4YZ-5自走式玉米收获机的研制与试验①

王铁新 柳春生 董 杰 郝晓飞

（河北宗申戈梅利农业机械制造有限公司 河北邯郸 056800）

玉米是我国主要粮食作物之一。随着东北秸秆禁烧政策的推行，“放荒”现象遭到严令禁止，秸秆离田综合利用得到推广。但东北三省一区玉米收获机存在还田效果差、割茬不齐、秸秆含土多、秸秆打不断等问题，严重影响秸秆打捆离田，秸秆中含土多、易腐烂、适口性差无法作为饲料使用，焚烧发电易结渣。另外，收获效果上存在前期剥皮不净、后期掉粒严重、籽粒回收后杂余多等问题，同时，可靠性低、可操控性差，相对用户真正需求仍存在差距。

为此，在消化和吸收国内外玉米收获机优势的基础上，研制了适用于东北三省一区的4YZ-5自走式玉米收获机，并对整机性能进行了考核和多批次市场验证。结果表明：该玉米收获机收获效果好，作业效率高；秸秆粉碎效果好，割茬整齐，秸秆含土少，利于打捆离田综合利用；静夜压驱动系统操纵简单、可靠性高。综上，该机型相应国家节能环保倡导，适应东北三省一区的玉米收获需求。

1 总体结构及工作原理

1.1 总体结构

4YZ-5自走式玉米收获机主要由割台、过桥、升运器、剥皮机、输送器、粮仓、驾驶室、底盘及动力系统总成、液压系统、电气系统等组成，可一次性完成摘穗、输送、剥皮和秸秆切碎等作业流程。4YZ-5自走式玉米收获机的主要参数见表1，整机结构见图1。

1.2 工作原理

4YZ-5自走式玉米收获机可完成如下作业：扶禾→拉茎→秸秆切碎→摘穗→果穗与茎秆输送→二次拉茎及排杂→果穗剥皮→果穗输送装箱；苞叶筛分→籽粒清选→籽粒归仓，见图2。割台前置甩刀在拉茎辊的配合下将秸秆粉碎还田；升运器末端的二次拉茎和排杂风机，将夹杂在果穗中的茎秆二次处理、排出；剥皮装置下部设置有振动筛、清选风机，可实现苞叶筛分、籽粒清选、装仓；输送器可有效提高粮仓的装满程度，减少果穗掉粒。

2 主要部件的研制

2.1 割台

割台整体结构见图3，由分禾器、摘穗单元、扶禾杆、护网、搅龙、架体及护罩构成，摘穗单元、搅龙均设计有安全离合器。割台采用小倾角设计，能够进行玉米倒伏收获作业。

图3 割台结构

摘穗单元结构见图4，包括甩刀传动箱、架体、拉茎辊、甩刀、摘穗箱、摘穗板、拨禾链、张紧装置、托板等。摘穗结构为摘穗板+拉茎辊形式，摘穗板间隙可调；拉茎辊为六棱锯齿结构，抓取能力强。清草刀可有效防止拉茎辊缠草。

图4 摘穗单元

2.2 剥皮机

剥皮机结构见图5，包括排杂风机、落料口、压送器、剥皮装置、清选风机、震动筛、籽粒仓、苞叶口、架体及传动，落料口设计有用于果穗分配的分配器。

压送器与剥皮辊间隙可调，适应不同收获期内玉米果穗剥皮需求，果穗剥净率高、无磕伤、掉粒少。

剥皮装置由20根橡胶辊平置安装，辊体形式分为螺旋结构（区分左、右旋向）和鱼鳞结构，安装状态分为固定和浮动两种，其中浮动辊两端均有弹簧张紧，且弹簧预紧压力可调；剥皮辊尾段设计有强拉茎，防止夹草磨损剥皮辊；剥皮装置设计有遮挡板，应用在收获后期，通过改变剥皮辊的有效长度来减少玉米果穗的磕伤、掉粒。

震动筛用于筛分苞叶中夹杂的玉米籽粒，筛面角度可调；清选风机用于将细碎叶片及杂余吹起，使其随苞叶排出，回收后的籽粒干净度高，清选风机风量、出风口角度均可调。

图5 剥皮机

3 液压系统

4YZ-5自走式玉米收获机液压系统见图6，由行走液压系统、转向液压系统、工作液压系统3个回路组成。采用静夜压驱动技术，作业过程中通过行驶手柄控制变量泵，实现收获机的各档位无极变速，驱动强劲、行走平稳、操纵灵活。

转向泵、工作泵转串联在行走泵后端，由发动机驱动。主离合油缸油路设置限压（2 MPa）、单向节流，实现收获机离合装置的慢结合、快分离；割台油缸设置液压锁止装置，防止熄火状态割台沉降。

图6 液压系统原理

4 试验验证

试验条件见表2，试验结果见表3，2016～2019年性能提升效果见表4。经过2016～2019 4年的市场验证和不断优化升级改进，收获机作业效果、效率不断的提升。4YZ-5自走式玉米收获机成为东北三省一区秸秆粉碎还田效果最佳，最利于秸秆打捆离田作业的玉米收获机之一。同时，4YZ-5自走式玉米收获机作业速度、收获效率也居行业前列。

表2 试验条件

表3 试验结果

表4 2016-2019年性能提升效果

5 结语

4YZ-5自走式玉米收获机秸秆粉碎效果好、割茬整齐、秸秆含土少、利于打捆离田综合利用；4YZ-5自走式玉米收获机收获效果好，果穗剥净率高、损伤少，作业效率高；采用静液压驱动形式，驱动力强劲、行走平稳可靠、操纵灵活便捷，作业效率高。