2023年是“农业的根本出路在于机械化”著名论断提出的第64个年头,几十年时间里中国拖拉机制造业潮起潮落,发展到现在已经是国民经济不可或缺并具有相当规模的制造体系。
中国的拖拉机不管是结构、质量、性能、可靠性还是技术含量等方面,都跟发达国家有明显差距,对国内市场需求来说只能做到基本满足。
中国拖拉机制造业起步的标志应该是1955年10月第一拖拉机制造厂破土动工,3年后新中国第一台拖拉机问世,并在随后1年时间里顺利进入量产环节。
1955年到1965年的10年时间中,中国主要是引进和仿制前苏联拖拉机产品,先后建立了一拖、长拖、天拖、鞍山拖等等十余个大中型拖拉机制造企业。
东方红-54型履带拖拉机就是当时非常盛行的一款拖拉机,出现在各种宣传画和报刊媒体上,具有马力大、速度快、油耗低等优点。
70年代进入黄金发展期,东方红54的年销产量达到2万台左右,直到十一届三中全会后,农村实行家庭联产承包责任制,拖拉机市场需求结构出现非常大的变化,原本盛销的大中型拖拉机迅速遇冷。
取而代之的是小四轮和手扶拖拉机得到空前发展,但是因为生产的标准化、通用化、系列化程度比较差,转型期间又有着投资分散和生产管理方式落后等缺点,中国拖拉机制造业产销均出现下降陷入困境。
为了在残酷的市场活下去,数据显示当时有15家大中拖企业被迫转型或兼产小型拖拉机,1979年到1984年短短5年时间中国大中拖企业从65家减少到21家,产量也由12.56万缩减到3.9万台。
东方红54逐步在市场上消失,1999年它的产销量占比已经下降至23%,一直到2016年左右东方红54彻底退出市场。
那个时期中国农业属于领先水平,农业机械行业起步也算比较早的国家,但是随着科学技术的发展,发达国家把握机会率先把先进技术应用到农业机械上,推动农业机械的可靠性、安全性和适应性取得长足发展。
特别是上世纪末以后,随着电子控制、智能控制、机电液一体化等技术在农业机械的应用,农业机械水平不断提高。
而同时期中国拖拉机制造业的发展目标却定位在加大马力上,以中国一拖为例,它在2007年推出动力换挡重型拖拉机,2010年更是把马力推动到200匹以上。
中国拖拉机在马力不断加强的时候,像电控技术、液压技术、传感器、控制策略以及人机交互上面缺少深入研究,技术发展滞后,跟发达国家的拖拉机存在明显差距。
液压悬挂系统作为拖拉机的重要组成装置,主要用于农机具的连接、悬挂、提升、下降以及作业深度控制方面。
液压悬挂系统功能的优劣直接影响拖拉机的田间作业质量,也是判断拖拉机性能的重要指标。
随着电控液压技术的日益完善,在发达国家中大功率拖拉机的悬挂系统上,这项技术被发挥得淋漓尽致。
电控液压悬挂系统以电子信号替代机械反馈信号,通过控制器接收传感器的电子信号,经过处理后输出信号给电液比例阀来控制液压油缸的升降。
国外的主流市场上很多知名公司的大功率拖拉机都装备了电控液压悬挂系统,比如约翰迪尔、纽荷兰,都各自开发了相应的数字化耕深控制系统。
最成熟的无疑是德国BOSCH公司的拖拉机电控液压悬挂系统,该系统分三部分:电气部分、液压部分和机械部分。
控制阀使用LS系统通过负载敏感技术控制阀芯运动,提高拖拉机液压效率,实验结果证明该产品耕深误差小,可以降低拖拉机能耗2%—3%,整体工作效率较高。
1、降低驾驶员作业强度,采用耕深自动控制办法,耕地作业时只需要在控制面板上设定目标耕深和力度综合度系数就可以,此举可以大幅降低驾驶员的劳动强度,让驾驶员从传统的手动调节耕深操作中解放出来,专注于拖拉机的田间行驶。
2、提升拖拉机的智能化、自动化水平,通过和GPS导航技术、CAN总线技术和高精度传感技术等相结合,实现拖拉机作业智能化控制,让拖拉机更符合未来精细农业的发展要求。
相比起国外运用广泛的电控液压悬挂技术,国内大部分拖拉机仍然采用传统的液压悬挂控制技术控制作业深度,只有部分大中马力拖拉机上有配置电液悬挂系统。
中国拖拉机传统液压悬挂系统耕深控制方式主要有三种:高度调节、力调节和位调节。
高度调节是通过驾驶员调节农机具上地轮的高低位置,来改变地轮和农机具工作部件底平面之间的相对位置。
力调节和位调节都是通过驾驶员控制调节手柄,让农机具维持在某个位置不变方便进行作业。
这种手动控制在实际作业中存在不少缺点,比如耕深控制精度低,三种方式都是机械式调节,误差很大。
工作时不可以采用两种或两种以上的耕深控制方式,并且一旦选用某种调节方式还不能随时更换,必须停机后驾驶员才能选择另一种作业方式。
不能进行滑转率控制也是很大的问题,如果驾驶调节不当或拖拉机功率不足时,就会出现拖拉机驱动轮打滑、排气管冒黑烟现象,既降低了作业效率还平白增加油耗。
落后意味着要挨打,中国农业大学、南京大学、江苏大学等高校意识到该方面的差距,近年来不断深入研究自动耕深控制技术的智能控制算法、CAN总线传输技术、多参数调节技术等等。
一起参与进来的还有中国部分企业,比如悦达智能农业装备有限公司,这家公司综合考虑市场与成本后,研究出一款适合中国国情的力位综合控制的新型电控液压悬挂系统。
驾驶室方面传统拖拉机要求比较简单,能遮风挡雨足矣,但如今拖拉机驾驶室里面在保证视野的基础上,更注重安全性、舒适性、可靠性,要求智能化、信息化,需要完成拖拉机的大部分信息显示记录、驾驶操控和远程通信等功能。
以凯斯纽荷兰的Magnum系列拖拉机驾驶室为例,安全性是它非常看重的一个方面,配置有减震悬架,可以隔离地盘震动,保证驾驶平稳。
座椅下还装有空气悬浮系统,能让驾驶员进行40°右转,实现180°全方位视野,该驾驶室的控件位于右上方,一切都在驾驶员的视野之内,不管是田间行驶还是操作都极为方便。
装有多重控制的扶手控制台和ICP直观控制面板,所有重要操作都继承在一个简单的控制器上,可以实现速度选择、转向、油门等多个功能。
配备智能空调实现驾驶室温度自动控制,方向盘也能够倾斜和调节高度,右前立柱上的显示与控制面板能让驾驶员实时了解到拖拉机的系统状况、滑转率、已耕作面积和维护提醒等,一旦出现警告信息会马上向驾驶员报警,并在必要时自动关闭发动机。