《制造技术及发展》课程论文

河南农业大学

《制造技术及发展》课程论文

论文题目：拖拉机技术发展历史、现状及趋势

姓名：路立博

学号：1119106110

专业班级：设施农业科学与工程11-4班

学院：园艺学院

课程主讲老师：丁攀

拖拉机技术发展历史、现状及趋势

路立博

(河南农业大学，郑州市 450000)

摘要：本文描述了中国拖拉机的发展历史、现状及其未来发展。重点介绍了国内外拖拉机作业机组智能化技术的应用水平和研究现状以及拖拉机作业机组智能化技术的发展趋势。

关键词：农业机械化拖拉机现状发展趋势拖拉机作业机组智能控制

1、引言

农业是国民经济的基础,这是不以人们意志为转移的客观经济规律。农业生产力发展的水平和农业劳动生产率的高低,决定了农业为其他部门提供剩余产品和劳动力的数量,进而制约着这些部门的发展规模和速度。只有农业发展了,国民经济其他部门才能得以进一步的发展。[1]而农业机械化是农业现代化的中心环节,以拖拉机等为代表的大小型农业器械凝聚着现代科学技术的最新成果,并配合农业生物等农业技术,成为发挥增产作用的基本手段和提高劳动生产率、减轻繁重体力劳动的必要条件和根本途径,从而带来生产力的质的飞跃。2、拖拉机的发展历史和现状

2．1拖拉机的发展历史

1949年,全国农业机械化装备总动力只有8101万千瓦,农用拖拉机只有117台，一些大型农业机械如联合收割机、农用载重汽车基本上是空白。经过半个多世纪的发展,农业机械拥有量增长了上千倍,有的品种甚至数万倍[1]。截至2003年底,全国农业机械总动力达到6亿kW以上,农机原值达3362亿美元[2]。农用拖拉机保有量达1494万台,拖拉机配套农机具2292万部[1]。

我国农业机械化过程体现了与中国农村社会经济、文化背景相适应的

有别于经济发达国家农业机械化的特点，这就是农业机械化水平的不平衡性。由于我国地理条件与气候条件的差异，存在着土地相对稀缺与农村劳动力过剩，且农村人均投入水平较低、存在着地域间的差别等因素决定了中国农业机械化的过程在全国不同区域、不同生产条件、不同经济发展水平等条件下，将体现出不同区域的发展特点。我国一些经济较发达区域，农业生产水平较高，农民收入增长较快，农民对农业机械的购买数量较多，农业机械化发展速度相对较快；而相对于我国经济欠发达的地区来说，农业机械化的发展速度慢，农机拥有量少，农业生产水平低，农民收入增长缓慢。据统计资料显示，我国东部地区耕地占全国耕地总面积的32.1%，而农机动力拥有量占全国农机总动力的50.2%；西部地区耕地占23.7%，农机动力却只有15.3%，相对动力拥有量为2.4:1[3]。

经过大型机械进驻农业以后，特别是大中小型农用拖拉机的应用，农田作业机械化水平显著提高,机械耕地、播种、收获水平分别达到46.8 %、26.7 %、19%；2004年小麦机收比1995年提高了47%[2]。

2．2拖拉机的发展现状

目前，我国农用拖拉机一般分为小型拖拉机，中型拖拉机和大型拖拉机三种。通常将功率小于18.4kW的拖拉机称为小型拖拉机，主要包括带传动小四轮拖拉机与手扶拖拉机。这2类产品属于低技术水平、量大面广的普及型产品，多年来产品技术发展不快，同质化程度高。其技术特征是采用单缸卧式柴油机装在一个机架上，由V型带把功力传到离合器，然后输入横置式变速箱。通常中型拖拉机是指18.4-51.5kW的拖拉机。主要包括原有中拖的基本型和扩展系列产品，全新开发的中型拖拉机系列产品和小四轮拖拉机功率向上延伸形成的中小功率系列产品。通常大型拖拉机是指5 1.5kW以上的拖拉机。目前在大拖领域，主要有福田重工、迪尔天拖、中国一拖、上海纽荷兰和清江-拖等几家骨干企业，但是还没有任何一家形成产品市场的绝对垄断。

3、拖拉机的未来发展

随着农业机械化的发展，农业机械化领域不断拓展，农机作业向市场化、社会化服务发展，拖拉机向着作业机组智能化发展。拖拉机在农业机械化中占有重要位置，在以后的发展中将朝着更加普及化、更加智能化方向发

展。其中拖拉机作业机组智能化占有最重要地位。

3．1国内外智能化技术在拖拉机作业机组上的应用

拖拉机作业机组的智能化研究开始于拖拉机机电一体化控制技术的研究和应用。1978 年德国奔驰公司率先在其生产的农用拖拉机上成功使用了电液控制的三点悬挂装置[4]，此后着电子技术、传感器技术、微机控制技术和信息决策系统的发展，拖拉机作业机组智能化研究得到逐步发展，大致经历了以下几个阶段:

1)对拖拉机作业机组功能模块的单独控制。这一阶段的研究主要集中在发动机一传动系运转工况的监测和农具悬挂系统的自动控制方面[5-7]，开发和应用了各类驾驶员信息指导仪或监控仪表[8,9]，可为驾驶员提供普通拖拉机仪表所不能提供的信息[10.11]。这类监控仪表通过传感器测取发动机油门开度位置和转速等信息，通过单片机计算和处理，将有关发动机负荷和油耗等信息显示在驾驶室的仪表盘上，指导驾驶员选择最佳变速挡位，使柴油机工作在最佳负荷工况。目前，国外一些大公司己将这类驾驶员操作信息指导仪作为拖拉机综合仪表应用在大功率拖拉机上[12]。近年来，有级变速自动换挡的应用研究也得到了发展。Deutz-Fahr公司在其1995年生产的Agrotron拖拉机上就安装了由德国ZF公司生产的此类变速箱，驾驶员启动换挡控制装置后，由微机来协调实现随后的挡位控制。Lamborghini公司在1995年生产的Premium系列63～77kW拖拉机上所安装的发动机调节系统与自动换挡系统联合匹配，取得了很好的效果。在国内，吉林工业大学、中国农业大学和重庆大学等也进行了机械式变速箱自动换挡的电控研究，但还没有形成实用化产品。农具悬挂系统是拖拉机作业机组的一个重要子系统，对它的电液控制水平决定了机组作业自动化的水平，因此，各国学者在这方面进行了大量的试验研究。目前，已实现了对悬挂农具的高度控制、力一位综合控制、牵引力-滑转率和力-位-滑转率参数的综合控制。但农具悬挂系统在作业中是一个动态的非线性惯性系统，对它进行的综合电子控制一直未能取得满意的效果，主要原因是控制方法和传感器性能的稳定性不能适应复杂的作业环境。20世纪80年代中后期和90年代初，吉林工业大学、江苏理工大学、洛阳工学院和中国农业大学等也深入开展了这