拖拉機

拖拉機是一種自走式動力機械，用于牽引和驅動工作機械完成各種移動作業，也可作為固定工作動力。拖拉機作為農業機械的重要組成部分，可以滿足農、林、牧、副、漁等行業的生產需要，在世界范圍內已經發展成為國民經濟不可或缺的組成部分。19世紀歐洲進入蒸汽機時代后，拖拉機逐漸投入農業生產。1889年，查達發動機公司制造了世界上第一臺裝有汽油內燃機的農用拖拉機——“巴嘉”拖拉機，為拖拉機的推廣應用奠定了基礎。1912年，德國西門子公司首次生產出電動拖拉機。我國第一臺自行研制的“東方紅”拖拉機是1958年7月由第一拖拉機廠生產的。

拖拉機由發動機、底盤、工作裝置、電氣設備和其他系統或裝置組成。發動機的動力通過傳動系統傳遞給驅動輪，使拖拉機行駛，用裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動力輸出裝置的農業機械與拖拉機共同完成生產作業。拖拉機按使用類型分為園藝拖拉機、中耕拖拉機和專用拖拉機；輪式拖拉機、履帶式拖拉機等。根據結構類型；按動力分為大、中、小型拖拉機；按驅動方式分為內燃機、純電動和混合能源拖拉機。

動態原理

拖拉機通過柴油機燃燒柴油和空氣的混合物，產生的熱能轉化為機械能，通過動力傳動系統傳遞給行走機構和其他工作裝置。此外，裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動力輸出裝置的農業機械，在與拖拉機作業時，可以完成相應的作業任務。另外，柴油機作為固定驅動動力時，可以通過皮帶或動力輸出軸直接驅動脫粒機、水泵等需要固定動力的機械設備。

驅動原理

拖拉機靠內燃機的動力通過傳動系統行駛，使驅動輪獲得驅動扭矩T，獲得驅動扭矩的驅動輪通過輪胎胎面和輪胎表面與地面之間的水平力(切向力)以及功率相等方向相反的水平反作用力F共同工作，使拖拉機行駛。同時，通過操縱轉向機構和剎車，拖拉機可以緊急轉向和停車。

拖拉機和汽車的整體結構基本相似，一般由發動機、底盤、工作裝置和電氣設備組成。

發動機：發動機是拖拉機行駛和工作的動力源，一般使用柴油機。主要由曲柄連桿機構、通風系統、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動系統和預熱裝置組成。拖拉機柴油機設計為低速大扭矩(≤2300轉/分)。

底盤：拖拉機底盤是指除發動機和電氣設備以外的所有系統和裝置。底盤連接發動機與各種系統和部件，將發動機的動力轉化為拖拉機所需的驅動力和牽引力。拖拉機底盤主要由傳動系統、轉向系統、制動系統和行走系統組成。

傳輸系統：拖拉機傳動系統的作用是將發動機的動力傳遞給驅動輪，實現減速和增加扭矩。傳動系統一般由離合器、變速箱、聯軸器、后輪軸和中央傳動裝置組成。小型拖拉機和手扶拖拉機包括皮帶傳動。

轉向系統：轉向系統一般由方向盤、轉向軸、轉向器、轉向節臂、轉向節、轉向節主銷、橫拉桿、縱拉桿等轉向器部件組成。轉向時操縱方向盤，通過轉向器使轉向臂向前或向后擺動，驅動傳動裝置使前輪向左或向右偏轉，從而改變機動車的行駛方向。當方向盤向右轉動時，橫拉桿向后移動，轉向臂和橫拉桿的前端向右移動，前輪的前端也向右移動。

制動系統：拖拉機制動系統主要由旋轉部分、固定部分、開啟機構和調節機構組成。踩下制動踏板時，壓縮空氣通過制動閥壓入各制動氣室，制動臂帶動凸輪轉動。兩個閘瓦打開后，摩擦片壓在轉動的閘瓦上，隨著車輪轉動的閘瓦在強大的摩擦力下被制動，從而實現拖拉機的制動。液壓制動是制動總泵產生的油壓傳遞到各車輪的制動輪缸，兩側的制動蹄被油壓推開，使制動蹄的摩擦片被抱緊，起到制動作用；當松開踏板時，制動系統的壓力被釋放，制動蹄在回位彈簧的作用下恢復到原來的位置，這樣制動蹄的摩擦片與制動彈簧之間的摩擦力被釋放，拖拉機的制動被釋放。

步行系統：拖拉機的行走系統有兩種:輪式和履帶式。拖拉機行走系統由車架、車軸、車輪和懸架等組成。行駛系統的主要作用是將發動機傳遞給驅動輪的扭矩轉變為驅動力；支撐車身重量，減少沖擊和振動。

工作裝置：拖拉機的工作裝置通常被歸為底盤的一部分，主要用于牽引、懸掛和驅動農業機械進行各種農業機械作業。拖拉機的工作裝置包括牽引裝置、動力輸出裝置和液壓懸掛裝置等。這些工作裝置使拖拉機能夠完成耕作、播種、施肥、噴藥、收割等農業作業，提高農業生產的效率和質量。

拖車齒輪：有些農用工具(如拖拉機式的收割機、播種機)沒有自己的行走裝置，都是由拖拉機拉著工作。連接拖拉機和農具的裝置叫做牽引裝置。拖拉機牽引裝置連接農業機械和工具的連接點稱為牽引點。牽引點的位置可以左右或上下調節。

動力輸出裝置：動力輸出裝置是將拖拉機發動機的部分甚至全部動力以旋轉機械能的形式傳遞給農業機械的一種工作裝置，主要包括動力輸出軸和動力輸出皮帶輪。

液壓懸掛裝置：液壓提升和控制農業機械的整套裝置稱為液壓懸掛裝置。其功能是:連接和牽引農業機械和工具；操縱農業機械升降；控制農業機械的耕作深度或提升高度；加重拖拉機驅動輪以提高拖拉機的附著性能；向工作機輸出液壓能，用于其他操作。液壓懸掛裝置由懸掛機構和液壓系統組成。

電氣設備：拖拉機電氣設備主要包括發電機、蓄電池、照明系統、儀表系統、空調系統和導航系統。發電機是負責發電的部件，將機械能轉化為電能供其他用電設備使用。蓄電池負責儲存電能，并在需要時為整個電氣系統提供穩定的電源；照明系統包括前照燈、示寬燈、尾燈等。，用于提供夜間照明和信號指示；儀表系統一般包括車速表、水溫表、油壓表等。，用于監控和顯示車輛的運行狀態；空調系統通過制冷循環原理將空氣中的熱量排出，為駕駛者創造舒適的駕駛環境；導航系統通過衛星定位技術幫助駕駛員確定當前位置，規劃路線，提供導航信息。

按結構分類

輪式拖拉機。分為兩驅和四驅。兩輪驅動拖拉機通常用于一般農田作業和運輸作業，總輪數和驅動輪數用4X2表示。四輪驅動拖拉機以4X4為代表，主要用于重而粘的農田作業和泥濘道路運輸作業，牽引效率較高。

履帶式拖拉機它主要適用于土壤重而潮濕的土地的野外作業，以及農田水利、土方工程和農田基本建設。手扶拖拉機只有一個行走軸，可以有一個或兩個驅動輪。在農田作業時，操作者通常步行操作，習慣上稱為手扶拖拉機。一些手扶拖拉機還裝有尾輪，用于支撐和輔助轉向。船拖拉機。它主要用于漚制操作。它由船舶底盤支撐，由槳式葉輪驅動。

按目的分類

普通拖拉機。常規結構特征。適用于各種農田移動作業、固定作業和運輸作業，在一般條件下應用廣泛。園藝拖拉機。主要適用于果園、菜地、茶林等地作業。它的特點是體積小、底盤低、功率低、靈活，可以很容易地進入狹窄的空間進行作業。

中耕拖拉機。主要用于中耕，也可用于其他作業。它離地間隙高，行走裝置窄，適用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕。

專用拖拉機。適用于一些特殊的工作環境或有特殊需求的工作。比如山地拖拉機適合在山區作業，漚麻拖拉機適合在水田作業，葡萄園拖拉機適合在葡萄園作業。

按功率分類

大型拖拉機。功率超過73.6千瓦(100馬力)。

中型拖拉機。功率14.7~73.6千瓦(20~100馬力)。

小型拖拉機。功率在14.7千瓦(20馬力)以下。

按駕駛模式分類

純電驅動。電動拖拉機主要用于高原缺氧、地下礦山、易燃易爆場所等有特殊需要的場所。

內燃機驅動。傳統拖拉機主要采用的駕駛方式也是目前主流的拖拉機駕駛方式。

混合動力驅動?；旌蟿恿ν侠瓩C多用于農田管理等環境工作，可以提高工作效率，減少污染排放。

由于拖拉機根據結構、功率等國家標準不同而不同，所以以50kW以下普通輪式拖拉機的主要性能要求為例:

1.動力輸出軸的性能

拖拉機

在發動機額定轉速下，動力輸出軸的最大功率不得低于企業規定值的95%，且不得超過發動機額定功率(12h)。對于全功率輸出軸，企業規定的值不得小于發動機額定功率的0.85倍(12h)。

動力輸出軸在變載荷下的平均燃油消耗率:不大于22.06 kw的拖拉機應不大于365g/(kW·h)；22.06 kW~50 kw的拖拉機應不大于350g/(kW·h)。動力輸出軸的扭矩儲備率應不低于15%。動力輸出軸最大扭矩點的轉速與動力輸出軸最大功率點的轉速之比(發動機額定轉速下)不得大于75%。

2.無后動力輸出軸拖拉機的發動機性能發動機額定功率(12h):在額定轉速下，不小于發動機銘牌的95%。發動機臺架試驗表明，變負荷下的平均燃油消耗率不應大于310g/(kW·h)。發動機臺架試驗時，發動機扭矩儲備率應不低于12%。發動機臺架試驗時，發動機最大扭矩點轉速與最大功率點轉速之比不應大于80%。

3.牽引性能

拖拉機的最大牽引力應滿足企業的要求。拖拉機的最大牽引功率不小于發動機額定功率的0.75倍(12h)。拖拉機在最大牽引功率條件下的燃料消耗率:(1)不大于22.06千瓦的拖拉機應不大于355克/(千瓦·小時)；(2)22.06千瓦~ 50千瓦的拖拉機應不大于340克/(千瓦·小時)。

4.起動性能

拖拉機應能在-5℃的環境溫度下平穩起動。

5.高溫性能

當環境溫度為40C時，應進行拖拉機的高溫性能試驗。發動機冷卻液溫度應低于100C(壓力水箱應為企業規定的數值)，發動機潤滑油溫度和排氣溫度、拖拉機變速器和液壓系統油溫不得高于企業規定的最高限值。

6.液壓懸掛性能

牽引車(加載點在懸掛軸后610 mm處)的最大提升力不應小于企業規定的數值，每千瓦牽引功率的提升力不應小于300 N。在企業規定的最大提升力下，提升時間應不超過3 s，提升過程中不允許出現晃動、爬行、異響、漏油、安全閥開啟等現象；30分鐘的靜態沉降不應大于加載點提升行程的4%。對于具有液壓輸出功能的拖拉機，最大液壓輸出功率與發動機額定功率(12 h)的比值應不小于10%。

7.結構比質量

拖拉機結構比重:(1)兩輪驅動拖拉機應不大于60kg/kw；；(2)四輪驅動拖拉機不得超過65公斤/千瓦。

8.可靠性

拖拉機可靠性試驗的平均無故障時間(MTBF)應不小于210 h，無故障綜合得分值(Q)應不小于70。

隨著時代的發展，拖拉機也在不斷創新和改進。現在拖拉機的種類和大小很多，可以滿足農、林、牧、副、漁業等行業的生產需要，也為工業產品的生產提供支持。拖拉機已經成為國民經濟中不可缺少的生產工具。

在農業運輸中，輪式和履帶式拖拉機可用于一般農田作業和運輸作業，在重土重載的農田作業和泥路運輸作業中具有較高的牽引效率。

中耕作業時，中耕拖拉機離地間隙較高，行走裝置較窄，可用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕作業。

在林業采伐和運輸中，由于林區惡劣的工作條件(如在森林、伐木場地不平的多石地區、坡地、冰雪地等。)，專用林業拖拉機進行作業，一般配備林業生產專用設備，如絞車、運稻機、帶抓木機的液壓升降臂、撫育集材的拖車和各種森林經營機械等。