拖拉机研制报告 .pdfVIP

第一章绪论

1.1研究背景、目的及意义

拖拉机作为农业生产中的重要机械，承担着多数田间作业和运输作业任务，

可进行耕作、播种、施药、施肥等作业。其主要特点是挡位多，传动比大，作业

速度范围宽，可从0.5km/h到30km/h，工作环境多变，外界负荷波动大，进行

不同作业时需匹配不同农机具，操纵控制复杂。

手动换挡拖拉机行驶中需频繁换挡，以适应外界负荷变化和作业要求，驾

驶员劳动强度大，且难以保证拖拉机运行在最佳发动机工况，造成动力输出损失

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和耗油量增加。近年来随着拖拉机功率的提高，配套农机具的工作幅宽和机组

田间作业速度有了很大提升，加上联合作业农机具的大量使用，更是加大了拖拉

机驾驶员工作强度和难度。实现拖拉机自动换挡，不仅能让驾驶员从频繁地换挡

操作中解放出来，更加专注于对配套农具的操作，大大提升作业质量和工作效益，

而且可避免由人工换挡操作不当引起的换挡冲击和动力损失，提高传动系统寿命，

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提高燃油经济性。目前，国外拖拉机自动变速器发展已从上世纪50年代的理

论试验研究阶段步入了实用阶段，尤其是大功率拖拉机已普遍装配自动变速器。

以凯斯、约翰迪尔、芬特等拖拉机生产厂商为代表生产的装配动力换挡自动变速

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器、静液压功率分流自动变速器拖拉机成为市场主流。而国内拖拉机自动变速

器技术水平仅处于理论研究阶段，未能实际生产出拖拉机用自动变速器。部分厂

家通过与国外公司合作生产出少量自动变速拖拉机，但尚未形自主技术体系，不

能够起到主导市场作用。大部分拖拉机依旧以手动变速器技术为主，且主要采用

滑动齿轮和啮合套式手动变速器，此类变速器同等于欧美发达国家上世纪60年

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代水平，因此可看出国内拖拉机自动变速器水平技术远落后于国外。近年来，

随着农业机械化的发展和土地流转政策出台，许多地方成立农业合作社，使国内

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对大功率拖拉机需求更加强劲，而大功率拖拉机因操纵复杂，大多装配自动变

速器。虽然国外大功率拖拉机目前大都装配自动变速器，但国内大功率拖拉机依

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然使用手动变速器。主要原因在于国外厂家对于自动变速技术的垄断，造成此

类拖拉机价格偏高，农民购买负担重，而国内自动变速拖拉机技术水平过低，无

自主生产自动变速拖拉机能力。因此研究发展拖拉机自动变速技术十分必要，不

但能实现我国拖拉机自动变速器技术自主化，降低生产成本，而且能够为我国农

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业机械化发展提供助力。

自动变速技术在汽车领域的应用已十分广泛。随着电子控制技术等科学的

发展，自动变速技术日趋智能化，多元化，性能也是稳步提高。汽车主要进行公

路运输作业，工作环境单一，牵引力较小，车速高，这与以田间作业为主的拖拉

机差异很大，若直接将汽车变速技术直接应用于拖拉机上，将无法满足拖拉机使

用。因而拖拉机自动变速器的研制需根据拖拉机自身特点来进行。

自动换挡变速器其研究主要体现在结构形式的研究、控制系统的研究、换挡

规律的研究。其中，换挡规律作为自动换挡控制核心，其性能决定着车辆的动力

性、经济性、安全性。对于主要在田间作业的拖拉机，工作环境多变，还需牵引

农机具，与汽车相比更为复杂，因此拖拉机换挡规律的研究十分必要。本文重点

研究拖拉机自动换挡规律，制定出满足拖拉机使用要求的换挡规律，加快我国拖

拉机自动变速技术的发展脚步，提高农业生产效率。

1.2拖拉机自动换挡技术发展现状

1.2.1拖拉机自动变速器类别

自从世界首台拖拉机诞生以来，其技术水平的发展横跨上个世纪。上世纪末，

随着电子控制及信息技术的迅速发展，拖拉机整体性能和功能得到了迅猛发展，

而作为拖拉机重要组成部分的变速器，从传统手动变速器发展到如今全自动、有

级式、无极式多种类型。拖拉机作为农业动力机械，其工作环境的特殊性，造就

了拖拉机挡位多、功率大、速度低等特点，其自动变速器的发展也有着与其他车

辆不同之处，目前拖拉机应用较多的自动变速器可分为以下3种：动力换挡变速

器（全动力换挡、部分动力换挡）、静液压式无极变速器、静液压功率分流无极

变速器[7-8]。