2022年行業(yè)分析國(guó)外專用型拖拉機(jī)技術(shù)發(fā)展淺析

國(guó)外專用型拖拉機(jī)技術(shù)發(fā)展淺析一、專用型拖拉機(jī)的分類

當(dāng)前，國(guó)外各拖拉機(jī)公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)產(chǎn)品按其用途可以分為以下幾種：

1．果園型拖拉機(jī)

這類產(chǎn)品的外型結(jié)構(gòu)基本相同，大部分果園型拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率均在70kW以下，從輪距來(lái)看又多被定為“窄輪距”型，其外型尺寸最大寬度為1．7—1．8m。

2．葡萄園型拖拉機(jī)

這類產(chǎn)品的整機(jī)寬度比果園型的寬度還要窄200—300mm，功率一般均高于50kW，最小寬度可為1m。

3．低矮型（Low-profile）拖拉機(jī)

這類拖拉機(jī)是從果園和葡萄園型產(chǎn)品演化出來(lái)的，其特點(diǎn)是橫向和垂直方向上的結(jié)構(gòu)較為緊湊，以適應(yīng)在一些較困難的作業(yè)條件（例如散開(kāi)狀藤蔓作物）下進(jìn)行作業(yè)。

4．前后輪等直徑輪式拖拉機(jī)

這類拖拉機(jī)為剛性底盤(pán)結(jié)構(gòu)和前輪轉(zhuǎn)向，發(fā)動(dòng)機(jī)功率一般均低于果園和葡萄園型。這類拖拉機(jī)外型結(jié)構(gòu)緊湊，多數(shù)產(chǎn)品可以正、反向駕駛操作，產(chǎn)品的用途較為廣泛，技術(shù)性能類似于窄輪距拖拉機(jī)。

5．鉸接式前后輪等直徑輪式拖拉機(jī)

與前幾種類型拖拉機(jī)相比，這類產(chǎn)品的一個(gè)最大特點(diǎn)就是有極好的可操縱性，其轉(zhuǎn)向不是通過(guò)前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)拖拉機(jī)前后兩段鉸接框架相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的，通常采納液壓油缸轉(zhuǎn)向；其最大缺點(diǎn)是這種拖拉機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系運(yùn)轉(zhuǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)和后輪之間（通過(guò)一個(gè)萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸），且需裝置一個(gè)特別型駕駛室，該駕駛室騎馬式裝于鉸接架上。

6．園藝型拖拉機(jī)

這類拖拉機(jī)產(chǎn)品的外型結(jié)構(gòu)尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)功率有肯定限制。

二．主要組成部件技術(shù)進(jìn)展概況

下面就這類專用型拖拉機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、液壓系統(tǒng)以及駕駛室等部件的近期技術(shù)進(jìn)展作一粗淺分析。

1．發(fā)動(dòng)機(jī)

目前，各公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)所裝用的發(fā)動(dòng)機(jī)（一般為3缸機(jī)和4缸機(jī)）的比油耗大都在一個(gè)水平上，如一些裝有渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的專用型拖拉機(jī)，其最大功率時(shí)的比油耗一般為200—225g／kW·h。大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩儲(chǔ)備在25％—35％，某些機(jī)型的發(fā)動(dòng)機(jī)除額定功率外，還供應(yīng)一個(gè)最大功率工況下的臨界功率百分比，其好處是使駕駛員可更好地綜合利用拖拉機(jī)的功能，使其在要求負(fù)荷工況下具有極大的適應(yīng)性。

JohnDeere公司2022年向市場(chǎng)推出5015F和5015V型果園和葡萄園新系列拖拉機(jī)，這2個(gè)系列產(chǎn)品的特點(diǎn)是具有極大的舒適性和可操縱性，共有13種機(jī)型供用戶選用，功率范圍在43．38—66．91kW（59—91馬力）之間，傳動(dòng)系有5種結(jié)構(gòu)型式供用戶選擇。其中，24／12檔變速箱裝有液壓逆向器和電液操縱的Hi—Lo變速箱；24／24個(gè)檔變速箱除上述結(jié)構(gòu)外，還裝有爬行檔機(jī)構(gòu)，行駛速度最低可達(dá)0．5km／h，而其最高行駛速度為40km／h。

MF公司在近2年來(lái)間續(xù)向市場(chǎng)推出3400系列的果園型和葡萄園型拖拉機(jī)產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品主要有4類：葡萄園（V）、專用型（S）、果園型（F）和低矮型（GE，包括GEV超低矮型變型）。這4類產(chǎn)品共有14種機(jī)型，寬度最小的僅為1m。全部3400系列各類產(chǎn)品的機(jī)型裝用的傳動(dòng)系分別采納具有4個(gè)傳動(dòng)比或5個(gè)傳動(dòng)比的變速箱，每種變速箱均有2個(gè)或3個(gè)速度區(qū)段，其Powershift。型變速箱有3個(gè)檔次為負(fù)載換擋，變速箱行駛速度范圍在0．153—40．000km／h之間。全部變速箱均裝有1個(gè)分別式機(jī)械逆向器，擋次換向操縱采納一個(gè)手柄，快速簡(jiǎn)便。

大部分專用型拖拉機(jī)具有前置動(dòng)力輸出軸，可以裝前置機(jī)具進(jìn)行作業(yè)。如芬特公司生產(chǎn)的這類拖拉機(jī)均裝有前置和后置動(dòng)力輸出軸，通過(guò)一個(gè)雙作用離合器在負(fù)載工況下進(jìn)行結(jié)合和分別。另外，有些草坪用專用型拖拉機(jī)還裝有腹置式動(dòng)力輸出軸，其轉(zhuǎn)速一般為2000r／min，用以驅(qū)動(dòng)腹置機(jī)具進(jìn)行作業(yè)，即掛接盤(pán)式剪草機(jī)進(jìn)行草坪剪草作業(yè)，這類拖拉機(jī)一般通稱草坪拖拉機(jī)。

近年來(lái)，專用型拖拉機(jī)的前橋結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)展主要體現(xiàn)在牢靠性和有用性。例如，哥爾多尼公司的Star3000系列拖拉機(jī)上則采納一個(gè)完全防泥水的措施，特殊值得一提的是該系列拖拉機(jī)的離地間隙較大，其整機(jī)外型結(jié)構(gòu)尺寸均小于同類產(chǎn)品。

沙姆公司的Solaris系列拖拉機(jī)采納一個(gè)結(jié)構(gòu)極具有特點(diǎn)的前橋，以滿意某些壟溝作業(yè)和在某些作物下通過(guò)性的要求。由于前橋?yàn)殂q接式結(jié)構(gòu)，前輪轉(zhuǎn)向角大大增加（一般為50°，有的甚至高達(dá)55°），從而大大提高了前橋的操縱性。對(duì)于某些四輪驅(qū)動(dòng)專用型拖拉機(jī)仍有某些局限，由于前驅(qū)動(dòng)輪輪轍可能損壞農(nóng)作物。

芬特公司在其專用型拖拉機(jī)前橋上，通常是大功率機(jī)型上裝有一個(gè)自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)（即通過(guò)傳感器作用），當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向角超過(guò)30°—35°時(shí)，前驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)力自動(dòng)分別，前輪轉(zhuǎn)向角小于30°—35°時(shí)，自動(dòng)結(jié)合前驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)力。對(duì)于在前驅(qū)動(dòng)橋上裝用這種機(jī)構(gòu)后，拖拉機(jī)可以連續(xù)性獲得最大附著力。在2022年，芬特公司對(duì)其專用型拖拉機(jī)200V和200F系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作了較大改進(jìn)，主要是全部機(jī)型均裝用了彈性懸架前橋。這是首次在葡萄園和果園型拖拉機(jī)上裝用這種彈性懸架前橋，裝用這種彈性懸架前橋后不轉(zhuǎn)變拖拉機(jī)原有的技術(shù)特性，極大地提高了駕駛操縱的舒適性。

目前，國(guó)外專用型拖拉機(jī)采納前輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)結(jié)合已很普及，可以提高四輪驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)效率，最大行駛速度普遍可以達(dá)到40km／h，例如在哥爾多尼公司的Quasar70型和Star75型拖拉機(jī)上，則裝配了一種叫做IST（牽引瞬時(shí)結(jié)合）結(jié)合系統(tǒng)；在芬特公司的V系列（以及P系列）拖拉機(jī)上把一個(gè)盤(pán)式傳力器與萬(wàn)向節(jié)裝在一起，把動(dòng)力傳給前驅(qū)動(dòng)軸；紐荷蘭公司則把這種技術(shù)應(yīng)用在其30km／h的一些變型拖拉機(jī)上。當(dāng)然，在一些小功率拖拉機(jī)上并沒(méi)有采納這種結(jié)構(gòu)，采納這種結(jié)構(gòu)的大多為四輪驅(qū)動(dòng)型，且行駛速度大部分為40km／h。蘭地尼公司和福格森公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)則采納通過(guò)傳動(dòng)軸把動(dòng)力傳給前輪，即所謂的IBF（全制動(dòng)）系統(tǒng)，為靜液壓操縱。

當(dāng)前，國(guó)外草坪園藝拖拉機(jī)大都采納液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同之點(diǎn)在于有3個(gè)速度區(qū)段，在每個(gè)速度區(qū)段范圍內(nèi)，最小和最大速度之間均可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，顯示出最佳的操縱性能，尤其是在地面空間較窄或地塊外形不規(guī)章條件下進(jìn)行作業(yè)更為明顯，即把發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到最大轉(zhuǎn)速，任意選擇所需要的速度區(qū)段和速度，操作極為簡(jiǎn)潔。在沙姆—道依茲公司生產(chǎn)的各專用型液壓傳動(dòng)拖拉機(jī)上，裝用的液壓泵流量高達(dá)79L／min。

液壓泵輸出流量的一半供應(yīng)給液壓傳動(dòng)，流量的另一半則供應(yīng)給各種操作機(jī)構(gòu)，使用極為簡(jiǎn)便，因此取代機(jī)械傳動(dòng)的各類機(jī)構(gòu)供油的簡(jiǎn)單性（如傳動(dòng)軸、接頭、齒輪等）。其液壓馬達(dá)為定量馬達(dá)，并通過(guò)液壓管路與液壓泵和一個(gè)或幾個(gè)掌握閥連接。這樣一來(lái)，就增加了液壓傳動(dòng)的使用功能，使很多專用型拖拉機(jī)的使用功能相應(yīng)得到增加。依據(jù)這一要求，國(guó)外不少拖拉機(jī)公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)就裝用2個(gè)液壓泵（有的公司裝用3個(gè)液壓泵）以滿意其液壓需求。芬特公司生產(chǎn)的拖拉機(jī)上裝用2個(gè)并聯(lián)液壓泵，采納2條獨(dú)立油路：一條油路向拖拉機(jī)提升器安排器和4個(gè)幫助安排器供油，該液壓泵流量為41L／min；另一條油路向液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和帶有流量調(diào)整器的安排器供油，油泵流量為28L／min。為了改善其液壓油的安排，在其轉(zhuǎn)向器上裝有一個(gè)“Load-Sensing”負(fù)載傳感閥，將液壓油優(yōu)先供應(yīng)負(fù)載油路，從而使液壓油得到有效利用。在蘭地尼公司和福格森公司的果園拖拉機(jī)上，依據(jù)作業(yè)要求，裝有一個(gè)雙聯(lián)液壓泵（其流量為2838L／min），其中一個(gè)油泵負(fù)責(zé)向液壓提升器和幫助液壓安排器供油，另一個(gè)液壓泵則負(fù)責(zé)向裝在駕駛室前面的安排器供油，從而滿意拖拉機(jī)前置機(jī)具和腹置機(jī)具的液壓機(jī)構(gòu)作業(yè)所需要的油量。

調(diào)整液壓泵流量的大小，既簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，又能對(duì)進(jìn)入安排器的流量進(jìn)行掌握。紐荷蘭公司生產(chǎn)的拖拉機(jī)上采納一個(gè)液壓流量掌握閥，通過(guò)該閥把液壓油部分地（從8—40L／min）安排給拖拉機(jī)前置液壓安排器和后置液壓安排器，液壓油從小到大有3個(gè)區(qū)段。

3．液壓系統(tǒng)

對(duì)于液壓系統(tǒng)的主要部件一一液壓提升器，各公司在設(shè)計(jì)拖拉機(jī)時(shí)就予以極大的重視，即將傳統(tǒng)拖拉機(jī)液壓提升器的全部特性都用在了專用型拖拉機(jī)上。大多數(shù)產(chǎn)品的后置液壓提升器均使用了力調(diào)整傳感元件（機(jī)械式或電子式），布置在上懸掛點(diǎn)上，不足之處是只能測(cè)量一個(gè)牽引部件。紐荷蘭公司則在其下拉桿上裝一個(gè)彎桿彈簧，依據(jù)其變形量來(lái)測(cè)定其牽引力大小，變形量再通過(guò)一個(gè)反饋直拉桿傳遞給液壓主掌握閥，使其彎桿彈簧恢復(fù)到原來(lái)工況。

在一些種植特別作物的地面上作業(yè)時(shí)，專用型拖拉機(jī)的提升器也必需具有使用上的特點(diǎn)，因此，國(guó)外各公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)所裝用的液壓提升機(jī)構(gòu)，均可以在駕駛室直接進(jìn)行連續(xù)性調(diào)整提升機(jī)構(gòu)的斜度以及側(cè)移，好處是可使駕駛員在不規(guī)章地面上操作而且操作便利，在行駛工況下也可以進(jìn)行提升作業(yè)。芬特公司則在其液壓提升機(jī)構(gòu)上裝有2個(gè)如拉桿式圓柱型液壓油缸，用以操縱提升機(jī)構(gòu)側(cè)向位移，自由搖擺，以便于掛接某些牽引機(jī)具進(jìn)行作業(yè)。而在沙姆—道依茲和蘭地尼公司的拖拉機(jī)上則只裝1個(gè)液壓拉桿，這是另一種結(jié)構(gòu)形式，其提升機(jī)械垂直方向搖擺距離為±100mm，水平方向調(diào)整是裝用2個(gè)液壓穩(wěn)定器，并通過(guò)駕駛室的1個(gè)按鈕操縱2個(gè)電控液壓閥進(jìn)行調(diào)整。

為了提高專用型拖拉機(jī)液壓功率的使用，不少公司除增加液壓泵的功率外，還采納設(shè)置多個(gè)油泵的方法。如Landini公司在2022年向市場(chǎng)推出其RexF系列拖拉機(jī)上，采納三泵液壓系統(tǒng)，所3個(gè)液壓泵為并聯(lián)式安裝：1個(gè)泵流量為30L／min，用于轉(zhuǎn)向液壓；1個(gè)泵流量為30L／min，用于后置安排器的提升機(jī)構(gòu)；1個(gè)泵流量為40L／min，用于前置液壓提升機(jī)構(gòu)。為了使拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)更加完備，該公司把前置液壓安排器進(jìn)行組合裝配，即將1個(gè)分流器，3個(gè)安排器和1個(gè)液壓馬達(dá)，1個(gè)操縱Joystick掌握器的浮動(dòng)安排器和1個(gè)按鈕操縱的電液安排器進(jìn)行組合裝配，這樣，該系統(tǒng)就可以保證最大液壓功率的使用，提高液壓功率作業(yè)效率。C1aas公司在Nectis系列葡萄園和果園型拖拉所裝液壓提升器的最大提升力分別為：NectisVE型為2910kg、NectisVL型和NectisF型為3140kg。拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)可以依據(jù)需要選裝單泵、雙泵和三泵，液壓流量分別為：?jiǎn)伪脼?6L／min、雙泵為27L／min48L／min、三泵為36L／min48L／min27L／min。裝有4個(gè)液壓輸出幫助安排器，用以機(jī)具的操控。由于前軸轉(zhuǎn)向角可達(dá)55°，拖拉機(jī)前軸和底盤(pán)架均具有較高可操縱性。

自上世紀(jì)90年月中后期以來(lái)，國(guó)外各拖拉機(jī)公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)大部分機(jī)型均裝有前置動(dòng)力輸出軸和前置液壓提升器，以掛接相應(yīng)的機(jī)具進(jìn)行各類復(fù)式作業(yè)。在這種狀況下，尤其需要留意的是前置機(jī)構(gòu)的離地間隙，以及農(nóng)藥和肥料施散作業(yè)的最大精確度等。為此，國(guó)外大部分公司均在其拖拉機(jī)上采納一種特地系統(tǒng)，首先將來(lái)自固定在下拉桿上的電子傳感器的電子信號(hào)輸入電子信息處理器中，進(jìn)行連續(xù)分析對(duì)比，確定出操作位置，一旦消失誤差，則通過(guò)電控閥掌握液壓油缸來(lái)確定提升器位置。每種外部因素均可再次影響油缸的工作性能，因此，可通過(guò)一個(gè)負(fù)載感應(yīng)閥，使其液壓能量利用率達(dá)到最佳化。在整個(gè)油路系統(tǒng)中，均有一個(gè)提升臂速度下降掌握系統(tǒng)和一個(gè)防振閥，以限制（作業(yè)時(shí)由于顛簸而引起的）壓力脈沖

4．駕駛室

近年來(lái)，國(guó)外大部分公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)均裝有駕駛室。由于其空間縮減至最小限度，迫使各公司想盡各種方法，以合理裝置各種操縱機(jī)構(gòu)。

座椅是駕駛室的一個(gè)主要部件，各公司均裝用舒適型座椅。如迪爾公司在其5020系列拖拉機(jī)上裝用了一種空氣懸浮式座椅。大部分公司均把很多操縱機(jī)構(gòu)裝在方向盤(pán)上，變速手柄裝在座椅側(cè)面，這給駕駛操作以及上下拖拉機(jī)帶來(lái)極大的便利。C1aas公司在Nectis系列葡萄園和果園型拖拉所裝駕駛室有2種結(jié)構(gòu)：1種裝用于VE型，1種裝用于VL／F型拖拉機(jī)，其共同點(diǎn)是駕駛座椅均為彈性懸架式安裝，裝有空調(diào)設(shè)備，駕駛室減振器，整個(gè)駕駛室視野度為360°，駕駛室內(nèi)噪聲級(jí)為86dB（A）。

不少專用型拖拉機(jī)還裝用數(shù)字型儀表盤(pán)，以顯示出前進(jìn)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、后置動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速，以及前置和腹置動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速。

許多專用型拖拉機(jī)駕駛室還裝用空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備，駕駛室內(nèi)噪聲均有所降低和駕駛振動(dòng)大大削減；不少機(jī)型還裝有空氣濾清器。

在降低噪聲和削減振動(dòng)方面實(shí)行的主要措施是削減對(duì)駕駛室內(nèi)帶來(lái)噪聲的噪聲源（發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系噪聲），如有的公司把發(fā)動(dòng)機(jī)全封閉包裹起來(lái)，有的駕駛室裝用一種凸型玻璃，以削減噪聲波的有害影響。大部分機(jī)型駕駛室均裝在隔音塊上，從而減弱來(lái)自傳動(dòng)系的振動(dòng)影響，有的專用型拖拉機(jī)的載貨平臺(tái)采納懸浮式安裝也起著肯定減振作用。當(dāng)前，大部分公司生產(chǎn)的專用型拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)噪聲均在85dB（A）左右，各