本刊记者|知一

大块头更有大智慧
——重型拖拉机智能化关键技术研究与整机开发

本刊记者|知一

系列化、大型化是农业机械发展的重要趋势，欧美农机巨头均逐步实现其产品系列化进程，形成了大型不同规格的产品。为破解重型拖拉机完全依赖进口、受制于人的瓶颈，为中国农机装备“走出去”提供科技支撑，我国开展了“重型拖拉机智能化关键技术研究与整机开发”研究工作。

农业机械化是农业现代化的重要标志。长期以来，我国农机装备技术基础研究不足，整机可靠性和作业效率不高，核心部件和高端产品依赖进口，中心拖拉机动力换档技术长期被国际农机巨头垄断。为破解重型拖拉机完全依赖进口、受制于人的瓶颈，为中国农机装备“走出去”提供科技支撑，开展了“重型拖拉机智能化关键技术研究与整机开发”研究工作。

国内外现状及趋势分析

纵观当今全球农业机械装备产业格局，欧美发达国家在重型拖拉机研制方面保持绝对的领先优势。以美国的约翰迪尔、凯斯纽荷兰、爱科，德国的克拉斯、意大利的赛迈道依茨法尔这5家公司为代表，其拖拉机制造水平代表了当今世界的一流水平。

自20世纪90年代开始，国外农机机械装备进入了全新发展时期，在广泛运用新技术的同时，不断涌现出新结构和新产品。近年来，随着全球市场对大马力拖拉机需求的急速增长，重型拖拉机的研究总体上呈现出系列化、大型化、多用途、多功能复合作业的特征，并更加倾向于节能环保的发展理念。

系列化、大型化是农业机械发展的重要趋势，上述欧美农机巨头均逐步实现其产品系列化进程，形成了大型不同规格的产品。近年来，美国的约翰迪尔推出了9000系列重型拖拉机，发动机采用增压、中冷、高压燃油共轨系统，实现高功率低能耗的绿色环保发展理念，采用的敷在感应变速系统能够根据负载状态自动调节车速及发动机飞轮扭矩，实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。凯斯纽荷兰推出了新一代steiger系列重型拖拉机，发动机额定功率257-441kW，以其重型动力传动系统、高达428升／分的液压流量和660马力的发动机峰值功率在行业中树立了新标杆。爱科旗下的麦塞弗格森品牌推出的MF7600系列重型拖拉机，采用涡轮增压中冷、高压共轨、电喷技术，采用Dany-6无级变速传动系统，最大输出功率320马力，配备先进的电液控制系统。

伴随精准农业的发展需求以及物联网等新兴技术的推动，重型拖拉机智能化发展趋势日益显著，基于人体工程学的人机交互、以人为本的协同作业理念推动重型拖拉机的架势更加安全、舒适、高效。国外农机智能化发展主要从精准农业起步，已有近20年的发展历史，物联网等智能化技术在拖拉机、收获机械及播种机、喷雾机等配套机具产品上得到广泛应用。约翰迪尔、凯斯纽荷兰、爱科等从20世纪90年代中期开始逐步实现拖拉机、收获机及播种机、喷药机、施肥机等配套机具的智能化，面向用户提供导航和自动驾驶、机器状态远程监控、流量和应用控制、机器和极具控制、产量和潮湿度监控、测图分析等智能化服务。另一方面，国外大功率拖拉机的设计和制造高度认同追求以人为本的理念，基于人体工程学的整机结构布局与多任务操控设计，翻车保护机构、落物撞击保护机构等辅助安全系统等，体现了以人为本的设计理念。

借助互联网等新兴信息技术、通用总线技术，集成各类农田信息采集传感器、定位装置、实时在线测量装备和能够执行作业控制任务的人机交互终端设备等于一体的智能化拖拉机、带有电子控制单元和作业过程检测传感器的作业机械等已成为欧美等发达国家农业工程界应用研究的热点，计算机辅助驾驶系统、远程状态监测与故障诊断系统、转向变速集成控制系统、电子自动换档变速控制系统已成为农机装备智能化的主要发展趋势。

从国内情况看，十几年来受惠于国家政策的推动，我国的农机工业取得了辉煌的成绩，一跃成为世界农机制造第一大国，但产品以中低端为主，我国在高端、重型拖拉机的研制方面远远落后欧美发达国家。

综上所述，国外在重型拖拉机的技术发展、产业应用方面完全占据了国内的高端市场，形成了技术封锁。雷沃重工股份有限公司在发展中，完成了研发资源的国际化布局，通过自主创新开发了P5000／P6000／P7000系列重型拖拉机，并将逐步实施产业化，对打破欧美农机巨头的技术封锁，带动国内产业发展具有重要意义。

项目的主要研究内容

本项目针对我国大马力拖拉机缺乏动力换档、无级变速、负载传感液压提升等核心技术，破解我国重型拖拉机完全依赖进口、受制于人的瓶颈，重点突破重型拖拉机智能化关键技术、开发智能重型拖拉机关键零部件、集成研制智能重型拖拉机整机系统并产业化示范、建立满足批产需求的智能制造装配线，在国内率先形成重型拖拉机智能制造方法与技术体系。项目主要研究包括四个方面：突破重型拖拉机智能化关键技术；开发智能重型拖拉机关键零部件；集成研制智能重型拖拉机整机并产业化示范；重型拖拉机智能制造装配线及系统开发。

1、突破重型拖拉机智能化关键技术

重点突破整机智能控制与集成优化技术，全动力换档带自动档及无级变速传动系统智能化控制技术，基于作业负荷的传动系统闭环控制技术，负载传感电液提升技术，产品全生命周期设计、评估与制造集成技术等重型拖拉机智能化关键技术。

2、开发智能重型拖拉机关键零部件

自主开发四大类关键零部件，包括三种传动形式的传动箱（全动力换档带自动档＋动力换向、动力换向＋动力高低档12速以上和无级变速）、负载传感电液提升器、悬浮式转动驱动桥、智能操控和安全驾驶室四种关键零部件。

3、集成研制智能重型拖拉机整机产业化示范

集成研制功率为88－117.6kW和147－191.2kW的三种智能重型拖拉机并进行产业化应用示范，分别配置动力高低档＋动力换向、全动力换档带自动档＋动力换档、无级变速三种传动箱，同时配备悬浮式转向驱动桥、智能操控和安全舒适驾驶室、负载传感电液提升器，实现同农机具互联互通，通过智能终端实现产品状态监测与故障预警。

4、重型拖拉机智能制造装备线及系统开发

围绕重型拖拉机试制与批产需求，以建立重型拖拉机智能制造方法与技术体系为目标，基于产品生命周期设计、评估与制造集成技术研究成果；建立满足批产需求的重型拖拉机智能制造装配线，开发重型拖拉机智能制造执行系统、产品生命周期设计与评估系统，构建重型拖拉机智能制造基础数据库，形成重型拖拉机智能制造方法与技术体系。

重型拖拉机将迎来崭新的明天

“重型拖拉机智能化关键技术研究与整机开发”项目的实施将推动我国重型拖拉机关键技术突破及整机开发，打破长期以来我国重型拖拉机完全依赖进口并受制于人的现状，促进整个农机装备制造业的升级，同时带来经济、社会和环境等方面的多重效益。

项目的实施有利于解决我国重型拖拉机发展的主要技术瓶颈，形成重型拖拉机智能制造方法与技术体系，为我国重型拖拉机的研发和投产提供重要的技术支撑。项目实施研究成果将为我国农业装备制造行业整体技术水平提升起到推动作用，促进我国农业装备制造业自主创新能力的提升。

重型拖拉机在我国农业机械化建设中起着至关重要的作用，是农业机械化的重要组成部分。项目的实施将推动国内重型拖拉机的关键技术突破和智能制造实践，实现重型拖拉机智能制造和产业化推广，满足市场对重型拖拉机的需求，进一步促进农机装备制造产业升级，提高农业生产技术水平，推动我国农业的机械化、精准化和智能化步伐。项目实施成果将在科技部和项目主管地市科技部门领导下，采取市场化运作模式，在全国多个农机合作社、典型农场推广应用，产业化前景良好同时带来可观的经济收益。

随着国家土地流转政策的不断推进，和大型农场的作业需求，该系列产品很好地满足大面积作物机械化的需求，对直接提高农民收益、促进农业机械化水平的提高，具有重要作用。同时，本项目的实施将促进重型拖拉机的产业化发展，实现以重型拖拉机为基础的农业产业化，促进农业规模经营方式形成，推动精准农业发展，提高土地资源利用水平，根据土壤水平精准施肥作业，降低有害制剂使用量，从根本上避免环境污染，促进生态环境改善。