机的主要部件包括悬挂架、主梁、齿轮箱、侧边传动装置、挡土罩、平地拖板、刀轴、旋耕刀片等，拖拉机通过三点悬挂机构与旋耕机旋挂架相连接。旋耕机作业时，拖拉机在驱动行驶的同时向动力输出轴输出动力，拖拉机动力经动力输出轴、十字传动轴、旋耕机齿轮箱输入轴、齿轮箱传递给旋耕机刀轴，驱动旋耕机刀片旋转。旋耕机刀片切刃的线速度在作业时应大于拖拉机的前进速度，刀片切刃对地面的运动轨迹呈绕扣状曲线，使刀片从上向下切向土壤，并将切下的土壤垡块向后抛向挡土罩，垡块碰击挡土罩和平地拖板后，会被进一步击碎并落回地面，由拖板拖平。拖拉机机组不断前进，旋耕机则不断的进行切土松碎作业。

旋耕作业时刀轴转速非常重要，只有合理的刀轴转速，才能保证旋耕作业效率与作业效果。一般情况下，旋耕机工作时刀轴转速范围在220～280 r·min-1；刀轴转速过高，易出现负荷过大、发动机拉不动现象；刀轴转速过低，易出现土块较大、作业效果差的问题。

旋耕机刀轴转速的计算公式如下

旋耕机刀轴转速=PTO轴转速×旋耕机一级锥齿轮传动比×旋耕机二级齿轮传动比

不同的旋耕机一级锥齿轮传动比是不一样的，但各种旋耕机的二级齿轮传动比基本相同，为13∶19。

旋耕机刀轴转速与拖拉机PTO转速及旋耕机一级锥齿轮传动比有关，拖拉机PTO转速一般有540，760，820，1 000 r·min-1四种，以旋耕机一级锥齿轮传动比为13∶24为例，当拖拉机的PTO转速不同时，旋耕机刀轴工作转速及相关参数如表1。

表1 旋耕机作业刀轴转速参数

除了旋耕机刀轴转速外，旋耕机幅宽大小的选择也非常重要，其对旋耕机和拖拉机进行动力匹配也非常关键。旋耕机工作幅宽过小，会造成拖拉机动力闲置与浪费；旋耕机工作幅宽过大，拖拉机会因为不能提供足够的动力造成旋耕作业效果差、土块过大等现象。除考虑拖拉机动力外，选择旋耕工作幅宽时，还应考虑作业耕深、土壤比阻、拖拉机轮距等因素。

3.2 土壤比阻过大、干旱板结或过分潮湿、耕深过大等

当土壤比阻过大、干旱板结或过分潮湿、耕深过大时，会造成拖拉机负荷过大，导致拖拉机使用中出现无力、拉不动的情况。当拖拉机作业的地块出现土壤比阻过大、干旱板结或过分潮湿、耕深过大的问题时，正确的作法是应降挡降速工作，而不应一味追求效率。

3.3 “大马拉小车”问题

“大马拉小车”是现阶段拖拉机市场上一个比较突出的问题，“大马拉小车”机型的拖拉机本身自重过低或拖拉机厂家为防止底盘损坏对发动机的功率及扭矩出厂时进行了限制，如1504拖拉机60 kW(80马力)的底盘升级到了112 kW(150马力)，而1504拖拉机的结构质量却只有4 000 kg，由于拖拉机自重轻，导致拖拉机牵引力先天不足，出现作业时打滑拉不动的情况；2004拖拉机90 kW(120马力)的底盘升级到了150 kW(200马力)，而2004拖拉机的结构质量却只有5 000 kg，由于拖拉机的底盘强度有限，部分企业担心底盘在使用中会出现损坏而对拖拉机的出厂技术状态进行了限制，导致使用中会出现拖拉机工作无力的现象。

3.4 发动机因故障动力不足

发动机本身出现故障，动力不足，这也是造成拖拉机工作无力的重要原因，需要及时排除发动机故障。发动机本身无力的主要原因多为发动机保养不当、柴油不达标、油路问题、油泵油嘴问题、滤清器问题、电路问题、ECU问题及ECU数据问题等引起，这些都会造成发动机动力不足。

3.5 用户心理预期过高

有些用户在拖拉机使用中心理预期过高，达不到期望的速度值后用户误以为发动机无力造成。这个问题主要是用户想获得更高的效率、更高的收益，特别是没有其他拖拉机作业快时就会怀疑自己的车出现故障。

4 总结建议

由于引起拖拉机作业效率降低的原因较多，所以当用户反映拖拉机作业中无力、拉不动时，要按照搞清征象，具体分析，从简到繁，由表及里的故障处理原则来进行处理，一般按如下顺序进行检查确认。先检查配套农具型号及PTO转速是否匹配，再检查土壤性质、土壤比阻、耕幅、耕深等情况，如这些没有问题再检查发动机本身及拖拉机是否存在问题，如果需要还可以将两台同型号的拖拉机进行农具调换后进行对比试验，一般进行如上操作后，能有效解决拖拉机使用中出现的无力、拉不动问题。

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