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　　 從技術、政策和產業(yè)發(fā)展談拖拉機K值的三重意義

 

安徽省農業(yè)農村廳  盛  海

 

近期，多個省份陸續(xù)在農機購置補貼政策拖拉機產品分檔技術參數(shù)中增加了K值，引發(fā)農機行業(yè)眾說紛紜。贊譽的，疑問的，觀望的，小小K值一時間成為農機人目光的焦點。本文試圖從產品、政策、產業(yè)三個維度談談對K值意義的認識。

 

一、K值的技術意義

K值，最小使用比質量，是拖拉機最小使用質量與配套發(fā)動機標定功率比值，其直觀意義是單位功率的質量。僅僅只是個進入補貼的數(shù)值嗎？它又有什么技術內涵？

 

（一）K值憑什么能成為分檔參數(shù)

 

大家知道，拖拉機的主要功能有兩個，一是提供牽引力，二是提供輸出動力。又以提供牽引力為主要功能，否則就淪為一臺行走的發(fā)動機。拖拉機牽引力的產生需要兩個方面條件：內燃機的動力經傳動系統(tǒng)使驅動輪獲得驅動扭矩；驅動輪輪胎向后的水平作用力從而使地面對驅動輪產生水平反作用力。這個反作用力就是推動拖拉機向前行駛的驅動力。驅動力克服車輪滾動阻力后即得拖拉機牽引力。

 

通過土壤力學中的庫侖公式可得拖拉機可能發(fā)揮的驅動力：

 

H=Fc+Wtg?

 

H—土壤對拖拉機驅動力；F—接地面積；c—土壤內聚力；W—拖拉機質量；?—土壤內摩擦角。

 

式中表明在土壤條件一定的情況下，驅動力只與接地面積和拖拉機質量成正相關。注意：此時驅動力與發(fā)動機動力無關，發(fā)動機動力傳動到車輪后，就完成了使命。拖拉機質量一定，再大的發(fā)動機動力也無法獲得更多的牽引力。

 

功率代號是拖拉機的主參數(shù)，用戶購買拖拉機一般以功率為主要選擇參考。通過這個公式應該清楚，拖拉機發(fā)動機的功率大小只代表著可能傳遞到驅動輪上的動力大小，而在發(fā)動機動力充分情況下，決定拖拉機牽引力的其實是接地面積和承載重量。如果拖拉機質量不足，那即使發(fā)動機有再大的輸出功率，也不足以使拖拉機產生足夠的牽引力。K值正是把拖拉機的發(fā)動機功率與輸出牽引功率通過拖拉機質量建立起聯(lián)系的關鍵參數(shù)。如果K值不足，則發(fā)動機輸出動力轉化為拖拉機牽引力的能力就不足。

 

農業(yè)機械推廣鑒定大綱《DG/T 001—2019農業(yè)輪式和履帶拖拉機》規(guī)定，發(fā)動機功率轉化為牽引功率的比例不能低于75%，那些K值較低動力轉化能力不足的拖拉機確實是通過了鑒定。通過分析庫侖公式我們也可以知道原因，，GB/T 3871.9- 2006《農業(yè)拖拉機 試驗規(guī)程 第 9部分 :牽引功率試驗》規(guī)定拖拉機牽引性能試驗是在“清潔、水平、干燥，接縫應盡可能少的混凝土路面或柏油碎石路面”進行

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，土壤內聚力c和土壤內摩擦角?有充分保證；第二，增加拖拉機的設計配重和輪胎配重以增大W；第三。使用高撓度低氣壓的輪胎以加大接地面積F。過大的拖拉機前后配重，會使拖拉機底盤在使用中的受力狀況惡化，這也是很多文章提到的拖拉機強度不足帶來的種種早期失效原因；而拖拉機實際使用土壤條件千變萬化，勉強通過鑒定的拖拉機適應能力較差，不能在土壤內摩擦角?較小的農田正常發(fā)力。所以很多用戶常常反映，“大馬拉小車”的拖拉機工作無力的情況，這樣的拖拉機從事帶動力輸出的旋耕作業(yè)還湊合，深翻深松就力不從心了。綜合考慮國內拖拉機行業(yè)技術水平，對同樣動力的輪式拖拉機，K值的大小可以作為識別是“真漢子”還是“假把式”的參考，因此K值成為補貼技術參數(shù)可謂實至名歸。

 

（二）K值的技術局限

 

任何事物都不是的。在肯定K值技術意義的同時，也要看到K值存在的局限性，一是K值并不能反映拖拉機的質量水平；二是K值并不是決定動力性能的參數(shù)；三是K值存在一個合理的范圍，并不是K值越大就必然產生更大的牽引動力。

 

我們通過轉換庫侖公式，得到單位功率的驅動力公式：

 

H/N=Fc/N+Ktg?

 

N—發(fā)動機功率；K—拖拉機使用質量與配套發(fā)動機標定功率比值

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。

 

有兩種極端情況：在干砂上內聚力c為0時，全部的牽引力都依賴車輛重量產生，K值的作用突出；在泥漿中?為0，牽引力完全依靠車輛輪胎的接地面積以及土壤的內聚力來產生，K值的作用微乎其微

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。在通常情況下，砂性土比黏性土的土壤內摩擦角稍大但變化不顯著（?:20°-37°/tg?:0.36-0.75），而黏性土比砂性土的土壤內聚力大且差別顯著（c:0.01N/㎡-1.00N/㎡）

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，造成c的變化程度遠大于tg?的變化程度，也就是說，K值所占權重遠小于接地面積F所占權重。變化K值遠沒有變化F值對牽引力的影響大，K值并不是決定拖拉機牽引力的因素。在實際使用中，拖拉機所配輪胎型號、作業(yè)的土壤類型及土壤含水率等因素均會對實際牽引力產生本質影響。

 

總體來分析，我國南北地區(qū)各類土壤耕地條件差異較大，因此在北方旱地應使用較大K值的拖拉機，而在南方土壤水分含量較高的耕地，尤其是水田作業(yè)可能選擇K值稍低、高胎紋、大接地面拖拉機的更為適合。在國際知名的農機品牌中K值低于45（kg/kw）的輪式拖拉機是鮮見的。