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淺談農(nóng)業(yè)機械的環(huán)保節(jié)能設(shè)計

文檔作者：劉錫勇文檔來源：貴州省山地機械研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月29日
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建 材 與 裝 飾 2014 年 10 月
淺談農(nóng)業(yè)機械的環(huán)保節(jié)能設(shè)計
劉錫勇
（貴州省山地機械研究所貴州貴陽550002）
摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人們環(huán)保意識的缺乏，導(dǎo)致環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，環(huán)保節(jié)能成為了21 世紀(jì)農(nóng)業(yè)
機械研發(fā)及設(shè)計的全新理念，這也是國際能源危機背景下的環(huán)保要求。本文結(jié)合農(nóng)業(yè)機械研發(fā)的實際工作經(jīng)驗，分析農(nóng)業(yè)
機械設(shè)計的環(huán)保節(jié)能趨勢，為農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的研發(fā)工作提供一些探索性建議。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；設(shè)計；環(huán)保節(jié)能
中圖分類號：S220.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-0038（2014）43-0126-02
引言
“十二五”是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)深入推進(jìn)的時期，在加快農(nóng)業(yè)
科技進(jìn)步、加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程中，農(nóng)業(yè)機械化背負(fù)著重要的
使命，農(nóng)業(yè)機械化的水平直接決定著我國農(nóng)業(yè)在國際領(lǐng)域中所
占的位置，加快農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展進(jìn)度對發(fā)展我國農(nóng)業(yè)地位、促進(jìn)
農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展具有重要的意義。
1 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能的發(fā)展趨勢
1.1 可持續(xù)性發(fā)展
環(huán)境保護(hù)意識的提高以及耕作技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)
展，也減少了對于環(huán)境造成的破壞。研發(fā)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)及農(nóng)業(yè)保
護(hù)性耕作技術(shù)所需的耕種聯(lián)合作業(yè)機械設(shè)備、減少化肥使用量
的耕作機械等一系列具備環(huán)保概念及可持續(xù)性發(fā)展理念的機械
設(shè)備，將成為我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計環(huán)保節(jié)能的主要工作。
1.2 增強農(nóng)業(yè)機械的可回收性設(shè)計
所謂的可回收性設(shè)計，是指在設(shè)計的初始階段，就對該產(chǎn)品
的構(gòu)配件以及零件材料的回收可能性、價值以及回收處理方法
進(jìn)行綜合考量，采用優(yōu)化設(shè)計，最終達(dá)到減少環(huán)境污染的目的。
這種設(shè)計理念節(jié)約了原材料的損失及加工中的能源消耗，如果
在售后服務(wù)中能夠通過積極開展廢舊機械產(chǎn)品的再制造和利用
等手段，必然能夠節(jié)約大量的制造成本。例如，在農(nóng)業(yè)機械中設(shè)
計中采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計模式，其螺栓、螺母及孔距等采用統(tǒng)一的標(biāo)
準(zhǔn)，可以進(jìn)行正常的更換而不必淘汰產(chǎn)品。而常用的聯(lián)接件可以
保障正常的回收與再利用，而對于回收價值小的零部件則建議
采用塑料及鋼鐵產(chǎn)品等進(jìn)行設(shè)置。內(nèi)燃機的工作原理如圖1 所
示。
1.3 選擇清潔型燃料
當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)機械的運作主要是依靠內(nèi)燃機，而內(nèi)燃機有很
多缺陷，就環(huán)境性指標(biāo)來說，其主要問題如下：消耗一次性能源
石油、噪聲廢氣污染、碳排放量高和漏油污染等等，經(jīng)常會對農(nóng)
業(yè)生產(chǎn)環(huán)境造成二次污染。因此在農(nóng)業(yè)機械的環(huán)保節(jié)能設(shè)計中，
采取自適應(yīng)有源噪聲控制系統(tǒng)控制發(fā)動機噪聲，提出優(yōu)先選擇
電力生物質(zhì)柴油等為動力，同時加快開發(fā)太陽能、氫氣、植物油、
天然氣發(fā)動機，減少石油消耗、噪聲污染、廢氣污染、熱排放和漏
油污染。生物柴油是利用植物油脂和動物脂肪等可再生天然資
源制造的替代普通石油柴油的新型清潔燃料。與普通柴油相比，
生物柴油燃燒得更充分，排放的煙霧量極小，煙霧中的有害成分
含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通柴油。因此在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中，選擇可以使用
生物柴油進(jìn)行驅(qū)動的內(nèi)燃機，將有效減少環(huán)境二次污染及是石
油消耗量。生物柴油的生產(chǎn)如圖2 所示。
1.4 強化產(chǎn)品的易拆卸設(shè)計
因為農(nóng)業(yè)機械一般都是反復(fù)使用的，其頻率會比較高，因此
其維護(hù)以及維修較為方便。而農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計要杜絕復(fù)雜設(shè)
計，使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)易于拆卸與維護(hù)。在設(shè)計時一般要采用模塊
化設(shè)計方法，通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品，通過改進(jìn)產(chǎn)
品設(shè)計，提高產(chǎn)品壽命，從而降低機械產(chǎn)品材料消耗，提高工作
效率和產(chǎn)品可靠性，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
1.5 研發(fā)節(jié)約型農(nóng)業(yè)技術(shù)的機械設(shè)備
要想降低農(nóng)民的耕作成本，就需要政府部門發(fā)揮主導(dǎo)作用，
加大科研和推廣力度，作為目前農(nóng)業(yè)科技推廣體系的補充，進(jìn)一
步強化農(nóng)業(yè)科技推廣體系建設(shè)，研發(fā)運用節(jié)約型農(nóng)業(yè)技術(shù)的機
械設(shè)備，按照建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，大力開
展節(jié)地、節(jié)水、節(jié)種、節(jié)肥、節(jié)藥活動，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟。積極開
發(fā)運用各種節(jié)約型農(nóng)業(yè)技術(shù)，大力普及節(jié)水灌溉、輕型簡化栽培
等技術(shù)，擴大測土配方施肥的實施范圍和補貼規(guī)模，提高農(nóng)業(yè)資
源和投入品使用效率，拓寬農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域，最大限度地提高資源
圖1 內(nèi)燃機工作原理圖
圖2 生物柴油生產(chǎn)示意圖
經(jīng)濟·管理·綜述
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2014 年 10月 建 材 與 裝 飾
利用效率，實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一。推廣應(yīng)用生物有
機肥，走出一條低消耗、低污染、低排放、高效率的生態(tài)農(nóng)業(yè)之
路。
2 我國農(nóng)業(yè)機械化設(shè)備節(jié)能現(xiàn)狀
從我國的現(xiàn)狀來看，這幾年來農(nóng)業(yè)機械化裝備的水平有了大
幅度的提高，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越明顯的作用，尤其是步
入21 世紀(jì)以后，我國的經(jīng)濟發(fā)展面臨著越來越大的壓力，特別
是在環(huán)境與資源保護(hù)方面，許多耗能高、污染嚴(yán)重的經(jīng)濟增長方
式已經(jīng)無法繼續(xù)下去。雖然我國的農(nóng)業(yè)機械化節(jié)能工作有了大
幅度的提高，可是仍然存在著許多的問題亟需解決?？萍己科?
低、資金投入不足導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)相對落后，這幾年來我國在農(nóng)業(yè)
機械的研發(fā)上面進(jìn)行的投資雖然略有提高，可是與整個農(nóng)業(yè)機
械化行業(yè)的發(fā)展相比還是落后的。
在農(nóng)業(yè)機械節(jié)能方面，無論是政策體系、績效考核體系還是
執(zhí)法監(jiān)管體系等都不夠完善，主要是因為農(nóng)業(yè)機械本身的特性
以及農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的復(fù)雜性。這些就導(dǎo)致在制定相關(guān)的政策以
及考核監(jiān)管體系時會遇到許多的困難與阻礙。農(nóng)業(yè)機械節(jié)能的
統(tǒng)計工作比較差，如梭統(tǒng)計信息不夠及時的話，那么就會影響到
農(nóng)業(yè)機械作業(yè)節(jié)能工作做出正確的決策和制定出科學(xué)的管理方
案。地方農(nóng)業(yè)機械管理部門以及廣大的農(nóng)民缺乏節(jié)能意識，特別
是管理部門在宣傳節(jié)能工作方面缺乏必要的力度。
3 完善農(nóng)業(yè)機械環(huán)保節(jié)能設(shè)計的措施
3.1 健全農(nóng)業(yè)機械化環(huán)保節(jié)能的法規(guī)政策機制
建立和健全農(nóng)機節(jié)能法律與政策長效綜合機制；健全法律法
規(guī)；完善農(nóng)業(yè)機械化的節(jié)能和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。建立和健全節(jié)能政府調(diào)
控機制和決策機制：包括兩個方面一對技術(shù)承擔(dān)單位合理分工，
實現(xiàn)強強聯(lián)合；二是運用新方法、新途徑挖掘和使用優(yōu)勢資源。
建立和健全節(jié)能企業(yè)與市場、激勵與制約綜合機制，各級政府采
用補助等方式支持農(nóng)業(yè)機械節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和推廣及節(jié)能管理
能力建設(shè)。
3.2 建設(shè)農(nóng)業(yè)機械化環(huán)保節(jié)能的保障體系
加強領(lǐng)導(dǎo)，健全機構(gòu)，明確分工合作：這需要統(tǒng)一認(rèn)識，加強
組織領(lǐng)導(dǎo)以及建立健全農(nóng)機節(jié)能工作責(zé)任制，把節(jié)能的工作目
標(biāo)逐級分解到各地。實施促進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化環(huán)保節(jié)能的約束激勵
機制：如制定激勵與懲罰措施相結(jié)合的財政政策，建立和完善與
農(nóng)機節(jié)能相關(guān)的稅收體系，建立相應(yīng)的農(nóng)機節(jié)能專項資金。
3.3 加大農(nóng)業(yè)機械化環(huán)保節(jié)能的監(jiān)管工作力度
深入調(diào)研，建章立制，推進(jìn)聯(lián)合執(zhí)法，建立和完善農(nóng)機產(chǎn)品能
效市場準(zhǔn)入制度，編制發(fā)布農(nóng)機產(chǎn)品節(jié)能監(jiān)管報告，發(fā)揮輿論監(jiān)
督作用。以科學(xué)發(fā)展觀的思想去提高規(guī)劃與管理農(nóng)業(yè)機械化發(fā)
展；以農(nóng)業(yè)化節(jié)能環(huán)保的源頭和潛力在科技上創(chuàng)新，節(jié)能減排應(yīng)
該成為重要技術(shù)理念和要求，融入科研人員科技創(chuàng)新全過程。
4 農(nóng)業(yè)機械節(jié)能環(huán)保設(shè)計的實現(xiàn)方法
4.1 在農(nóng)機裝備機構(gòu)方面要進(jìn)行優(yōu)化
對于那些耗能高、排放高的農(nóng)業(yè)機械，該淘汰必須淘汰，充分
地把國家在農(nóng)機購置方面的補貼政策發(fā)揮出來，使農(nóng)機的結(jié)構(gòu)
裝備得以改善，引導(dǎo)農(nóng)民多使用先進(jìn)的、環(huán)保節(jié)能的、可靠安全
以及有很好的售后服務(wù)的農(nóng)業(yè)機械。同時還要積極地引導(dǎo)農(nóng)民
使用大中型的性能與功能都比較高的農(nóng)機裝備。
4.2 大力推廣農(nóng)業(yè)機械化環(huán)保節(jié)能減排技術(shù)
和國外相比，我國在節(jié)能減排方面還有很大的不足，當(dāng)然也
有很大的發(fā)展?jié)摿?。淤需要不斷地提高農(nóng)業(yè)機械本身的性能；于
需要不斷地改善農(nóng)業(yè)機械的使用條件；盂要在農(nóng)機的管理和應(yīng)
用上不斷地進(jìn)行加強，相關(guān)部門對農(nóng)業(yè)機械進(jìn)行耗能檢測，并制
定與完善節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)體系，使所有的技術(shù)都能夠規(guī)范化并發(fā)揮
一定的效果。
4.3 修改機械化作業(yè)模式提高機械化技術(shù)
對不同作物、不同地區(qū)、不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)、不同茬口的機械化作
業(yè)模式要進(jìn)行研究，使機械化技術(shù)路線得以優(yōu)化。對不同的種植
制度的機械化作業(yè)模式也要進(jìn)行研究，如不同的作物輪作的技
術(shù)路線和機械化模式等。另外，還應(yīng)該對國外的機械化作業(yè)模式
以及技術(shù)等進(jìn)行研究。
4.4 農(nóng)業(yè)機械發(fā)動機燃料的選擇
內(nèi)燃機是農(nóng)機的動力，機械內(nèi)燃機的燃料主要是柴油和汽
油。這類燃料燃燒后會產(chǎn)生大量含碳和硫的有害氣體，對農(nóng)業(yè)生
產(chǎn)環(huán)境造成污染，影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因而在
農(nóng)業(yè)機械的環(huán)保節(jié)能設(shè)計中要開發(fā)清潔能源，如太陽能、氫氣、
沼氣、植物油等為燃料的環(huán)保型發(fā)動機，減少汽柴油的消耗，降
低噪聲廢氣等污染，并能夠減輕碳排放過多造成的溫室效應(yīng)。
4.5 加強農(nóng)業(yè)機械的易拆卸設(shè)計
春播時期農(nóng)業(yè)機械的使用頻率會非常高，這就要求農(nóng)機產(chǎn)品
在設(shè)計上不能太過于復(fù)雜，組件要易于拆卸，便于產(chǎn)品維修維
護(hù)。設(shè)計師在設(shè)計農(nóng)機時可以采用模塊化設(shè)計方法，通過對模塊
的選擇和組合構(gòu)成不同的產(chǎn)品，這樣不僅可以增加農(nóng)機品種規(guī)
格，還可以縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，降
低機械產(chǎn)品、材料消耗，提高產(chǎn)品工作效率，以此達(dá)到節(jié)能環(huán)保
的目的。
5 結(jié)束語
發(fā)展綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟，是當(dāng)今世界經(jīng)濟發(fā)展
的主旋律和新增長點，也是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)。農(nóng)
業(yè)機械采用環(huán)保設(shè)計技術(shù)之后所擁有的一系列優(yōu)勢表明，農(nóng)業(yè)
機械的環(huán)保設(shè)計具有良好的應(yīng)用前景。通過分析當(dāng)前農(nóng)業(yè)機械
設(shè)計的環(huán)保節(jié)能關(guān)鍵環(huán)節(jié)和途徑，可知要完善農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的
環(huán)保節(jié)能，必須從機制和源頭上解決農(nóng)業(yè)機械設(shè)計工作的應(yīng)對
問題，加強新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計工作，提高產(chǎn)品科技含量，這樣才能
實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械一體化的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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（11）：11~12.
收稿日期：2014-10-8
作者簡介：劉錫勇（1963-），漢族，貴州興義人，工程師，本科，主
要從事農(nóng)業(yè)機械方面的工作。
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