拖拉機智能化技術

溫 健

拖拉機是各類農機具主要的動力輸出源，能體現國家的農業現代化程度和農業機械化水平。山東省作為農業大省，也是農機化強省，山東省的拖拉機發展水平一直走在了全國的前列，到2019年拖拉機總功率達到4.16×107kW。根據國家“十四五”要求提高單產水平，就需要進一步提高拖拉機的智能化水平，淘汰老舊高能耗拖拉機。

目前，信息技術、數據遙感采集技術、機電液一體化控制技術、衛星定位導航技術等智能化技術的飛速發展，為拖拉機智能化水平的提高提供了強有力的技術支撐，拖拉機智能化以自動駕駛、協同智能操控、節能高效、數據采集傳輸、監控自檢、電子導航、測控傳感等現代化技術應用為主攻方向，通過產品核心技術研究，關鍵零部件匹配技術研究，負載傳感的電控液壓控制技術、機載CAN總線技術研究及整機控制策略模塊化開發，通過定位導航、自動轉向、綠色環保動力、智能多態開關、電控換向風扇、電液懸掛、電控液壓和動力輸出、智能物聯、作業監控等工作裝置實現整機的協同匹配。拖拉機智能化技術主要具有以下特點：

一、技術創新性

（一）自動駕駛：根據車輛當前位置與期望路徑的偏差，不斷地調節方向盤轉角和車速，直至達到目的地。

（二）電液控制技術：①電控前驅動和后動力輸出。根據按鈕發送的電信號控制換向閥進入指定的工作狀態，通過液壓油的通斷和壓力驅動濕式離合器接合或分離，最終實現對前驅和動力輸出的精準控制。②電控提升。采用成套的電氣及液壓元件，對車輛的懸掛系統進行精確控制，實現位置控制、阻力控制、位置阻力綜合控制等功能。在整個作業工程中，實現懸掛根據負載及周邊環境的變化進行自動調節控制。

（三）作業監控和故障診斷：車輛集成多種傳感器實現耕地面積、地形等田間信息的實時采集，基于位置感知技術構建田間作業信息地圖，并制定基于農機智能化終端的相關數據遠程通信技術及傳輸標準，數據同步傳輸至企業服務中心數據庫中，為農機裝備集群協同作業與運維服務提供信息依據和基礎支持。通過獲取特征參數模擬農機裝備的實際運行狀態，實時對車輛的關鍵參數進行監控，獲得各項故障報警信息，進行故障診斷。

（四）多功能節油控制技術：通過對作業負荷的監控，精確調節發動機噴油量，控制輸出扭矩和功率，最終達到節油的目的。

二、經濟實用性

自動駕駛功能可實現不停機連續作業，可在夜間、霧天正常作業，提高機手收益。整機作業精度高，前期播種施肥階段精準控制種子、肥料等的用量，提高資源利用率，苗期管理階段，車輛智能躲避苗株，減少浪費，智能控制系統將機手從繁重的勞動中解放出來，使作業效率提高20%。

三、安全環保性

先進的智能控制技術保證了人身和機具安全，夜間、霧天作業時通過自動駕駛保證安全；后帶機具作業時通過電業控制實現不下車操作，作業效率高、安全性好；先進的傳感和采集技術，既實現作業的精準性，又能監控機具作業狀態，顯示故障信息，能夠及時排除故障，保障整機安全運行；同時可根據作業負荷，智能控制發動機噴油量和輸出功率，從而達到節油目的。

四、舒適便捷性

采用電子控制系統可以實現拖拉機自動駕駛和機具智能控制，駕駛員可以輕松完成各種復雜的作業過程，不僅降低了操作難度和勞動強度，而且提高了精準作業質量和效率。智能化電液控制及作業信息數據采集傳輸等功能，可以提升效率。

網絡導航能隨時隨地通過無線通信網絡、交通信息中心進行信息交互。移動設備通過移動通信網絡直接連接到Internet的WebGIS服務器，在服務器執行地圖存儲和復雜計算等功能，實現定位導航、監控作業、無線傳輸和診斷、實時掌握和了解整機運行情況和作業信息。用戶可通過智能物聯裝置實現定位導航、故障咨詢、就近對車輛維護服務，同時可實現網上購件和其他信息服務，既方便又快捷。

拖拉機智能化在增收、節能、環保等方面有著不可比擬的優勢，通過拖拉機智能化在自動駕駛、遠程監控、智能控制等方面的應用，探求拖拉機智能化發展帶來農機化作業的經濟、安全、綠色發展。從而為下一步拖拉機智能化政策的提出、基礎配件發展、先進技術的引進與自主研發、企業間相互合作等提供發展思路，為拖拉機智能化開創更加廣闊的前景。