联合收获机的冷却系统对整车性能的可靠性有着重要的影响,一套工作性能良好的冷却系统可以为联合收获机的各个部分提供适宜的工作温度,有利于整机效率的提高。反之,在联合收获机工作过程中,如果冷却系统散热能力不足,联合收获机的发动机系统、传动系统、液压系统会因温度过高导致部件液压油泄露、可靠性降低等问题,严重影响联合收获机正常工作。国内联合收获机冷却系统一般不设置具有防尘防堵功能的装置,因此很难保证收获过程中冷却系统的正常运行,即无法避免因驾驶员操作不当、收获环境恶劣等因素造成的水箱“开锅”问题,严重影响联合收获机的工作效率。调研发现,水箱“开锅”现象大多发生在收获温度较高的夏季,由于收获时地面温度较高,且割台飞出的碎秸秆、田间杂草、排草口排出的碎杂余等在吸风式风扇的作用下附着在防尘罩表面,导致冷却空气进风量减小,冷却系统散热性能下降不能满足发动机的散热需求。对此,本课题设计了一套联合收获机发动机冷却系统防尘防堵装置,以便解决联合收获机工作过程中冷却系统因防尘罩与散热器堵塞而产生的水箱“开锅”问题,延长冷却系统的无故障工作时间。该装置的研制一方面为发动机的稳定工作提供保证,另一方面有利于降低联合收获机故障率,减少因散热性能不足引起的机器故障。本装置为全自动控制,根据采集的散热器进风口的风速判定冷却风扇是否进行反转,在一定程度上减轻了驾驶人员的劳动强度,缩小了与国外大型联合收获机冷却系统的差距,对推进我国联合收获机智能化、机械化进程具有重要意义。为此,本文开展了以下主要研究:1、冷却系统部件优化设计:为提高原有发动机冷却系统的散热性能,对其主要工作部件进行优化设计。第一,将原有防尘罩加高,为联合收获机上方的新鲜空气进入冷却系统提供通道;第二,将原有的单个冷却风扇改为上下放置的两个风扇,目的是将冷却系统位置前移,远离排草口,有效减少破碎秸秆吸附;第三,通过理论计算将原有散热器加高变窄,保证满足收获过程中的发动机散热要求,且相比于原有冷却系统不降低散热性能;第四,将原有竖直放置的中冷器、油冷器改为水平放置,在一定程度上增加了冷却系统的散热性能。2、基于流体力学的Ansys虚拟仿真:基于理论优化设计,建立优化前后的冷却系统模型;基于流体力学虚拟仿真软件,对优化前后模型进行合理的网格划分;在Fluent分模块中,基于实际收获环境设定边界条件,对优化前后模型进行仿真。通过对比仿真结果,验证优化设计的合理性。3、冷却风扇正反转系统设计:为满足冷却风扇正反转的要求,用液压马达驱动代替原有发动机直接驱动,实现冷却风扇的正反转调节,该驱动装置无换向冲击,换向速度快,可实现短时间内的频繁换向,满足设计需求。通过试验分别建立散热器堵塞面积、风速以及散热器温度的变化关系,结合实际收获过程中所测得的温差,初步拟定了收获小麦过程中冷却风扇反转的临界风速值。4、田间试验验证:将优化后的冷却系统集成至沃得4LZ-8F轮式联合收获机上进行小麦田间试验,在前进速度分别为2.5m/s、1.8m/s、1.1m/s的情况下,探究冷却风扇正反转系统是否启用对散热器温度的影响,验证冷却风扇正反转系统的可靠性与稳定性。