农机节能环保设计.

农业机械节能环保设计刘慧华一、农业机械节能环保设计现代农业必须依靠机械化才能实现大面积作业和规模化生产。多年以来，我国的农业机械采用的是传统设计方法，资源和能源消耗大，效益低，对环境污染严重，是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展，农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废，采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小，减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力，使废弃物、垃圾污染程度降到最低。在农业机械设备中，遵循节能环保理念具有重要作用，能够提高土壤质量、减轻环境污染、促进农业现代化。正因为如此，在设计过程中应该以节能环保理念为指导，并采取相应的策略，更新设计观念、正确选择材料、使用节能燃料、重视技术创新、加大支持力度，以促进农业机械设计水平的提高。1.农业机械设计遵循节能环保理念的意义我国人口多，耕地面积少，在发展农业生产的同时，不仅要提高农业粮食产量，还需要注重采取相应的措施，实现对周围环境的保护。而在农业机械设计中，遵循节能环保理念就是其中的一项重要策略，其重要意义体现在以下几个方面。1.1.有利于提高土壤质量。节能环保农机，能够减缓甚至避免对土壤的污染。同时能够实现深耕，改良土壤耕作层土质，增加耕作层厚度，促进土壤结构的改良和性能提升。另外运用收割机收割，能够将秸秆粉碎还田，增强土壤肥力，减少有机化肥的使用，促进土壤质量的提高。1.2.有利于减轻环境污染。节能环保农机，不仅节约劳动力，还能够减少农药、化肥的使用，节约耕地、土壤、水资源，减缓土壤污染和空气污染，实现对周围环境的有效保护，避免因农业生产而给周围带来严重的环境污染问题。1.3.有利于促进农业现代化。节能环保农机设备，提高设计水平，能够节约用水、用地、能源资源，减少农药和化肥的使用。进而促进农业生产效率的提高，改变传统农业种植方式，提高农业种植的机械化和现代化水平，促进农业生产效率的提高。二.农业机械设计遵循节能环保理念的策略正因为在农业机械设计工作中，采取相应的措施，落实节能环保理念具有如此重要的意义。因此我们在设计工作中，应该以此为指导，将节能环保理念更好的落实到农业机械设计中，促进设计水平提高。2.1.更新设计观念。在对农业机械进行设计的时候，设计人员需要更新思想观念。在传统设计观念上，将设计的工作重心往往放在提高产品质量方面。而随着节能环保意识的增强，在设计中不仅要关注产品质量。同时也需要以节能环保理念为指导，采取相应的措施，降低对周围环境的污染，促进农业机械在进行农业生产的时候得到更好的运用，提高农业现代化水平。2.2.正确选择材料。进行农业机具初期设计时，应该考虑产品报废后的回收利用问题。在设计成本分析时，也需要考虑污染物处理成本，产品拆卸成本，相关部件重复利用成本，为实现农业机械的合理回收利用提供保障。进行材料选择时，应该优先选用节能环保材料，这种材料方便回收，能够重复利用，对环境的污染小，是设计中重点考虑的问题。同时，农业机械设计还需要采用无毒无害材料，确保材料来源广泛，寻找方便，避免运用贵重稀缺的材料。通过采取上述措施，降低农业机械对周围环境的负面影响，有利于促进农业生产发展，提高农业机械节能环保效果。2.3.使用节能燃料。当前在农业机械使用过程中，内燃机所运用的燃料多为柴油或者汽油，燃料在燃烧中会释放大量的有毒有害气体，带来严重的环境污染问题，还对人体健康、农作物的成长带来不利影响。甚至还会破坏土壤的成分，污染土壤，影响农作物的生长和整个农业的可持续发展。因此，在农业机械设计中，使用节能燃料，开发并运用清洁能源。在农业机械生产中运用太阳能、沼气能等，减少柴油、汽油的使用量，降低对周围环境的污染，实现有效保护周围生态环境的目的是一种重要任务，这样既有利于保护农业生产环境，还能够促进农业现代化发展。2.4.重视技术创新。对设计技术进行创新，以提高农业机械设计效果，提升其使用性能，促进农业现代化发展。设计和研发部门需要加大科技创新力度，科研人员应该从节能环保理念下展开科研工作，加大技术攻关力度，取得技术突破与进步。农机科研单位需要与企业加强联合，充分发挥科研人员的作用，在技术研究和开发的时候，以市场为导向，通过政府和社会力量的支持，积极参与到社会创新机制当中。同时还要加强对外交流与合作，学习国外农业机械设计的关键技术，推动节能环保技术的发展与进步，为促进农业机械发展提供技术支持与动力。2.5.加大支持力度。主要是指政府需要加强支持力度，重视技术创新、新农机的宣传工普及农业科学技术知识，让更多农民了解节能环保农业机械设备使用的效益，及时淘汰落后的农机设备。积极引导农民采购轻型、节能型农机设备，并且政府需要加大支持力度，给予一定的补贴，带动农业机械的推广与运用，实现节能与环保的目的。另外，政府还可以给予研发、设计节能环保农业机械的制造商一定的补贴，激发它们工作的积极性，推动农业机械的发展与进步。三、在节能减排上大做文章其实，农机行业在节能减排领域也是大有作为的，总结起来可以分为四种类型，一是农艺技术减排，通过改变耕作方法，减少农机作业量，达到节能减排的目的。二是农机技术减排，包括发动机排放技术升级，直接减少动力主机排放，新的轮胎技术、传动技术的应用增加农机主机的动力性，降低油耗的同时减少排放。三是农机制造减排，主要农机生产企业采取新的生产制造工艺或技术，能在生产环节减少对能源和原材料的消耗。四是农机运用减排，包括机手田间作业、农机维修保养，正确的运用管理能节省燃油，降低机器耗损，还能提高机器效率。首先是农艺技术减排。改变耕作方式，减少耕作次数，甚至降低1cm的耕深所减少的动力消耗、燃油消耗都是惊人。此外，精量播种、复式整地、精准施肥等农艺技术的应用都会产生巨大的节能减排效应。相前研究表明土壤耕层是巨大的碳库，合理的耕层构造同样能调节土壤碳库的收支。其次是农机技术减排。发动机是农业机械的动力源，提高发动机排放标准能大大降低排放量。此外，轮胎技术、传动技术等的应用，也能减少油耗，降低排放。子午线轮胎比斜交线轮胎对地面附着力强，因此能提高农机的牵引力，降低燃油消耗和废气排放。动力换挡、无级变速，包括混合动力等技术都能起到节能减排的效果第三是农机制造减排。现在，全国有近1万家农机生产企业，其中很多都是小作坊式生产，现代化的加工设备应用更是少得可怜，其生产过程中就存在诸多浪费。而且，中国农机企业生产的农机产品多数是低技术含量、同质化产品，这本身就是一种浪费。因此，中国农机行业通过整合形成几家大而强的企业是必然，也是节能减排的要求。中国农机工业“十二五”发展规划也提到，要优先发展节能环保型中功率拖拉机，还有其他高效节能农机具设备。另外，农机再制造也符合国家支持方向的技术，但是还鲜有企业真正涉足到该领域。未来，企业发展过程中有可能在节能环保领域得到国家更多的政策和资金支持。第四是农机运用减排。农机运用是一门应用广泛而又非常实用的学科，主机和农机具的合理配套是提高作业效率、降低燃油消耗的基础，正确的维护保养是机组运行和节能的保障。农机维修也是节能减排的一个重要环节，有的企业或个人喜欢直接更换新零部件，而有的老机手或老维修工更愿意先维修，实在不行再换件，尽量延长零部件使用寿命就是环保的一种，良好的维修质量也是保证机器正常运行，节能减排的重要措施。四、农业机械节能环保设计趋势（一）农业机械的清洁性。常用农业机械动力为内燃机提供，内燃机环境性指标主要存在问题有：消耗一次性能源石油；噪声、废气污染；热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大，废气中NOX，HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械，加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究，采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性，柴油低硫化与柴油润滑性，生态燃料与生态摩擦学，汽油机沉积物与汽油清净剂，柴油机颗粒与消烟助燃剂，润滑油和添加剂与排放催化转化，润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂，催化助燃/补燃，发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。（二）产品的可回收性设计。可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题，最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如，在农业机械中常用的联接件（螺栓、螺母等）的回收与再利用。（三）产品的可拆卸性设计。设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段，可采用模块化设计方法，即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析，在此基础上划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同产品，满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾，又可为产品的快速更新换代缩短设计周期，降低成本，有利于回收和重用。(四)环保产品的成本分析。由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能，因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本（五）材料选择。应尽量减少材料种类，少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料，尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有：环保设计对材料要求的确定；环保材料的选择原则；材料选择的影响因素分析；环保材料的开发与应用；新功能（指环保型）材料的开发与应用；回收物资再资源化的应用等。此外，要充分发挥国家购机补贴政策的导向作用，对节能农机方面进行重点倾斜，积极引导农民购置先进适用、节能环保、安全可靠的农业机械。针对部分农机存在使用年限长、技术落后、效率不高等问题，大力推广节水、节种、节能、节肥、节油、节药、多用途环保农机具，鼓励农机合作社和农民加快机具更新换代五、农业机械节能环保技术体系的构建农业机械节能环保体系是我国农机化节能环保工作的重要组成部分，是农机化各类节能环保技术按其内在联系形成的科学的有机整体。农业机械节能环保技术体系构建适合当前国内农机化节能环保实际状况，根据我国家机化管理、农机生产制造、农机化生产应用、农机维修等四大领域节能环保技术选战和水平，以科学、合理的方法构建，既包含节能环保技术体系框架，又集成家机化领域主要农机化节能环保先进、实用技术，既具有一定的独立性，又相互关联。（一）指导思想。以科学发展观为统领，按照国家建设资源节约型、环境友好型社会的总体要求，以大力推广节水、节肥、节药、节能等资源节约型技术为目标，以低能耗农业机械和以低消耗、低排放、高效率为特征，坚持突出重点、国际接轨、技术进步和开发扩展的原则，构建科学、合理的农业机械节能环保集成技术体系，提升农业机械节能环保的整体水平和创新能力为实现家严增效、农民增收和新农村建设提供强有力的技术支撑，促进农业机械化又好又快发展，为建设现代化农业做出贡献。（二）构建原则一是坚持突出重点原则：农业机械节能环保技术体系应有重点、分层次，重点反映农机化产品制造、生产应用、维修等领域以及耕作、种植、田间管理、收获和加工等主要生产环节的节能环保技术内容。二是坚持国际接轨原则：要积极借鉴国际和先进国家有关节能环保技术和经验，研究消化吸收的范围、程度和速度。三是坚持技术进步原则：积极采用农业机械化科研成果，鼓励具有自主知识产权的技术形成原创性技术，使节能环保集成技术成为人头攒动创新转化为生产力的桥梁，提高节能环保产品的市场竞争力。四是坚持开放扩展的原则：及时采纳或转化节能环保集成技术的相关内容，使节能环保技术得到扩展和实施。六、环保设计在农业机械设计中的应用前景展望环保设计的本质特征之一，是在不影响产品的寿命、功能、质量等指标下，依靠技术手段和管理方法，以达到提高资源