履帶式拖拉機的技術特征與操作使用要點

高迎芬

(黑河市愛輝區農業機械化技術推廣站，黑龍江 黑河 164300)

0 引言

近年來，我國的農業機械化水平實現了快速提升，在農業機械總動力持續增長的同時，農業機械的應用合理性明顯提升，農機產品與我國農業生產的區域需求更契合，有利于農業機械化生產質量的提升。拖拉機是農業生產中應用最多的農機設備，拖拉機作為基礎動力機械，能與多種農機具組成機組進行耕整地、播種等常規農業生產作業。隨著大功率拖拉機的逐步普及，輪式拖拉機在具備高性能的同時，也展現出了轉彎困難、土壤壓實等問題，尤其在地形地勢不良的農業生產區，履帶式拖拉機在行駛穩定性、適應性方面更具優勢。

1 履帶式拖拉機的結構

履帶式拖拉機作為拖拉機產品的一種類型，其主體結構組成與普通輪式拖拉機類似，主要由動力系統、傳動系統、行走系統、轉向系統、制動系統、電氣系統、液壓系統等組成。與輪式拖拉機最大的差異在于行走系統的結構，其底盤根據履帶結構特點進行設計，主體結構如圖1所示，包括機架、驅動輪、懸架、支重輪、履帶、托鏈輪、張緊輪等主體結構。履帶式拖拉機多采用橡膠履帶，橡膠履帶包覆于驅動輪、支重輪、托鏈輪、張緊輪四大輪系之外，利用張緊結構實現張緊，驅動輪轉動為整個履帶系統提供動力，帶動履帶運轉與地面形成良好的附著力，驅動拖拉機前行[1]。其中驅動輪、支重輪、張緊輪組成了履帶與地面的支撐骨架，保證履帶與地表面均勻接觸，而托鏈輪用于支撐履帶的上邊部分，使履帶不會下垂，并有效降低行駛過程因傳動不均而產生的振動。

1.機架；2.驅動輪；3.懸架；4.支重輪；5.履帶；6.托鏈輪；7.張緊輪

除行走系統的差異性外，履帶式拖拉機的其他系統組成與普通輪式拖拉機類似，其中動力系統主要以柴油機為主，近年來也有少量混動或其他新能源動力機型；傳動系統的主要功能是將動力系統輸出的動力傳遞給驅動輪，實現通過控制系統控制行走系統的驅動狀態，與普通輪式拖拉機相比，履帶式拖拉機后橋位置沒有差速器裝置，在中央傳動與驅動輪傳動位置之間裝配有2個轉向離合器，用以分別控制兩側驅動輪的運轉；履帶式拖拉機的轉向系統控制原理與輪式拖拉機存在一定差異，履帶式拖拉機是依靠控制室控制左右兩側履帶的差速器產生速度差結合制動系統的單側制動功能，一側履帶運轉速度快，另一側履帶運轉速度慢，則向慢速履帶一側轉彎。履帶式拖拉機制動系統多采用液壓傳動制動技術(HST)，利用杠桿原理驅動剎車片實現制動[2]。除此之外，履帶拖拉機配套的電控系統、液壓系統結構功能與普通輪式拖拉機類似。

2 履帶拖拉機驅動特征

履帶拖拉機的行駛主要通過柴油機驅動履帶系統運轉實現，拖拉機的履帶系統采用左右兩側對稱布局，通過輪系運轉帶動履帶做卷繞運動驅動拖拉機前進或后退。履帶拖拉機的驅動效率可通過式(1)進行計算

(1)

式中：ηm—驅動效率；

Pk—驅動輪上功率，kW；

Pe—柴油機輸出功率，kW；

Mk—驅動輪轉矩，N·m；

Me—柴油機輸出轉矩，N·m；

ωk—驅動輪的角速度，rad·s-1；

ωe—柴油機曲軸的角速度，rad·s-1。

理論驅動效率約為0.87～0.9，驅動過程產生的損失主要來自于摩擦阻力。當履帶拖拉機行駛時，柴油機動力輸出軸輸出轉矩Me并帶動履帶驅動輪產生轉矩Mk，在履帶張緊力產生的摩擦力作用下，帶動履帶卷繞，產生與靜止地面之間的角速度，驅動拖拉機做前進、后退、轉彎等動作。

在實際農業生產過程中，履帶式拖拉機在配套農機具田間生產作業過程中也會在履帶與地面之間產生少量滑轉，導致實際行駛速度低于理論行駛速度，造成驅動效率的進一步降低。但與輪式拖拉機相比，履帶結構與土壤產生的滑轉率更低，因此，履帶拖拉機對柴油機的輸出功率實際利用率更高，通常情況下輪式拖拉機的驅動效率僅為55%～65%，而履帶式拖拉機的驅動效率可達70%以上。

3 履帶式拖拉機的技術優勢

3.1 對不良地形適應性好

與輪式拖拉機相比，履帶式拖拉機在以下地形具有明顯作業優勢。1)丘陵、山地農田，對于存在一定坡度的耕地，履帶式拖拉機具有更好的底盤穩定性，行駛過程不易發生側傾，具有更好的穩定性和安全性，且在坡地進行耕整地作業時能更好地保證耕作深度和耕作均勻性，提高耕整地質量；2)濕度大、黏重土壤，履帶式拖拉機能有效避免行駛過程中因土壤濕滑而出現誤車、打滑，提高行駛均勻性。

3.2 降低對耕地的不利影響

由于采取了履帶式底盤，拖拉機行駛過程中對耕地的接地面積變大，附著力變強的同時對土壤的壓實作用明顯減弱，以73.55 kW(100馬力)拖拉機的犁耕作業為例，對土壤產生的接地比壓強僅為約45～55 kPa，而輪式拖拉機同等類型的作業產生的接地比壓強超過100 kPa，有效避免拖拉機作業過程造成的耕層破壞。同理，采用履帶式底盤進行農業生產作業，能減緩耕地犁底層的形成，提高土壤蓄水保墑能力，減少深耕、深松作業次數[3]。

3.3 牽引性能優越

履帶式拖拉機因具有良好的附著力和牽引力優勢，在相同發動機功率和相同機械重量和作業方式下，履帶式拖拉機的牽引力可達到普通輪式拖拉機的1.3～1.5倍，在丘陵山地或黏重土壤耕地作業時，履帶式拖拉機的牽引力可能達到普通輪式拖拉機的1.8～2.0倍。從驅動效率來看，履帶式拖拉機的動能利用率更高，可達70%以上，驅動效率約為普通輪式拖拉機約1.27倍。可見，要達到相同的作業效果，履帶式拖拉機所需的牽引動力更小，節能環保性更好[4]。

3.4 生產作業質量優勢顯著

拖拉機配套農機具進行作業，主要完成耕整地、播種、施肥、植保等作業。從日常工作對拖拉機性能要求來看，耕整地作業對拖拉機性能要求更高，拖拉機底盤穩定性、抓地附著力、牽引力等指標成為影響耕整地作業的關鍵指標，同時對于播種均勻性、植保均勻性均會產生明顯影響[5]。同時，履帶式拖拉機具有很高的作業效率，在直線行駛時穩定性好，抗傾斜、坑洼能力好，在地頭轉彎掉頭時所需半徑小，無論大田還是小塊田地都具有較好的適應能力。

4 履帶式拖拉機的不足之處

履帶式拖拉機主要包括以下幾方面：一是履帶式行走系統的結構比輪式行走系統更為復雜，長時間使用后，驅動輪、支重輪、張緊輪等容易產生磨損，且履帶也易產生較大磨損，在維修時操作難度較高，維修經濟負擔較大；二是履帶式拖拉機普及率不高，我國企業生產的履帶式拖拉機種類很少，只有一拖集團等少數企業有相關產品或進行相關研發，拖拉機的配件、標準件總體售價較高，在農村地區存在維修保養不便等問題。

5 操作使用要點

5.1 駕駛資格與設備檢查

在駕駛履帶式拖拉機之前必須做好以下準備工作：第一，履帶式拖拉機的駕駛員必須具備足夠的駕駛能力，需要參加拖拉機企業培訓并考取履帶式拖拉機的駕駛資格，同時，駕駛員還必須認真掌握履帶式拖拉機的結構、技術特征，具備維護保養的知識和故障判斷的能力；第二，履帶式拖拉機必須具備良好的技術性能，按時參加農機年檢，并按照維護保養要求及時進行保養與檢修；第三，作業前還必須對拖拉機的關鍵部件進行檢查，靜態時檢查履帶、驅動輪、張緊輪等是否存在磨損問題，檢查關鍵部件的緊固、潤滑狀態，并在啟動后檢查轉向系統、行走系統、傳動系統功能是否正常，確認無誤后方可參與農業生產。

5.2 行駛操作要點

行駛操作應主要注意以下幾方面內容：第一，履帶式拖拉機起步時應松開制動并分離主離合器，查看駕駛室各個儀表狀態是否正常，待怠速平穩后掛前進擋起步；第二，盡管履帶式拖拉機的底盤穩定性更好，但在坡度較大的地面行使仍需進行嚴格判斷，當與行駛方向相垂直的坡度大于25°，則存在較大側傾風險，盡量避免在危險坡地作業，同時，在垂直上下坡時，應控制好車速，切不要猛轉彎，以免側翻，在下坡時嚴禁空擋滑行，以防側翻；第三，田間作業時通常地頭空間較小，當轉彎半徑較小時，應控制制動系統降低速度，再操作轉向桿進行小半徑轉彎，轉彎完成后應先將制動器松開，然后放松轉向桿；第四，田間行駛時若存在較大坑洼，應通過控制制動系統減速后使拖拉機緩慢通過，不可采取半分離離合器的方式減速通過[6]。

5.3 使用后的維護保養

履帶式拖拉機經過作業季的使用后，必須對機體進行全面清理，除去表面的灰塵、雜物，做好傳動軸、履帶輪系的防銹保養，并將機體內的冷卻液、潤滑油放凈，將履帶式拖拉機存放于地勢平整的室內，并做好防潮、防塵工作。

6 結語

綜上所述，履帶式拖拉機在農業生產中應用具有穩定性、通過性、動力性、節能性等多重優勢，尤其對于地形地勢不良地區適用性更強。利用履帶式拖拉機配套旋耕、深松、播種、收獲等農機具進行生產作業，有利于提高作業效率，并降低機械化作業對耕地土壤的壓實與破壞，具有良好的經濟效益與社會效益。但在我國拖拉機使用中，履帶式拖拉機的占比較低，很多農民對于履帶式拖拉機缺乏必要的駕駛操作能力，盲目操作可能造成人身安全和機械故障等威脅，駕駛員應全面掌握履帶式拖拉機的駕駛操作技術，明確操作要點，按照規范駕駛操作，確保履帶式拖拉機的性能得以充分發揮。

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