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１ 拖拉機(jī)產(chǎn)品特點

拖拉機(jī)是一種動力機(jī)械或動力源，用于牽引和驅(qū)動各種配套機(jī)具，完成農(nóng)業(yè)田間作業(yè)、各種土石方工程作業(yè)、運輸作業(yè)和固定作業(yè)。拖拉機(jī)一般由發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓懸掛系統(tǒng)、動力輸出系統(tǒng)、電器儀表、駕駛室及操縱系統(tǒng)組成。按功能和用途可分為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和特殊用途等拖拉機(jī)；按結(jié)構(gòu)類型可分為履帶式、輪式、船形拖拉機(jī)（機(jī)耕船） 和自走底盤等。拖拉機(jī)必須和各種作業(yè)機(jī)具組成拖拉機(jī)機(jī)組（或簡稱機(jī)組） 才能完成各種作業(yè)。機(jī)組所完成的作業(yè)種類極為繁多，涵蓋與農(nóng)藝相關(guān)的方方面面。廣泛的應(yīng)用決定了拖拉機(jī)具有如下顯著特點：

１）適配性廣。

通過與農(nóng)機(jī)具的連接裝置，能以多種形式將拖拉機(jī)動力傳遞給農(nóng)具。拖拉機(jī)輸出動力主要分為兩種形式：一種是以獨立或同步式的旋轉(zhuǎn)軸頭，將發(fā)動機(jī)的動力輸出給農(nóng)具，一般拖拉機(jī)都配備多種轉(zhuǎn)速的動力輸出（Power Take off，PTO），通過 PTO 軸頭將拖拉機(jī)動力傳遞給機(jī)具；另一種是通過拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)、傳動系、行走系，帶動農(nóng)具隨拖拉機(jī)一起移動，完成牽引力的輸出。

２）變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，擋位多。

拖拉機(jī)為了與各種農(nóng)具配套完成多種多樣的作業(yè)，變速箱一般都設(shè)計了多個擋位，一般中、大型拖拉機(jī)都具有 10 個以上的擋位。通過相應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)，駕駛員完 成擋位的選擇操作， 配合農(nóng)具完成作業(yè)。

３）配置多，選裝豐富。

拖拉機(jī)完成一般農(nóng)田作業(yè)，地域跨度大，需要具有多種多樣的配置來適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境。如：水田地區(qū)作業(yè)需要選配花紋輪胎，熱帶地區(qū)需要選配帶空調(diào)的駕駛室，運輸作業(yè)需要選裝氣制動系統(tǒng)，旱田作業(yè)為了減小接地比壓需要選裝雙輪胎等。

拖拉機(jī)具有的上述顯著特點，決定了拖拉機(jī)是結(jié)構(gòu)緊湊、復(fù)雜、配置多、功能多的復(fù)雜機(jī)械。

２ 國外拖拉機(jī)的發(fā)展趨勢

拖拉機(jī)起源于歐、美，至今已經(jīng)走過了百余年的發(fā)展歷史。發(fā)動機(jī)走過了蒸汽機(jī)、汽油機(jī)到柴油機(jī)的發(fā)展歷程，由最初的單缸到雙缸再到多缸；變速箱由最開始配套蒸汽機(jī)的１擋無倒擋、配套內(nèi)燃機(jī)的2、3 擋帶倒擋到如今的多達(dá)數(shù)十個擋位及無級變速，換擋方式也由滑動齒輪換擋、嚙合套換擋、同步器換擋到動力換擋、無級變速；駕乘系統(tǒng)也隨著整機(jī)的進(jìn)步而快速發(fā)展，由最初的簡易座椅無駕駛室，到現(xiàn)在的正壓全密封舒適型機(jī)電液、智能高度整合的現(xiàn)代化駕乘系統(tǒng)。近年來，隨著智能控制技術(shù)、全球定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)及信息傳遞技術(shù)的蓬勃發(fā)展，深刻地改造了傳統(tǒng)的拖拉機(jī)，使之向更高效、更舒適、更智能方向發(fā)展。

１）拖拉機(jī)的自動化、智能化蓬勃發(fā)展。

近年來，以芬特、約翰迪爾、凱斯紐荷蘭等為代表的拖拉機(jī)先進(jìn)企業(yè)，大量應(yīng)用自動化、智能化、信息化技術(shù)升級拖拉機(jī)。在無級變速傳動方面，機(jī)械液壓雙功率流無級變速的應(yīng)用更加廣泛，幾乎所有的歐美拖拉機(jī)企業(yè)均可提供無級變速產(chǎn)品。如約翰迪爾公司的6R、7R及8R系列，均可選裝Autopowr IVT無級變速，功率覆蓋81～272kW；凱斯萬國公司全系列大功率產(chǎn)品可提供無級變速配置，功率覆蓋74 ～397kW。動力換擋經(jīng)過50余年的發(fā)展，依托電子控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，依舊保持活力，開始取消區(qū)段換擋桿，向自動切換發(fā)展，在公路上取得與無級變速一樣的駕乘感受。如約翰迪爾公司推出e23全動力換擋變速箱（154 ～294kW）后，又開發(fā)了Command 8 變速箱，8 速動力換擋，３個電控同步換段，在全部 24個擋之間進(jìn)行自動切換，應(yīng)用在5R 系列上（66 ～92kW）。雙離合器技術(shù)應(yīng)用增多，使換擋更快速、順暢，動力輸出不間斷，逐漸開始在拖拉機(jī)上應(yīng)用。如約翰迪爾在其 6R系列拖拉機(jī)（110 ～154kW）上推出了 Direct Drive雙離合器變速箱，8個同步擋位采用雙離合器控制，同步擋位及3個區(qū)段擋采用電磁鐵控制切換，可實現(xiàn)24 個前進(jìn)擋，最高速度50km／h，見圖1。拖拉機(jī)在傳動系動力換擋／無級變速技術(shù)、靜液壓驅(qū)動技術(shù)、雙離合技術(shù)的應(yīng)用下實現(xiàn)了不間斷動力換擋、自動換擋，既提高了工作效率和質(zhì)量，還大幅降低了操縱工作強(qiáng)度。

２）拖拉機(jī)的操縱輕便性、安全性和駕駛環(huán)境舒

適性越來越受到重視。

設(shè)計制造密封、靜音良好的駕駛室和各種顯示清楚、明了的儀表不僅可改善駕駛員的駕乘工作條件，保證作業(yè)安全，還可提高勞動生產(chǎn)率和工作質(zhì)量。四柱駕駛室的廣泛應(yīng)用，保證了駕駛員有更好的視野；駕駛室內(nèi)部的布置精益求精，從地板、座椅、內(nèi)飾到各種桿件、按鍵、顯示器的布置，色彩搭配無不考慮駕駛員操作的舒適性與方便性；換擋及液壓操縱等采用電控技術(shù)，扶手操縱及右側(cè)操縱臺的應(yīng)用，將諸多操縱功能集成，降低操縱力；前橋懸架、駕駛室懸架及空氣懸架座椅的應(yīng)用，進(jìn)一步降低振動；駕駛室密封良好，耳旁噪聲顯著降低，最低已經(jīng)達(dá)到69db；采用自動調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)及精心設(shè)計的出風(fēng)口，提高舒適感；集成諸多功能的大尺寸（12寸以上）觸摸顯示屏，能夠幫助駕駛員操作，提高工作效率。各主流拖拉機(jī)廠商的駕駛室見圖2。

３）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)迅速應(yīng)用到拖拉機(jī)上。

世界領(lǐng)先的拖拉機(jī)制造商都推出了各自的智慧農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的解決方案，如凱斯萬國的AFS系統(tǒng)和紐荷蘭的PLM系統(tǒng)、約翰迪爾的AMS 系統(tǒng)、克拉斯的EASY系統(tǒng)及AGCO 的FUSE 系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)一般都包括農(nóng)業(yè)導(dǎo)航與顯示技術(shù)系統(tǒng)（Guidance and Displays）、農(nóng)業(yè)作業(yè)管理術(shù)系統(tǒng)（CropManagement）和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信管理技術(shù)系統(tǒng)（Data Management） 等，實現(xiàn)GPS 精準(zhǔn)定位、自動轉(zhuǎn)向、ISOBUS、遠(yuǎn)程監(jiān)控、土壤和環(huán)境監(jiān)測、病蟲害分析、土壤養(yǎng)分分析、作物情況分析等功能。這些情況表明，全球農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)從重點關(guān)注操作者、執(zhí)行設(shè)備等方面，轉(zhuǎn)換為如何實現(xiàn)信息共享、如何精準(zhǔn)施肥灌溉、如何因地制宜精準(zhǔn)作業(yè)、如何在整個作物生長周期內(nèi)都能采取最佳的方法控制作物生長等智慧農(nóng)業(yè)方向。見圖3。

３ 國內(nèi)拖拉機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

通過對國內(nèi)拖拉機(jī)的生產(chǎn)和使用情況分析，總結(jié)出國內(nèi)拖拉機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)為如下趨勢：

１）作業(yè)模式向單一專業(yè)化模式轉(zhuǎn)變。

以歐美為代表的拖拉機(jī)典型應(yīng)用場景是拖拉機(jī)具有全功能，以牽引力作業(yè)為主，以動力輸出（PTO）作業(yè)、液壓輸出作業(yè)等為輔。國內(nèi)受農(nóng)藝限制及以代耕、租賃為主的作業(yè)形式，產(chǎn)生了以單一專業(yè)化作業(yè)為主，兼顧其他應(yīng)用的模式。換而言之，就是用戶購買拖拉機(jī)之后就是以一種單一的作業(yè)方式進(jìn)行應(yīng)用，其他功能很少使用，或基本不用。因此，如何根據(jù)國內(nèi)應(yīng)用以單一作業(yè)模式為主的特點開發(fā)單項作業(yè)高效率產(chǎn)品，而不是兼顧全方面功能的產(chǎn)品是國內(nèi)拖拉機(jī)制造企業(yè)面臨的新課題。

２）國家購機(jī)補(bǔ)貼影響深遠(yuǎn)。

國家購機(jī)補(bǔ)貼的趨勢導(dǎo)向作用，促使拖拉機(jī)向大功率、四輪驅(qū)動方向發(fā)展，但受限于單一作業(yè)模式（如旋耕）、作業(yè)幅寬及負(fù)荷不變但追求高的作業(yè)速度要求，而對影響整機(jī)牽引力的使用質(zhì)量并未受到重點關(guān)注。因補(bǔ)貼詳細(xì)實施細(xì)則各省年度均會有或多或少的變化，為此要求產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)周期應(yīng)盡可能快地跟上市場的變化和發(fā)展，以一年內(nèi)完成較為適宜。近年國內(nèi)拖拉機(jī)市場經(jīng)過充分競爭后，糧食價格走低，農(nóng)民收入降低，再加上補(bǔ)貼的引導(dǎo)作用，就要求生產(chǎn)廠家從模塊化的角度對一個功率段進(jìn)行具體細(xì)化，由一般用途全功能拖拉機(jī)向以突出主要作業(yè)為主、次要作業(yè)為輔的強(qiáng)化“單一”應(yīng)用的拖拉機(jī)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，以最快速度開發(fā)出來，適應(yīng)用戶對產(chǎn)品的需求，從而切準(zhǔn)用戶需求，提高產(chǎn)品性價比。

國內(nèi)很多二三線企業(yè)充分利用社會化資源進(jìn)行簡單的組合，或者簡單的功率升級，結(jié)合國家對大功率拖拉機(jī)的補(bǔ)貼，以中、大功率拖拉機(jī)為契機(jī)實現(xiàn)了快速進(jìn)入拖拉機(jī)行業(yè)。

３）平均功率不斷增大。

為了提高單機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率，形成集約化作業(yè)優(yōu)勢，平均功率逐年增大。北美和東歐地區(qū)因地塊大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，大型農(nóng)機(jī)具更適用，大功率拖拉機(jī)成為必需。在一般發(fā)展中國家仍以中小功率拖拉機(jī)為主，但其平均功率也在不斷增大。尤其是近年來，我國拖拉機(jī)在購置補(bǔ)貼的持續(xù)拉動下，主銷的大功率拖拉機(jī)功率由 88kW迅速增大到147kW以上，但該部分拖拉機(jī)主要以輕負(fù)荷的PTO作業(yè)為主。

４）輪式拖拉機(jī)占據(jù)主流，履帶變型以南方水田專用輕型自走式旋耕機(jī)為主。

在美國、意大利和中國，雖在部分使用履帶拖拉機(jī)，但所占比重也在不斷下降，約在拖拉機(jī)總量的20%以下。隨著拖拉機(jī)功率的增大，四輪驅(qū)動拖拉機(jī)得到快速的普及。我國近年來大力推進(jìn)深松、深翻，并給予作業(yè)補(bǔ)貼，這些因素更促進(jìn)了大功率四輪驅(qū)動拖拉機(jī)的發(fā)展。履帶式拖拉機(jī)在國內(nèi)占比逐年下降，主要以湖南等南方水田作業(yè)的自走式履帶旋耕機(jī)為主，原因是履帶底盤提高了拖拉機(jī)在水田中的牽引附著性能和通過能力。

４ 對近年來國家拖拉機(jī)行業(yè)相關(guān)政策解讀

１）引入“ Ｋ”值的探索。

目前國內(nèi)為抑制“ 大馬拉小車”的行業(yè)不良發(fā)展趨勢，內(nèi)蒙、安徽、甘肅等省陸續(xù)在公布補(bǔ)貼目錄時同步增加了“ K”值要求。 引進(jìn)“ K”值的目的是為了約束拖拉機(jī)主機(jī)的功率大、使用質(zhì)量小的問題，在一定程度上可以限制“ 大馬拉小車”。但是從推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步角度，在發(fā)動機(jī)功率一定的條件下，通過優(yōu)化設(shè)計、提高零部件強(qiáng)度等措施，使拖拉機(jī)主機(jī)的最小使用質(zhì)量或結(jié)構(gòu)質(zhì)量變小，通過增加配重來保證使用質(zhì)量，是技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)。因此，完全靠限制“ Ｋ”值終究解決不了“大馬拉小車”的問題。為此，相關(guān)省對于不滿足K值要求的主機(jī)，多采取了降檔補(bǔ)貼的措施進(jìn)行限制，而沒有“ 一刀切” 地不予補(bǔ)貼。表1為目前增加 K 值要求的各省要求情況，截止2020年，全國共計11個?。ê邶埥胤胶娃r(nóng)墾要求不同）公布了對K 值的要求，其中有 6 個省采用了最小使用質(zhì)量與馬力比值的計算方法，其余5 個省采用了最小使用質(zhì)量與千瓦比值的計算方法。二者換算關(guān)系為1 kg／hp ＝0.735kg／kW

表1 截止2020年對K值有要求的省市

省份	K值要求（kg/hp）	對應(yīng)補(bǔ)貼政策
內(nèi)蒙	140-159馬力K≥28 160-179馬力K≥28 180-199馬力K≥30 200及以上馬力單胎≥28，雙胎K≥30	K<28 -6700 K<28 -8100 K<30 -9100 單胎<28，雙胎K<30 -21600
安徽	80-119馬力 K≥35.0kg/kW 120及以上馬力K≥37.0kg/kW
甘肅	K≥27.5	K<27.5 90-99馬力 -1700 100-119馬力 -1100 120-139馬力 -2400 140-159馬力 -3400 160馬力 -4100
寧夏	80-119馬力K≥35kg/kw 120馬力及以上產(chǎn)品K≥37kg/kw
云南	80-119馬力段產(chǎn)品K≥35kg/kw 120馬力及以上產(chǎn)品K≥37kg/kw
黑龍江地方	60-180馬力 K≥28 180馬力及以上單胎K≥28、雙胎K≥30
黑龍江農(nóng)墾	100馬力及以上K≥30
新疆	50馬力及以上四驅(qū)K≥28	K<28 降一檔補(bǔ)貼
重慶	80-119馬力K≥35kg/kw 120馬力及以上產(chǎn)品K≥37kg/kw
遼寧	180馬力及以上四驅(qū)單胎K≥28，雙胎K≥30
四川	70-99馬力K≥37kg/kw 100馬力及以上產(chǎn)品K≥35kg/kw
北京	70-179馬力K≥28 180馬力及以上單胎K≥28，雙胎K≥30

２）拖拉機(jī)能效等級的穩(wěn)步推進(jìn)。

2019 年８月1日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第196 號》、《農(nóng)機(jī)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》等123項農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，批準(zhǔn)發(fā)布為中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自 2019年11月1日起實施。其中包括 NY／T2017－2019《輪式拖拉機(jī)能效等級評價》，標(biāo)準(zhǔn)通過量化拖拉機(jī)的能效，即單位燃油消耗量所能輸出的功，同時通過量化在特定工況下實測能效與該工況能效限制的比值，即能效比，來評定拖拉機(jī)的能效等級，實現(xiàn)對拖拉機(jī)綜合效能的評價，進(jìn)而為實現(xiàn)對于類似“大馬拉小車”等現(xiàn)象的量化評價提供了評價途徑。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，拖拉機(jī)的能效等級共分為4級，其中1級能效最高（能效比最大），4級能效最低（能效比最小）。通過對拖拉機(jī)主機(jī)主要作業(yè)工況的能效進(jìn)行限制、評級，可以量化地對整機(jī)的作業(yè)效率和油耗進(jìn)行綜合評定。后續(xù)如配合對不同能效比的產(chǎn)品進(jìn)行差異化的補(bǔ)貼，對于行業(yè)提升產(chǎn)品品質(zhì)、抑制“大馬拉小車”現(xiàn)象更具有可操作性和更科學(xué)的量化指標(biāo)。如表2、表3所示。

表2 能效限值

功率代號 （馬力）	能效項目
	動力輸出軸標(biāo)定工況能效限值Ndbx(kW·h /kg)	動力輸出軸加權(quán)能效限值Ndwx(kW·h /kg)	牽引能效限值Nqx(kW·h /kg)
功率代號＜30	3.39	3.01	2.82
30≤功率代號＜50	3.45	3.09	2.86
50≤功率代號＜100	3.45	3.16	2.94
100≤功率代號＜200	3.51	3.24	2.82
200≤功率代號＜300	3.53	3.33	2.82
功率代號≥300	3.57	3.39	2.9

表3 能效等級及對應(yīng)的能效比限值

Table 3 Energy efficiency grades and corresponding energy efficiency ratio limits

能效比項目	能效等級
	1	2	3	4
動力輸出軸標(biāo)定工況能效比ηdb	≥1.15	1.10≤ηdb＜1.15	1.05≤ηdb＜1.10	1.00≤ηdb＜1.05
動力輸出軸加權(quán)能效比ηdW	≥1.15	1.10≤ηdw＜1.15	1.05≤ηdw＜1.10	1.00≤ηdw＜1.05
牽引能效比ηq	≥1.20	1.15≤ηq＜1.20	1.08≤ηq＜1.15	1.00≤ηq＜1.08
注：能效比值與能效比限值采用全數(shù)值比較法進(jìn)行判定。

（未完待續(xù)）

（轉(zhuǎn)自：拖拉機(jī)與農(nóng)用運輸車雜志）

可查看各省市2021年最新農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼一覽表

完

來源：拖拉機(jī)與農(nóng)用運輸車雜志，版權(quán)屬于原作者。

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