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农机行业迎来节能减排“大考”

网友投稿  2010-08-03  互联网

杨雪 李欢欢

随着哥本哈根会议的结束,全球进入了低碳节能的环保战斗当中。节能减排已经成为时下最热门的话题。对于日益严重的能源危机、环境污染等问题,汽车行业一直是被诟病最多的行业之一。虽说农业机械的节能减排还未完全进入大众视野,但随着我国农业机械保有量和产能的大幅增加,以及市场需求的不断上升,农业机械行业也面临着严峻的节能减排义务和责任。

特别是近年来国家一系列节能减排政策都直指农业机械行业。高耗能、高排放、低利用率等都是农机行业无法回避的现状,油耗增幅大于农机总动力增幅的现实也让节能减排成为农机行业的当务之急。但相比汽车行业在清洁能源、混合动力和新材料方面频频制造新的增长点,农业机械行业无论是在制造工艺、产品还是农机化技术的节能减排都存在着巨大的差距。如何有效的实现节能减排,是目前农机全行业所面临的又一次“大考”。

节能 从发动机入手

作为必须依靠燃料进行助推的农业机械动力产品,在目前还无法以清洁能源和混合动力替代柴油的前提下,降低柴油发动机的能耗、减少排放是最为直接的节能减排路径。在这一点上时风集团和福田雷沃重工可算是两个典型代表。

时风的农机产品都配备了其自主研发的发动机。“用更少的油,跑更长的路”是时风发动机简单而实用的承诺。早在2005年4月25日,时风自主研制的欧Ⅱ发动机,便经过了国家级检测,各项性能指标达到国内先进水平,排放已达到欧Ⅱ标准。与国内同类产品相比,时风欧Ⅱ发动机节油可达10%-13%。时风在节能减排产品的开发上始终保持着与上内所、山内所、山东大学等科研机构和院校的广泛合作,不断引进吸收国内外先进技术,加大自主开发创新力度。其凭借“国家级技术中心”的软件和硬件优势所建立的一支经验丰富、高素质的产品开发及应用工程队伍也是时风在节能减排领域的优势所在。

据介绍,时风发动机采用了德国博世公司的汽车喷射燃烧技术,在国内首次与单缸机匹配嫁接,提高了喷油压力、缩短了喷射时间、提高了雾化强度和扩散燃烧速度及能量释放。自制缸盖通过螺旋气道的挤压产生较强的进气涡流,将空气、燃油充分混合。缩口小平台燃烧室缩口部位的圆弧面将直接喷入的高压油束散射碎化。使燃油、空气再次充分混合,提高了扩散燃烧速度、释放出更大的能量。发动机特性曲线与传动系统完美结合,实现了动力性能与经济性的最优化组合。用一个形象的比喻,时风的用户是“一年省一台柴油机钱”。

针对国内用户降低燃油率的要求,福田雷沃重工也积极从发动机入手,加大研发低油耗产品。同时,还与中国农业大学等院校合作,参与“农业生态环境保护项目”,在农机节能减排领域积极探索。结构优化和性能优化被福田雷沃重工作为发动机节能降耗和产品升级的突破口。

据福田雷沃重工技术中心副主任张鹏介绍,在发动机结构优化方面,某些使用切向缸盖气道的发动机,由于加工设备精度及加工工艺的限制导致缸盖气道一致性不好且尺寸精度、气道涡流比超标严重,从而增大了油耗。福田雷沃重工采用四气门缸盖气道,这种螺旋气道尺寸精度及气道涡流比等特性精度的符合性较好,且充气效率的改变可降低2%的燃油消耗量。在冷却系统中,风扇的功率消耗很大,雷沃欧豹1254系列拖拉机配装的六缸窄风扇发动机就很好解决了这个问题,经过市场验证,取得了很好的效果,大大减少了风扇的功率消耗。由于机油泵流量对发动机油耗的影响较水泵流量的影响大,福田雷沃就通过适当增加水泵流量而减少机油泵流量来提高机械效率,进而实现燃油消耗降低。

在发动机性能优化方面,福田雷沃重工使用四气门缸盖 + 优化机体 + 机械泵的技术方案,突破了降低油耗水平势必引起爆压增加的技术瓶颈,实现了发动机性能的优化,从而取得了降油耗的明显效果。

合理匹配 降低农机自身能耗

农业机械产品使用过程中出现的能量损耗非常巨大,特别是损失在机器制动、自身运转方面的能量最为可惜。因此,通过提升配套件性能来改善能量利用率也是主机企业提升产品总体性能的主要手段之一。

“发动机与主机结构的合理匹配也是节油降耗的主要措施,如提高传动效率、增加工作档位、提高底盘与发动机之间的优化匹配,使发动机在最佳工况范围内工作、进一步优化工作部件的结构形式以减小阻力,降低能耗等。”张鹏告诉记者。

其主要手段一是通过增加离合器散热、减小冲击来减少滑摩功造成的能耗损失,达到节油的目的。传动系统方面,通过选用优质轴承,调整预紧度来提高传动效率,减小摩擦和振动;同时,提高齿轮传动的装配质量,随时调整带传动和链传动的松紧度,提高传动效率,减少摩擦、降低振动和噪声并以此来降低能耗。液压系统方面,通过改善液压系统进油滤清器的滤清效率,减少滤清损失。同时,通过尽量减少弯曲或增大弯曲角度来减小油流损失,节约能源。行走系统方面,福田雷沃通过选择合适的轮胎宽度、胎面花纹和气压,从而使机械在牵引作业时能增大与土壤的附着力,驱动作业时能有效减少滚动阻力。在电器系统方面,则采用最新节能的照明信号装置、电子仪表显示装置和防止电器线路漏电保护装置来节约电能,从而减少发动机的工作负荷。在整机布置方面,合理的使用质量配置,最大限度地发挥整机与机具匹配时的重量转移,保证牵引或驱动作业功率的充分发挥。

张鹏表示,福田雷沃重工通过大力推广使用各种节油技术并加以综合运用,以及主机结构和配套机具结构改进、合理的配套机具选择、完善的操作技术,实现了农业装备产品作业节油在10%-15%,采用节油降耗技术的同时,也推动了产品技术的不断升级。

凭借在产品节能减排技术创新等方面的诸多努力,目前,福田雷沃重工累计有10大系列,45个型号,100多个产品资源分别通过了美国EPA认证和欧盟CE认证,达到了当地环保排放标准。产品成功出口包括欧美高端市场在内的118个国家和地区。

大型+复合式 作业环节的节能

在接受记者采访时,中机美诺科技股份有限公司则提出了采用大型机具、实现复合式作业的节能降耗理念。

中机美诺科技股份有限公司副总经理崔刚认为,农业逐步实现现代化的今天,必须在现有的基础上扩大农业经营规模。拖拉机向大中型发展,不仅是我国国民经济发展的需要也是目前节能减排的需要,因为目前农村的小型农机作业效率很低,利用率也很低,相比而言,从事非农业时间比例较大,在相对的无用功中消耗了巨大的钢材、能源等,产生了巨大的资源浪费,同时也带来了巨大的污染。大型农机动力机械的使用必须与相配套的大型农具才能实现农业的规模化发展。

中机美诺目前专业生产播种及耕整地机械化装备、马铃薯全程机械化装备、畜牧机械化装备、植保机械化装备、甘蔗机械化装备、水稻种收机械化装备等六大系列、45种型号的农机产品。其中免耕播种和植保机械共28种,占产品比重的62.2%,节能减排效果明显。以免耕播种机6115为例:其作业幅宽为2.85m, 在留茬地上一次完成播种施肥作业,减少了翻、耙(2次) 平 等4次作业,降低耗油2.1kg/亩,节约成本每亩40元。

同时,崔刚指出,由于产品减少了作业次数,作业时土壤阻力较大,为了保证作业效果,在机械制造、选材及结构上都要采用更好的材质,加工及安装工艺标准更高,因此价格上就不可避免的比普通的产品高出20%-30%。但所幸的是,对于用户,并不需要额外负担产品因采用节能减排技术而高出的成本——这些产品基本上都已进入了国家和地方农机产品补贴目录,有国家资金的大力支持。

崔刚说,从近两年的市场反馈情况来看,植保系列产品和部分免耕系列产品用户反映较好,但不同地区由于土壤、气候、积温、土地规模、操作者的素质和熟练程度等不同,产品的受欢迎程度也存在着很大的差异。大型配套农具的推广应用主要还是受土地经营规模的严重制约。

走出节能减排困局

与有着明确节能减排目标和途径的汽车行业相比,目前农业机械行业似乎缺乏统一的目标和标准。有企业负责人就表示,虽然企业在节能减排的道路上通过不懈努力取得了初步成绩,但农机节能标准体系目前还不是很完善,国内缺乏统一标准,影响了农机节能减排产品的研发,国内农机行业节能减排之路还任重而道远。

崔刚对整个农机行研发节能减排产品的困境也提出了自己的看法:由于用户对产品的质量、性能、可靠性等要求越来越高,但受材质、整体工装设备、工艺流程、管理方法、劳动者素质等限制,我们国家的民族农机工业与世界上发达国家的农机企业(很多都是已建厂百年以上)相比较,差距十分明显。用户需要的是物美价廉的产品,低廉的产品竞争的结果质量难以保证,企业在投入新产品研发、质量性能升级改造的能力和资金就不能保证,因而就会出现恶性竞争、粗制滥造的恶性循环。

崔刚说:“改革开放30多年来,农业机械行业发展总体并不均衡。引进国外农机设备很多、投入很多,农机补贴力度也很大,但是我们的农机工业,农业基础条件整体规划特别是土地规模经营依然步履维艰。这也在很大程度上也限制着农机行业对新型节能产品的研发。”



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