大塊頭更有大智慧
——重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發

本刊記者|知一

大塊頭更有大智慧
——重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發

本刊記者|知一

系列化、大型化是農業機械發展的重要趨勢，歐美農機巨頭均逐步實現其產品系列化進程，形成了大型不同規格的產品。為破解重型拖拉機完全依賴進口、受制于人的瓶頸，為中國農機裝備“走出去”提供科技支撐，我國開展了“重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發”研究工作。

農業機械化是農業現代化的重要標志。長期以來，我國農機裝備技術基礎研究不足，整機可靠性和作業效率不高，核心部件和高端產品依賴進口，中心拖拉機動力換檔技術長期被國際農機巨頭壟斷。為破解重型拖拉機完全依賴進口、受制于人的瓶頸，為中國農機裝備“走出去”提供科技支撐，開展了“重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發”研究工作。

國內外現狀及趨勢分析

縱觀當今全球農業機械裝備產業格局，歐美發達國家在重型拖拉機研制方面保持絕對的領先優勢。以美國的約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、愛科，德國的克拉斯、意大利的賽邁道依茨法爾這5家公司為代表，其拖拉機制造水平代表了當今世界的一流水平。

自20世紀90年代開始，國外農機機械裝備進入了全新發展時期，在廣泛運用新技術的同時，不斷涌現出新結構和新產品。近年來，隨著全球市場對大馬力拖拉機需求的急速增長，重型拖拉機的研究總體上呈現出系列化、大型化、多用途、多功能復合作業的特征，并更加傾向于節能環保的發展理念。

系列化、大型化是農業機械發展的重要趨勢，上述歐美農機巨頭均逐步實現其產品系列化進程，形成了大型不同規格的產品。近年來，美國的約翰迪爾推出了9000系列重型拖拉機，發動機采用增壓、中冷、高壓燃油共軌系統，實現高功率低能耗的綠色環保發展理念，采用的敷在感應變速系統能夠根據負載狀態自動調節車速及發動機飛輪扭矩，實現高速、小扭矩或低速、大扭矩的動力輸出。凱斯紐荷蘭推出了新一代steiger系列重型拖拉機，發動機額定功率257-441kW，以其重型動力傳動系統、高達428升／分的液壓流量和660馬力的發動機峰值功率在行業中樹立了新標桿。愛科旗下的麥塞弗格森品牌推出的MF7600系列重型拖拉機，采用渦輪增壓中冷、高壓共軌、電噴技術，采用Dany-6無級變速傳動系統，最大輸出功率320馬力，配備先進的電液控制系統。

伴隨精準農業的發展需求以及物聯網等新興技術的推動，重型拖拉機智能化發展趨勢日益顯著，基于人體工程學的人機交互、以人為本的協同作業理念推動重型拖拉機的架勢更加安全、舒適、高效。國外農機智能化發展主要從精準農業起步，已有近20年的發展歷史，物聯網等智能化技術在拖拉機、收獲機械及播種機、噴霧機等配套機具產品上得到廣泛應用。約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、愛科等從20世紀90年代中期開始逐步實現拖拉機、收獲機及播種機、噴藥機、施肥機等配套機具的智能化，面向用戶提供導航和自動駕駛、機器狀態遠程監控、流量和應用控制、機器和極具控制、產量和潮濕度監控、測圖分析等智能化服務。另一方面，國外大功率拖拉機的設計和制造高度認同追求以人為本的理念，基于人體工程學的整機結構布局與多任務操控設計，翻車保護機構、落物撞擊保護機構等輔助安全系統等，體現了以人為本的設計理念。

借助互聯網等新興信息技術、通用總線技術，集成各類農田信息采集傳感器、定位裝置、實時在線測量裝備和能夠執行作業控制任務的人機交互終端設備等于一體的智能化拖拉機、帶有電子控制單元和作業過程檢測傳感器的作業機械等已成為歐美等發達國家農業工程界應用研究的熱點，計算機輔助駕駛系統、遠程狀態監測與故障診斷系統、轉向變速集成控制系統、電子自動換檔變速控制系統已成為農機裝備智能化的主要發展趨勢。

從國內情況看，十幾年來受惠于國家政策的推動，我國的農機工業取得了輝煌的成績，一躍成為世界農機制造第一大國，但產品以中低端為主，我國在高端、重型拖拉機的研制方面遠遠落后歐美發達國家。

綜上所述，國外在重型拖拉機的技術發展、產業應用方面完全占據了國內的高端市場，形成了技術封鎖。雷沃重工股份有限公司在發展中，完成了研發資源的國際化布局，通過自主創新開發了P5000／P6000／P7000系列重型拖拉機，并將逐步實施產業化，對打破歐美農機巨頭的技術封鎖，帶動國內產業發展具有重要意義。

項目的主要研究內容

本項目針對我國大馬力拖拉機缺乏動力換檔、無級變速、負載傳感液壓提升等核心技術，破解我國重型拖拉機完全依賴進口、受制于人的瓶頸，重點突破重型拖拉機智能化關鍵技術、開發智能重型拖拉機關鍵零部件、集成研制智能重型拖拉機整機系統并產業化示范、建立滿足批產需求的智能制造裝配線，在國內率先形成重型拖拉機智能制造方法與技術體系。項目主要研究包括四個方面：突破重型拖拉機智能化關鍵技術；開發智能重型拖拉機關鍵零部件；集成研制智能重型拖拉機整機并產業化示范；重型拖拉機智能制造裝配線及系統開發。

1、突破重型拖拉機智能化關鍵技術

重點突破整機智能控制與集成優化技術，全動力換檔帶自動檔及無級變速傳動系統智能化控制技術，基于作業負荷的傳動系統閉環控制技術，負載傳感電液提升技術，產品全生命周期設計、評估與制造集成技術等重型拖拉機智能化關鍵技術。

2、開發智能重型拖拉機關鍵零部件

自主開發四大類關鍵零部件，包括三種傳動形式的傳動箱（全動力換檔帶自動檔＋動力換向、動力換向＋動力高低檔12速以上和無級變速）、負載傳感電液提升器、懸浮式轉動驅動橋、智能操控和安全駕駛室四種關鍵零部件。

3、集成研制智能重型拖拉機整機產業化示范

集成研制功率為88－117.6kW和147－191.2kW的三種智能重型拖拉機并進行產業化應用示范，分別配置動力高低檔＋動力換向、全動力換檔帶自動檔＋動力換檔、無級變速三種傳動箱，同時配備懸浮式轉向驅動橋、智能操控和安全舒適駕駛室、負載傳感電液提升器，實現同農機具互聯互通，通過智能終端實現產品狀態監測與故障預警。

4、重型拖拉機智能制造裝備線及系統開發

圍繞重型拖拉機試制與批產需求，以建立重型拖拉機智能制造方法與技術體系為目標，基于產品生命周期設計、評估與制造集成技術研究成果；建立滿足批產需求的重型拖拉機智能制造裝配線，開發重型拖拉機智能制造執行系統、產品生命周期設計與評估系統，構建重型拖拉機智能制造基礎數據庫，形成重型拖拉機智能制造方法與技術體系。

重型拖拉機將迎來嶄新的明天

“重型拖拉機智能化關鍵技術研究與整機開發”項目的實施將推動我國重型拖拉機關鍵技術突破及整機開發，打破長期以來我國重型拖拉機完全依賴進口并受制于人的現狀，促進整個農機裝備制造業的升級，同時帶來經濟、社會和環境等方面的多重效益。

項目的實施有利于解決我國重型拖拉機發展的主要技術瓶頸，形成重型拖拉機智能制造方法與技術體系，為我國重型拖拉機的研發和投產提供重要的技術支撐。項目實施研究成果將為我國農業裝備制造行業整體技術水平提升起到推動作用，促進我國農業裝備制造業自主創新能力的提升。

重型拖拉機在我國農業機械化建設中起著至關重要的作用，是農業機械化的重要組成部分。項目的實施將推動國內重型拖拉機的關鍵技術突破和智能制造實踐，實現重型拖拉機智能制造和產業化推廣，滿足市場對重型拖拉機的需求，進一步促進農機裝備制造產業升級，提高農業生產技術水平，推動我國農業的機械化、精準化和智能化步伐。項目實施成果將在科技部和項目主管地市科技部門領導下，采取市場化運作模式，在全國多個農機合作社、典型農場推廣應用，產業化前景良好同時帶來可觀的經濟收益。

隨著國家土地流轉政策的不斷推進，和大型農場的作業需求，該系列產品很好地滿足大面積作物機械化的需求，對直接提高農民收益、促進農業機械化水平的提高，具有重要作用。同時，本項目的實施將促進重型拖拉機的產業化發展，實現以重型拖拉機為基礎的農業產業化，促進農業規模經營方式形成，推動精準農業發展，提高土地資源利用水平，根據土壤水平精準施肥作業，降低有害制劑使用量，從根本上避免環境污染，促進生態環境改善。