随着科技的飞速发展，现代农业正朝着高效、精准、智能化的方向迈进，而液压技术作为现代机械工程的关键技术，在现代农业机械领域的应用日益广泛。液压技术凭借功率密度大、控制精度高、传动平稳、易于实现自动化等独特优势，为农业机械的性能提升和功能拓展提供了强大支持。从拖拉机的悬挂系统到联合收割机的复杂作业机构，从灌溉设备的精准控制到农产品加工机械的高效运作，液压技术都在其中扮演着不可或缺的角色，极大地提高了农业生产效率。本文将深入研究液压技术在现代农业机械中的应用，为实现农业现代化、智能化和精准化提供技术保障，推动着农业向着高效、可持续的方向发展。
一、液压技术概述
液压技术起源于17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理。1795年，英国的约瑟夫·布拉曼以水为介质制成世界上第一台水压机，1905年工作介质改为油，使液压技术得到进一步改善。第一次世界大战后液压传动广泛应用，1925年维克斯发明压力平衡式叶片泵，为液压元件工业奠定基础。此后，液压技术不断发展，逐渐成为一门成熟的技术。液压传动基于帕斯卡定律，利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，经控制阀和管路传递，借助液压执行元件（液压缸或马达）把液体压力能再转换为机械能。液压泵作为动力元件，将机械能转换为液体压力能，为系统提供动力。液压马达和液压缸是执行元件，分别实现旋转运动和直线运动，把液体压力能转换为机械能。控制阀用于控制和调节液体的压力、流量和方向，确保系统按要求工作。液压油的流动方向由方向控制阀控制，如换向阀等，可实现工作机构运动方向的改变。流量则由流量控制阀调节，如节流阀、调速阀等，通过改变阀口开度来控制流量，进而调节执行元件的运动速度。液压技术能实现高压、大功率传输，可满足大型设备的动力需求。传动平稳，能在给定范围内平稳自动调节牵引速度，实现无级调速，且调速范围大。在能量传递方面，效率相对较高，控制精度也高，能精准实现各种复杂的动作和操作要求，可广泛应用于工业、农业、军事等诸多领域。
二、液压技术应用对现代农业机械的影响
1、液压技术可提高农机作业效率
以联合收割机为例，液压驱动的割台升降系统能够迅速作出反应，依据作物的高度进行割台高度的调整。例如，传统的机械割台调整可能需要停机并进行手动操作，每次操作耗时约2～3 m i n 。相比之下，液压割台能够在作业过程中迅速进行调整，每次仅需 
若按每日作业中需调整割台10次计算，1d可节省约 2 0 min 的作业时间。在大型农场进行规模化作业时，一台联合收割机的日作业面积可达 
。应用液压技术后，作业效率显着提升。此外，静液压驱动的农业机械行走装置能够实现无级变速，根据实际作业需求快速调整速度，相较于有级变速机械，工作效率可提升 2 0 % ～ 3 0 % 。
2、液压技术可提升作业质量
在播种作业中，液压技术可精确控制播种深度，如电控液压系统通过传感器实时监测土壤状况和播种机的位置，自动调整播种器的入土深度，使播种深度误差控制在 ± 1 c m 以内，相比传统机械播种方式，深度误差可减少 5 0 % 以上，保证了种子发芽率和出苗整齐度。在收割方面，联合收割机的液压控制输送与脱粒系统，能精准控制输送链速度和脱粒滚筒转速，使收割损失率降低至 3 % 以下，而传统机械控制的损失率可能在 5 % 以上。
3、液压技术可增强操作舒适性
液压操纵系统采用手柄、按钮等轻便的操作方式，如拖拉机的液压转向系统，使驾驶员转动方向盘的力大幅减小，仅需 5 ～ 10N的力，而传统机械转向可能需要20～30N的力，操作轻松程度大幅提升。液压悬挂系统可通过按钮控制农具升降，无需像传统方式那样费力手动操作。在长时间作业中，驾驶员的劳动强度显着降低，操作的便捷性和舒适性大大提高，减少了疲劳感，有利于提高工作效率和作业安全性。
4、液压技术可改善机械性能
在动力传输方面，液压传动相比机械传动，能量传递效率高，可减少不必要的能量损失，传递效率可达 9 0 % 左右，而机械传动在一些复杂结构中效率可能只有 7 0 % ～ 8 0 % 液压系统还能输出较大的扭矩，提升农业机械的负载能力，如大型液压驱动的拖拉机可牵引更重的农具进行深耕等作业。在稳定性方面，液压系统工作平稳，在各种负载情况下能保持稳定的传动效果，像液压驱动的灌溉机械，无论喷头处于何种角度和工作压力下，都能稳定供水和调节喷头旋转，保证灌溉的均匀性。
三、液压技术在现代农业机械中的应用
1、大宗粮食作物生产使用的农机
① 拖拉机液压技术的使用
拖拉机的液压悬挂系统是连接农机具与拖拉机的关键部分。在耕地作业时，面对不同的土壤质地、湿度和地形，液压油缸能迅速伸缩。比如在黏重土壤中，可通过液压系统增加犁的入土深度，确保翻耕效果；在沙质土壤中，则适当减小入土深度，防止过度耕作。据实际测试，采用液压悬挂系统的拖拉机，相比传统机械悬挂，耕作效率可提高 2 0 % ～ 3 0 % 。液压转向系统让拖拉机的转向操作变得轻松，驾驶员仅需施加很小的力转动方向盘，液压油就会根据方向盘的转动角度和速度，精准地推动转向油缸，使车轮转向。在狭窄的农田道路或地头转弯时，驾驶员能更灵活地操控，降低了劳动强度，同时也减少了轮胎磨损。静液压传动的拖拉机可无级变速，在播种作业时能根据播种机的播种速度要求，精确调整行驶速度，保证播种间距均匀；在运输作业中又能快速提升速度，提高运输效率。与传统机械传动相比，液压传动的拖拉机在不同作业工况转换时，无需频繁换挡，作业效率可提升 1 5 % ～ 2 0 % 。
② 收割机液压技术的使用
联合收割机在收割小麦、水稻等作物时，地形起伏和作物生长高度不一致。液压系统能实时调整收割台高度，通过高度传感器反馈的信息，液压油缸快速动作。如在一块小麦田中，有部分区域小麦生长较高，部分区域较矮，液压控制的收割台可在1～2s内完成高度调整，保证收割刀片始终与作物茎秆保持合适距离，减少收割损失，使收割损失率降低至 3 % 以下。且液压控制的粮仓门操作便捷，在收割作业结束后，只需按下操作按钮，液压油缸驱动粮仓门打开，粮食快速卸出。而且可以精确控制粮仓门的开度，避免粮食洒漏，相比人工开闭粮仓门，效率提高了数倍，同时也降低了粮食损耗。液压马达为输送链和脱粒滚筒提供动力。当作物产量较大时，可通过液压系统增加马达的输出扭矩，提高输送链的输送速度和脱粒滚筒的转速，保证脱粒效果和输送的稳定性。据统计，采用液压驱动的输送与脱粒系统，粮食的清洁率可提高 5 % ～8 % ，提高了收获质量。
③ 播种机液压技术的使用
播种机的液压系统可根据土壤的紧实度、湿度等条件，自动调整开沟器的入土深度。在硬土区域，液压系统增加开沟器的下压力，使开沟深度达到适宜种子发芽的深度；在软土区域，则减小下压力，保证播种深度均匀。这样能使种子在土壤中处于最佳的发芽环境，提高出苗率，使出苗率提高 1 0 % ～ 1 5 % 。液压驱动的排种器可精确控制排种量和排种速度。根据不同作物品种和种植密度要求，通过调节液压马达的转速，实现精准播种。如在种植玉米时，可根据种植株数要求，精确调整排种器的排种速度，使种子间距均匀，提高土地利用率和作物产量。
2、经济作物使用的农业机械
① 大型平移喷灌机液压系统的应用
大型平移喷灌机的液压系统可灵活调节喷头角度和高度。在作物苗期，将喷头高度降低、角度调小，使水均匀地喷洒在作物根部；在作物生长后期，提高喷头高度、增大角度，扩大喷洒范围，可使水资源利用率提高 3 0 %～4 0 % ，有效节约水资源。静液压驱动的行走装置让喷灌机行走平稳且调速灵活。根据灌溉区域的大小和形状，可无级调节行走速度，确保灌溉均匀。在圆形灌溉区域，可精确控制喷灌机的行走轨迹，实现全覆盖灌溉，避免出现灌溉死角。
② 棉花间套作机械液压系统的应用
在棉花与其他作物间套作时，不同的种植模式对行距和株距有不同要求。液压系统可快速调整播种或移栽装置的行距和株距。如在棉花与大豆间套作时，可根据两种作物的生长需求，将行距和株距调整到最佳值，提高土地利用率和作物产量，使土地利用率提高 2 0 %～3 0 % 。棉花采摘时，棉花植株高度不一，且不同生长阶段的棉花对采摘压力要求不同。液压系统控制采摘头的升降，使其能适应棉花植株的高度变化，同时精确调节采摘头的压力。在棉花成熟初期，采摘头压力较小，避免损伤棉桃；在棉花完全成熟后，适当增加压力，确保高效采摘，使棉花采摘质量提高，杂质含量降低。
3、农业机械的研发与创新
① 液压技术在农业机械自动化、智能化发展中的应用
结合卫星导航和传感器技术，液压转向系统可实现农业机械的自动导航驾驶。农机按照预设的路线和轨迹行驶，在大面积农田作业时，误差可控制在几厘米以内。如在播种作业中，自动导航的播种机可保证播种行距均匀一致，提高播种质量，同时减少了人工操作误差，降低驾驶员劳动强度，还能实现24h不间断作业，提高了作业效率。传感器实时监测作物生长状况、土壤条件等信息，液压系统自动调整农机工作参数。如施肥机根据土壤肥力传感器的数据，自动调整施肥量；植保无人机根据作物病虫害监测数据，自动调整喷洒农药的流量和高度，实现精准作业，减少了农药浪费和环境污染。
② 电液控制技术在农业机械研发中的创新应用
电液比例控制技术可通过电信号精确控制液压执行元件的运动速度、力矩和位置。在果园施肥机中，能根据果树的品种、树龄和土壤肥力，精确控制施肥量，使施肥精度达到 ± 5 % 以内，提高了施肥的精准度，促进果树生长，提高果实产量和品质。结合物联网技术，操作人员可通过手机或电脑远程控制液压系统的启动、停止和参数调整。在大型农场中，管理人员可在办公室实时查看多台农机的工作状态和运行数据，及时发现问题并进行调整，提高了农机的管理效率和使用便利性。
③ 液压悬挂技术在农业机械研发中的创新应用
先进的电控液压悬挂系统采用力、位综合控制或者力、位、滑转率综合电控液压悬挂控制系统（EHR）。在耕作过程中，系统可根据耕作阻力、耕作深度和拖拉机滑转率等多因素，实时调整悬挂的提升与下降，保证最佳的耕作状态，提高耕作质量和效率。一些新型液压悬挂系统具备主动减震功能。在田间作业时，传感器感知路面颠簸和作业振动，自动调整液压悬挂的刚度和阻尼，减少农机的振动和冲击。如凯斯2025款Quadtrac系列拖拉机的重型悬架系统，可使操作员座椅的垂直加速度降低 4 2 % 提高了驾驶员的舒适性和农机的使用寿命。
四、液压技术在现代农业机械中的发展趋势
1、液压技术的绿色环保化
传统液压油可能会对土壤、水体等造成污染，如今越来越多的研究集中在开发可生物降解、低毒性、高性能的环保型液压油。如以天然油脂为基础的液压油，具有良好的生物降解性和润滑性能，能减少对环境的危害。其通过优化液压系统的结构和控制策略，提高能源利用效率，减少能量损失。如采用负载敏感系统，可根据实际负载需求自动调节液压泵的输出流量和压力，避免不必要的能耗。同时优化液压管路布局，降低管路阻力，也有助于减少能量损耗和油液泄漏的风险，从而降低对环境的污染。
2、液压技术的智能化与自动化
液压技术与传感器、控制器相结合使农业机械能够根据预设的参数和实际作业情况自动调整工作状态。如联合收割机可通过传感器实时监测作物的生长情况、成熟度等，自动调节收割速度、收割台高度等参数。智能监测利用传感器实时采集液压系统的压力、流量、温度等数据，通过控制器进行分析处理，实现对液压系统的智能监测。一旦发现异常，可及时发出预警信号，提醒操作人员进行检修。故障诊断基于大数据、人工智能等技术，对监测数据进行深度分析，建立故障诊断模型，准确判断液压系统的故障类型和位置，减少维修时间和成本。
3、液压技术的集成化与小型化
可将多个液压元件集成在一起，形成集成化的液压模块，可减少管路连接，降低泄漏风险，提高系统的可靠性和稳定性。同时集成化设计还能提高空间利用率，使农业机械的结构更加紧凑。并且通过采用先进的制造工艺和新型材料，减小液压元件的尺寸和重量，实现液压系统的小型化和轻量化。如潍柴雷沃的新型液压系统专利，融合了转向油路和提升油路的设计，实现了液压系统的紧凑设计，显着降低了设备的空间需求。
4、液压技术的高性能与可靠性
需研发和应用高强度、高耐磨性、耐腐蚀的新型材料，提高液压元件的性能和使用寿命。如采用新型合金材料制造液压泵和液压马达的关键部件，可提高其抗磨损和抗疲劳性能。同时利用先进的制造工艺，如增材制造、精密加工等，提高液压元件的制造精度和质量，减少制造误差，提高元件的可靠性和稳定性；加强质量检测和控制，确保液压元件的性能符合要求。
液压技术在现代农业机械中的应用成效显着，极大地推动了农业生产的发展。从提高作业效率、提升作业质量，到增强操作舒适性、改善机械性能，液压技术都发挥了关键作用。在未来，液压技术将朝着绿色环保化、智能化与自动化、集成化与小型化、高性能与可靠性的方向持续迈进。随着相关技术的不断创新和突破，相信会有更多先进的液压技术应用于农业机械，进一步提高农业生产的效率和质量，降低成本，减少对环境的影响，为农业现代化和可持续发展注入新的动力，助力农业产业不断升级，实现更高水平的发展。
（作者单位：236600安徽省太和县农机监理站）
