王志艷

摘 要：拖拉機是農業(yè)生產中最常用的動力機械，隨著拖拉機可裝配農機具的不斷增多，拖拉機所能實現(xiàn)的功能也越來越豐富，這對拖拉機的性能提出了更高的要求。隨著傳統(tǒng)的手動變速箱難以滿足現(xiàn)代化高效生產的要求，自動變速箱更多的應用到了拖拉機領域，并顯著改善和優(yōu)化了拖拉機的動力性和操作便捷程度。

關鍵詞：拖拉機；自動變速箱；技術；趨勢

中圖分類號：S219.07 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.03.054

拖拉機是我國農業(yè)生產中的重要動力機械，隨著農業(yè)機械化的不斷發(fā)展，拖拉機在我國的農業(yè)生產中使用量和作業(yè)范圍越來越大，拖拉機通過懸掛或背負的方式能夠裝配多種農機具進行作業(yè)，同時還能承擔運輸和牽引的任務，其在農業(yè)生產中的功能不可取代。由于農業(yè)生產對拖拉機的功能要求越來越高，為優(yōu)化拖拉機的操作方式，提高拖拉機的作業(yè)性能，對于傳統(tǒng)的手動變速箱進行改良與替代，已成為拖拉機結構改進的必然趨勢，先進的自動變速箱的引進，有效提高了拖拉機的作業(yè)效率，也對拖拉機更多新功能的開發(fā)創(chuàng)造了可能。

1 拖拉機自動變速箱的特點

拖拉機與普通汽車相比，最大的不同就在于動力的使用方式，生產中的拖拉機對于動力的需求是低速和大牽引力，這樣能夠保證農業(yè)生產多種機具的使用要求。盡管汽車領域的自動變速箱的技術已經比較成熟，但是對于拖拉機而言，仍然不能對其進行照搬。針對拖拉機作業(yè)更為復雜的情況和機具作業(yè)的行駛要求，拖拉機在自動換擋的策略上應具備自身特點。

當拖拉機在田間作業(yè)時，由于受到牽引力、外界阻力、輪胎與土壤之間的相互作用，導致發(fā)動機工作參數不斷處于變化狀態(tài)，這與道路行駛具有很大差異。同時，當拖拉機懸掛不同農機具作業(yè)時，對于牽引力和行駛方式的要求也不相同，例如耕地作業(yè)，需要拖拉機提供持續(xù)及較大的牽引力，而對于播種作業(yè)所需的牽引力不大，低速平穩(wěn)行駛的要求很高。因此，利用現(xiàn)代化的電子、微機和智能控制等技術來使拖拉機的自動變速箱能夠勝任低速大牽引力的作業(yè)要求，同時還能滿足道路運輸的相關要求，才能保證拖拉機的自動變速技術滿足農業(yè)生產的相關要求。

2 拖拉機自動變速箱的類型

拖拉機的自動變速箱主要是為降低操作人員頻繁換擋的勞動負擔，通過制定的程序實現(xiàn)不同情況下的自動變速。根據現(xiàn)階段使用的變速箱原理的不同，拖拉機使用的自動變速箱主要包括液力機械式變速箱、靜液壓式變速箱和液壓機械式變速箱三類。

2.1 液力機械式變速箱

液力機械式變速箱主要是利用液力變矩器或液力偶合器與機械式變速箱進行串聯(lián)的自動變速箱形式，這種結構能保證拖拉機起步平穩(wěn)，有效防止傳動系統(tǒng)過載。液力機械式變速箱能夠實現(xiàn)拖拉機在單獨的機械排擋內的無級變速要求，但液力變矩器本身的傳動效率比較低，而液力偶合器在發(fā)動機正常功率下能發(fā)揮較高的效率，但在低速運轉時效率仍較低，這不利于拖拉機耕整地或播種作業(yè)等慢速作業(yè)的效率要求，導致液力機械式變速箱在實際的生產應用中所占比例不高。

2.2 靜液壓式變速箱

靜液壓式變速箱主要采用了液壓傳動裝置與機械式變速箱串聯(lián)的組合形式 ，發(fā)動機的輸出功率主要通過液壓傳動裝置進行控制。液壓傳動裝置多采用變量泵和變量馬達為主要工作部件，能夠有效實現(xiàn)更大的變速范圍，并提高拖拉機的傳動效率。靜液壓式變速箱具有無級變速的特點，使用過程變速平穩(wěn)、無明顯沖擊載荷，且通過先進的電子化控制，有效減輕了操作者的勞動負擔。靜液壓式變速箱也存在傳動效率低的缺點，與傳統(tǒng)的機械式變速箱相比，傳動效率約低15%左右，由于傳動效率的不足，靜液壓式變速箱更多的應用于中小型拖拉機使用，大馬力拖拉機使用較少。

2.3 液壓機械式變速箱

液壓機械式變速箱采用了液壓傳動裝置與機械式變速箱并聯(lián)的方式進行傳動，由于使用了差動機構將發(fā)動機功率進行合流或分流，使發(fā)動機產生的動力不必全部通過液壓傳動裝置，且具備將液壓傳動關閉實現(xiàn)純機械傳動的功能。由于技術上的優(yōu)勢，液壓機械式變速箱具備較高的機械傳動效率，且有利于實現(xiàn)拖拉機的平穩(wěn)起步和勻速行駛，再通過與電子控制系統(tǒng)的結合，更有利于適應農業(yè)生產的環(huán)境和農藝要求，適應負載變化的要求，顯著提高了拖拉機的自動化程度及作業(yè)效率，是現(xiàn)階段使用最多的自動變速箱。

3 拖拉機自動變速技術發(fā)展趨勢

盡管現(xiàn)階段的拖拉機自動變速箱在技術上取得了一定的成績，但相對于技術成熟的要求而言，仍存在一定的距離，仍需根據農業(yè)生產的相關要求進行優(yōu)化。自動變速箱的發(fā)展應重視以下幾個方面：

一是重視與高新技術的緊密結合，嘗試與網絡技術、自動檢測技術和先進控制技術的有機結合，通過先進的電子技術及可控制元件來突破機械結構難以解決的困難，并提升自動變速箱的科技含量。

二是為滿足田間作業(yè)的功能需求，應適當增加自動變速箱的擋位數，這不僅能夠提升拖拉機作業(yè)的平順程度，還能顯著降低燃油消耗，在田間作業(yè)時能保證拖拉機有更廣的速比分配模式。

三是實現(xiàn)工作模式的分類選擇，除正常的農業(yè)生產作業(yè)外，為提高拖拉機在運輸作業(yè)的生產率和燃油經濟性，可根據需求增加運輸擋。為提高拖拉機的開溝、爬坡等低速作業(yè)項目，可增加專用的爬行擋。工作模式的增加顯著減低了拖拉機自動換擋的復雜性，增加了拖拉機的工作適應能力。