智能拖拉機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及作業(yè)優(yōu)勢(shì)

摘 要：智能拖拉機(jī)作為農(nóng)機(jī)智能化的典范，是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、重塑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的核心要素。它能顯著提升作業(yè)質(zhì)量和一致性，優(yōu)化土地利用率，提高生產(chǎn)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目的。借助各類(lèi)智能技術(shù)，大馬力拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化和信息化技術(shù)的飛躍，不僅大幅增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)機(jī)工作質(zhì)量，還有效促進(jìn)了耕地保護(hù)和生態(tài)環(huán)保的進(jìn)一步推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：智能化；拖拉機(jī)；智能控制技術(shù)；作業(yè)優(yōu)勢(shì)

1 智能拖拉機(jī)定義與技術(shù)指標(biāo)升級(jí)

按照工業(yè)和信息化部發(fā)布的《首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄》定義，智能拖拉機(jī)經(jīng)歷了顯著的技術(shù)升級(jí)。2019年版中，大馬力智能拖拉機(jī)特指采用110kW以上動(dòng)力換擋或CVT無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)，并具備智能網(wǎng)聯(lián)與自動(dòng)導(dǎo)航輔助駕駛技術(shù)的拖拉機(jī)。2024年，該指導(dǎo)目錄進(jìn)行了修訂，大馬力智能拖拉機(jī)的技術(shù)規(guī)格有了顯著提升。其核心指標(biāo)包括：配套功率達(dá)到或超過(guò)235kW（即320馬力）；最高行駛速度不低于40km/h；最大提升力不小于70kN，最大牽引力不小于90kN；平均無(wú)故障工作時(shí)間不少于350小時(shí)；傳動(dòng)方式仍為動(dòng)力換擋或無(wú)級(jí)變速。整車(chē)智能化水平已提升至相當(dāng)于道路車(chē)輛L2級(jí)，即具備ACC自適應(yīng)巡航、車(chē)道保持系統(tǒng)、自動(dòng)剎車(chē)輔助系統(tǒng)及自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)等駕駛員輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了部分功能的自動(dòng)化，使駕駛更加輕松，但駕駛者仍需監(jiān)視路況并隨時(shí)準(zhǔn)備接手車(chē)輛。

1.1 智能拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與鄉(xiāng)村振興的推動(dòng)者

隨著農(nóng)機(jī)裝備智能化的深入推進(jìn)，拖拉機(jī)智能化在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)和新農(nóng)村建設(shè)中扮演著越來(lái)越重要的角色，成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的得力助手。當(dāng)前，提升拖拉機(jī)等大型農(nóng)機(jī)裝備的智能化水平，強(qiáng)化智能決策與精準(zhǔn)作業(yè)能力，已成為國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中關(guān)于農(nóng)機(jī)補(bǔ)短板的首要任務(wù)。從國(guó)際發(fā)展來(lái)看，智能化、信息化技術(shù)在拖拉機(jī)上的應(yīng)用日益廣泛，特別是電子和信息技術(shù)，顯著提升了拖拉機(jī)的作業(yè)效率、經(jīng)濟(jì)性以及駕駛操縱的舒適性和監(jiān)控性能。

1.2 智能拖拉機(jī)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提升生產(chǎn)效率的關(guān)鍵

面對(duì)我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力減少的現(xiàn)狀，智能化、無(wú)人化農(nóng)機(jī)成為必然趨勢(shì)。智能拖拉機(jī)作為農(nóng)機(jī)智能化的代表，通過(guò)數(shù)字化高精度農(nóng)田地圖、云腦與自動(dòng)駕駛技術(shù)、AI技術(shù)的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了智能化改造，提升了我國(guó)拖拉機(jī)行業(yè)的智能化水平，助力農(nóng)業(yè)數(shù)字化發(fā)展。與傳統(tǒng)拖拉機(jī)相比，智能拖拉機(jī)能夠減少對(duì)機(jī)手技能的依賴(lài)，在全自動(dòng)模式下徹底解放駕駛員，只需設(shè)定好作業(yè)參數(shù)即可自動(dòng)完成行駛和作業(yè)。智能控制系統(tǒng)還能有效保證作業(yè)質(zhì)量和一致性，提升土地利用率和生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，成為重塑我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、帶動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要力量。

2 智能拖拉機(jī)關(guān)鍵技術(shù)解析

2.1 傳動(dòng)技術(shù)

拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)作為其核心部件，直接決定了整機(jī)的傳動(dòng)效率和操控性能。該系統(tǒng)按實(shí)現(xiàn)型式和擋位數(shù)量可分為有級(jí)傳動(dòng)和無(wú)級(jí)傳動(dòng)兩種。有級(jí)傳動(dòng)包括機(jī)械換擋和動(dòng)力換擋兩種技術(shù)，其中動(dòng)力換擋技術(shù)又可根據(jù)實(shí)現(xiàn)的難易度分為動(dòng)力Hi-Lo擋/動(dòng)力換向、部分動(dòng)力換擋、全動(dòng)力換擋。無(wú)級(jí)傳動(dòng)則包含靜液壓無(wú)級(jí)變速（HST）和液壓機(jī)械無(wú)級(jí)變速（HMCVT）兩種技術(shù)。其中，HST因傳動(dòng)效率較低，通常僅適用于50kW以下的拖拉機(jī)，而HMCVT則更適用于110kW以上的拖拉機(jī)。

2.2 智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)在拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)以及拖拉機(jī)與機(jī)具之間均有廣泛應(yīng)用。這包括發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制技術(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)的智能控制技術(shù)（如電控動(dòng)力換擋技術(shù)、電控?zé)o級(jí)變速技術(shù)、電控四驅(qū)、電控差速鎖、電控PTO等）、智能懸浮橋智能控制技術(shù)、電控液壓提升技術(shù)以及自動(dòng)（輔助）駕駛技術(shù)等。

在一臺(tái)智能拖拉機(jī)中，各傳感器、液晶儀表、控制器之間通過(guò)CAN總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和共享，實(shí)現(xiàn)了智能拖拉機(jī)與智能機(jī)具之間的相互控制。拖拉機(jī)可以控制機(jī)具，機(jī)具亦能反向控制拖拉機(jī)。此外，智能拖拉機(jī)與其他智能拖拉機(jī)或智能機(jī)具之間，通過(guò)多機(jī)協(xié)同技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)機(jī)群的自動(dòng)化控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，智能拖拉機(jī)還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息傳輸、故障診斷等諸多智能化功能，進(jìn)一步提升了拖拉機(jī)的智能化水平。

3 智能拖拉機(jī)的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

3.1 農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策對(duì)智能拖拉機(jī)的支持

山東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的《山東省2024～2026年農(nóng)機(jī)購(gòu)置與應(yīng)用補(bǔ)貼機(jī)具補(bǔ)貼額一覽表（第一批公示稿）》中，對(duì)拖拉機(jī)的補(bǔ)貼分類(lèi)檔次進(jìn)行了優(yōu)化細(xì)化，明確支持智能拖拉機(jī)的發(fā)展。其中，“動(dòng)力換擋”“無(wú)級(jí)變速”“智控”“輔助駕駛”等先進(jìn)技術(shù)被引入分類(lèi)檔次，并進(jìn)行了詳細(xì)劃分。102～117kW四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)、四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力換擋拖拉機(jī)、四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力換擋智控拖拉機(jī)以及四輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力換擋輔助駕駛智控拖拉機(jī)，補(bǔ)貼金額分別為：22500元、41900元、43600元、46600元。充分體現(xiàn)了政策對(duì)智能拖拉機(jī)發(fā)展的鼓勵(lì)和支持。

3.2 智能拖拉機(jī)的作業(yè)優(yōu)勢(shì)

智能拖拉機(jī)的核心技術(shù)特點(diǎn)在于其能實(shí)現(xiàn)車(chē)速的快速且細(xì)致的調(diào)節(jié)，這一特性在田間機(jī)具配套應(yīng)用中展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。在田間進(jìn)行犁地深翻、深松、高性能播種等作業(yè)時(shí)，為了最大化利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，需要盡可能增加擋位數(shù)，使擋位之間的傳動(dòng)比更為接近。然而，即使相鄰擋位的速度差已盡可能縮小到1km/h以上，仍然難以精準(zhǔn)匹配作業(yè)負(fù)荷，且換擋時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的沖擊感。因此，動(dòng)力換擋，特別是全動(dòng)力換擋和CVT（連續(xù)可變傳動(dòng)）技術(shù)，成了理想的傳動(dòng)選擇。動(dòng)力換擋拖拉機(jī)能夠在不切斷動(dòng)力的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，其擋位數(shù)眾多，前進(jìn)擋通常超過(guò)40個(gè)，能夠很好地滿(mǎn)足田間作業(yè)的各種復(fù)雜工況。而CVT拖拉機(jī)則更進(jìn)一步，能夠?qū)崿F(xiàn)每小時(shí)0～60km的連續(xù)無(wú)級(jí)可調(diào)。一旦作業(yè)模式被設(shè)定，動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)比，為作業(yè)提供最優(yōu)化的工況，從而極大地提升了作業(yè)效率和效果。

智能拖拉機(jī)與液壓翻轉(zhuǎn)犁、高性能播種機(jī)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)耙、大型打捆機(jī)、深松聯(lián)合整地機(jī)等大型作業(yè)農(nóng)機(jī)具均能形成良好的匹配，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛、適應(yīng)性好。這些優(yōu)勢(shì)為糧食產(chǎn)量的提升提供了堅(jiān)實(shí)的智能農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。