【科普连载】之一：农业机械化113个为什么

本文以一个基层农机专业工作者的视角，解答农机化生产实践中遇到的疑难、热点、技术性难题。选题注重知识性、趣味性、实践性。对近些年来进入实用领域的AI、互联网、智能农机、智慧农业等新知识给予重点关注与讲解，使读者开卷有益，提高发展农机化的能力，依靠农机化经营走向先行农业现代化阵营。

1、拖拉机为什么前轮小后轮大

拖拉机前轮小后轮大的设计主要是出于功能性和实用性的考虑。拖拉机的前轮主要用于转向，称为导向轮，而后轮则是驱动轮，负责推动机身前进并拖拽农业机械。后轮作为驱动轮，需要提供足够的摩擦力来应对拖拉机的牵引力。因此，后轮通常较大，并且具有夸张的轮胎花纹，以增加摩擦力。此外，驱动轮中间可能还有一块配重铁，以增加对地面的压力，防止拖拉机在耕地时打滑。拖拉机在实际使用中，前轮承受的负荷较小。即使挂上拖斗运输货物，前轮的负荷依然不大，因此没有必要使用大轮子。

前轮过大会影响驾驶员的视线，特别是在狭窄的地方掉头或进行耕地、播种、收割等作业时。此外，较大的前轮也会在维修和操作时带来不便。早期的拖拉机没有方向助力，前轮较小有助于减轻方向盘的重量，提高转向灵活性。同时，较小的前轮更容易扎入疏松的土壤，提供更好的转向能力。

2、拖拉机为什么用柴油机作动力

柴油机的燃烧效率高于汽油机，燃料的能量利用率更高，可以将燃料中更多的能量转化为机械能，从而提高了拖拉机的工作效率和经济效益。柴油机的燃油经济性更好，这意味着在相同的行驶距离下，柴油机消耗的燃料更少。

农业作业环境相对恶劣，常见的泥泞、尘土等物质会对拖拉机的动力系统产生不小的冲击。柴油机具有较强的耐久性和稳定性，能够在恶劣环境中长时间运转。

柴油机在高负荷下的工作性能更出色，可以产生更大的扭矩，从而更好地完成农业作业的任务。拖拉机常常需要承载较大的荷载，柴油机的这一特性使其非常适合这种应用场景。柴油机的结构相对简单，这不仅降低了制造成本，同时也提高了其可靠性和维修便利性。对于农民来说，这意味着更低的维护成本和更高的工作效率。在我国，柴油机的成本较低，这对于广大农民来说是一个重要的考虑因素。此外，柴油的供应相对稳定，这也使得柴油机成为拖拉机的理想选择。

综上所述，柴油机因其高效性、耐用性、扭矩大、结构简单和经济性等特点，成为了拖拉机的主要动力源。

3、轮式拖拉机为什么要有差速器

差速器由两侧的驱动轮和中间的差速器组成。每个驱动轮都与差速器的输入轴连接，而输入轴与发动机传动系统相连。差速器的输出轴与拖拉机的主传动轴相连，从而将动力传输到其他部件。差速器内部有两个重要的组件:齿轮组和离合器。

齿轮组由齿轮和差速器壳体组成，齿轮与输入轴相连。离合器允许驱动轮以不同的速度旋转，以满足拖拉机在转弯或遇到不同地形时的需求。

当拖拉机直行时，差速器中的齿轮组没有转动。这是因为齿轮组中的齿轮被锁定在一起，导致两个驱动轮以相同的速度旋转。这种情况下，差速器起到传递动力的作用，使拖拉机能够前进。然而，当拖拉机需要转弯时，差速器的工作原理就显得尤为重要了。当一侧驱动轮转速减慢时，差速器内的齿轮组开始发挥作用。齿轮组会使一侧驱动轮转动更快，而另一侧驱动轮则相对较慢，以实现转弯操作。这是通过齿轮间的滑动来实现的，即齿轮与差速器壳体之间的摩擦。

4、差速锁状态下为什么拖拉机不能操作转向

差速锁的作用是将左右轮或者前后轴之间的转速控制在一定范围内或者完全同步。当差速锁处于接合状态时，拖拉机的差速器被锁止，使得同轴的两个车轮转速相同，例如轮间差速锁会让同轴两轮的差速器锁定，保持同轴两轮转速比的同步。

在正常情况下，拖拉机转向时，内外轮的旋转速度会有所不同，内侧车轮的行驶轨迹半径小，外侧车轮的行驶轨迹半径大，所以外侧车轮需要比内侧车轮转得更快，这就依赖于差速器来实现内外轮的速度差，从而顺利转弯。而差速锁锁定了差速器，使左右车轮无法实现正常转向所需的速度差，导致转向困难。

如果在差速锁接合时强行转弯，由于车轮不能按照正常转向需求调整速度差，会使轮胎在地面上产生异常的滑动摩擦，而不是正常的滚动摩擦，这会极大地加剧轮胎的磨损，缩短轮胎的使用寿命。

差速锁状态下转向，会对拖拉机的中央传动系统产生不合理的应力和扭矩，容易导致中央传动部件如齿轮等出现过度磨损、变形甚至损坏的情况。这些部件一旦损坏，维修成本较高且会影响拖拉机的正常工作。在差速锁锁止的情况下进行转向操作，尤其是在高速行驶或者在特殊路况下（如在斜坡上），拖拉机的稳定性会受到极大影响，很容易失去平衡，从而增加翻车的危险，这对驾驶员的生命安全构成严重威胁。

5、柴油机为什么必须要冷却

柴油机在工作过程中，燃料的燃烧以及运动零件间的摩擦会产生大量热量。如果不采取适当的冷却措施，柴油机机体将过热，导致柴油机的动力性和经济性下降，气缸充气效率下降，从而影响混合气的燃烧。高温会导致机件的磨损加剧，甚至可能卡滞或损坏。润滑油在高温下性质变坏并发生分解，碳化和燃烧，这会恶化摩擦表面间的润滑情况，破坏零件间的间隙，降低材料的机械性能。柴油机的正常运转依赖于良好的润滑条件。如果柴油机温度过高，润滑油的黏度会下降，失去润滑效果；如果温度过低，润滑油黏度过高，增加零件运动阻力，同样不利于润滑。柴油机温度过高或过低都会影响燃烧过程。温度过低时，未燃烧的燃油会在缸壁上凝结，形成烟垢，这些物质会穿过活塞环漏入曲轴箱，冲刷掉气缸壁上的润滑油，进一步恶化润滑条件。

综上所述，柴油机必须进行冷却以确保其在最适宜的温度状态下工作，从而保证柴油机的正常运转和延长其使用寿命。

6、柴油机工作时为什么必须保持良好的润滑

柴油机工作时，各运动件（如曲轴与轴瓦、活塞与气缸壁等）之间会产生摩擦。金属表面间的摩擦不仅会增大柴油机内部的功率消耗，还会导致零件工作表面迅速磨损。通过润滑，可以在金属表面间形成润滑油膜，从而减小摩擦阻力，降低功率消耗，减轻机件的磨损，延长柴油机的使用寿命。

摩擦产生的大量热量会导致零件工作表面烧损，影响柴油机的正常运转。润滑油在润滑的同时，还能带走摩擦产生的热量，起到冷却的作用，帮助维持零件在适宜的工作温度范围内。润滑油形成的油膜可以增加密封度，防止气体泄漏，并且可以弥补微小间隙，防止噪音的产生。此外，润滑油还可以对润滑表面进行清洗，防止杂质积累，并且具有防锈作用，保护零件免受腐蚀。

润滑油还可以起到缓冲和吸收振动的作用，有助于提高柴油机运行的平稳性和可靠性。在某些情况下，润滑油还可以作为液压介质，用于控制和操作一些液压系统。

综上所述，良好的润滑系统对于柴油机的正常运行、延长使用寿命以及提高工作效率至关重要。因此，在柴油机工作时，必须保持良好的润滑状态。

7、柴油机为什么要加装空气滤清器

空气滤清器可以过滤空气中的微小颗粒物、灰尘、有害气体（如二氧化硫、一氧化碳）和其他化学物质。这些杂质和污染物如果进入柴油机的燃烧室，会对机器内部的部件产生磨损，降低工作效率，并可能对环境造成污染。空气滤清器可以防止灰尘和颗粒物进入柴油机的燃烧室和气缸，减少机器内部部件的磨损和腐蚀。同时，它还能防止杂质和污染物进入润滑系统，保护发动机的润滑油，减少摩擦和磨损，从而延长柴油机的使用寿命。空气滤清器过滤空气中的杂质和污染物，使进入燃烧室的空气更加纯净，有助于燃油的充分燃烧，减少废气排放。同时，它还能提供足够的氧气供给燃烧，提高燃油的利用率，减少燃油消耗。

综上所述，柴油机加装空气滤清器是为了确保其正常运行，延长使用寿命，并提高燃油效率。

8、柴油机为什么必须加装柴油滤清器

柴油滤清器能够过滤掉燃油系统中的有害杂质和水分，包括氧化铁、灰尘、化合物和烟尘等固态残渣。这些杂质如果不被过滤，会进入发动机内部，导致油泵、喷油器、气缸套和活塞等关键部件的磨损和堵塞，影响发动机的正常运行。

通过去除燃油中的杂质和水分，柴油滤清器有效保护了发动机的关键部件，延长了它们的使用寿命。这对于维持发动机的高效运行和整体性能至关重要。由于中国柴油中的硫含量较高，如果没有柴油滤清器，硫元素会与水反应生成硫酸，这种强酸性物质会腐蚀发动机内部零件，导致严重的损害。柴油滤清器通过过滤掉这些有害物质，防止了这种腐蚀现象的发生。柴油滤清器确保了进入发动机气缸的燃油是清洁的。如果滤芯非常脏，无法确保燃油的清洁，会导致汽车动力严重下降，甚至影响一些零部件的使用寿命，增加维修成本。

综上所述，柴油滤清器对于柴油机来说是必不可少的，它不仅保障了发动机的正常运行，还提高了发动机的寿命，降低了维护成本。

9、柴油机为什么必须有机油滤清器

机油滤清器的主要作用是对来自油底壳的机油中有害杂质进行滤除。这些杂质包括金属屑、灰尘、污垢等，如果不及时清除，会在发动机内部积累，导致发动机磨损加剧，影响其正常运行。

通过去除机油中的杂质，机油滤清器有助于保持机油的清洁度，从而延长机油的有效使用寿命，间接地延长了发动机的寿命。机油在循环过程中会逐渐变脏，机油滤清器能够有效过滤掉机油中的杂质，保持机油的清洁，从而维持机油的润滑、冷却、清洁、密封、缓冲和防锈等功能。机油滤清器可以防止杂质进入发动机的关键部件，如轴承、活塞、气缸等，从而预防因杂质引起的故障，如卡死、磨损等。

综上所述，机油滤清器对于柴油机来说至关重要，它不仅能够保护发动机，延长其使用寿命，还能维持机油的性能，预防各种可能的故障。因此，柴油机必须有机油滤清器。