履帶式拖拉機(jī)的技術(shù)特征與操作使用要點(diǎn)

高迎芬

(黑河市愛(ài)輝區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站，黑龍江 黑河 164300)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平實(shí)現(xiàn)了快速提升，在農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用合理性明顯提升，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品與我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域需求更契合，有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)質(zhì)量的提升。拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的農(nóng)機(jī)設(shè)備，拖拉機(jī)作為基礎(chǔ)動(dòng)力機(jī)械，能與多種農(nóng)機(jī)具組成機(jī)組進(jìn)行耕整地、播種等常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。隨著大功率拖拉機(jī)的逐步普及，輪式拖拉機(jī)在具備高性能的同時(shí)，也展現(xiàn)出了轉(zhuǎn)彎困難、土壤壓實(shí)等問(wèn)題，尤其在地形地勢(shì)不良的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，履帶式拖拉機(jī)在行駛穩(wěn)定性、適應(yīng)性方面更具優(yōu)勢(shì)。

1 履帶式拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)

履帶式拖拉機(jī)作為拖拉機(jī)產(chǎn)品的一種類(lèi)型，其主體結(jié)構(gòu)組成與普通輪式拖拉機(jī)類(lèi)似，主要由動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等組成。與輪式拖拉機(jī)最大的差異在于行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其底盤(pán)根據(jù)履帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括機(jī)架、驅(qū)動(dòng)輪、懸架、支重輪、履帶、托鏈輪、張緊輪等主體結(jié)構(gòu)。履帶式拖拉機(jī)多采用橡膠履帶，橡膠履帶包覆于驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托鏈輪、張緊輪四大輪系之外，利用張緊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)張緊，驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)為整個(gè)履帶系統(tǒng)提供動(dòng)力，帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)與地面形成良好的附著力，驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)前行[1]。其中驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、張緊輪組成了履帶與地面的支撐骨架，保證履帶與地表面均勻接觸，而托鏈輪用于支撐履帶的上邊部分，使履帶不會(huì)下垂，并有效降低行駛過(guò)程因傳動(dòng)不均而產(chǎn)生的振動(dòng)。

1.機(jī)架；2.驅(qū)動(dòng)輪；3.懸架；4.支重輪；5.履帶；6.托鏈輪；7.張緊輪

除行走系統(tǒng)的差異性外，履帶式拖拉機(jī)的其他系統(tǒng)組成與普通輪式拖拉機(jī)類(lèi)似，其中動(dòng)力系統(tǒng)主要以柴油機(jī)為主，近年來(lái)也有少量混動(dòng)或其他新能源動(dòng)力機(jī)型；傳動(dòng)系統(tǒng)的主要功能是將動(dòng)力系統(tǒng)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制系統(tǒng)控制行走系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，與普通輪式拖拉機(jī)相比，履帶式拖拉機(jī)后橋位置沒(méi)有差速器裝置，在中央傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)位置之間裝配有2個(gè)轉(zhuǎn)向離合器，用以分別控制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)轉(zhuǎn)；履帶式拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制原理與輪式拖拉機(jī)存在一定差異，履帶式拖拉機(jī)是依靠控制室控制左右兩側(cè)履帶的差速器產(chǎn)生速度差結(jié)合制動(dòng)系統(tǒng)的單側(cè)制動(dòng)功能，一側(cè)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，另一側(cè)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢，則向慢速履帶一側(cè)轉(zhuǎn)彎。履帶式拖拉機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)多采用液壓傳動(dòng)制動(dòng)技術(shù)(HST)，利用杠桿原理驅(qū)動(dòng)剎車(chē)片實(shí)現(xiàn)制動(dòng)[2]。除此之外，履帶拖拉機(jī)配套的電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能與普通輪式拖拉機(jī)類(lèi)似。

2 履帶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)特征

履帶拖拉機(jī)的行駛主要通過(guò)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)履帶系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)，拖拉機(jī)的履帶系統(tǒng)采用左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布局，通過(guò)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)履帶做卷繞運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)前進(jìn)或后退。履帶拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率可通過(guò)式(1)進(jìn)行計(jì)算

(1)

式中：ηm—驅(qū)動(dòng)效率；

Pk—驅(qū)動(dòng)輪上功率，kW；

Pe—柴油機(jī)輸出功率，kW；

Mk—驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩，N·m；

Me—柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，N·m；

ωk—驅(qū)動(dòng)輪的角速度，rad·s-1；

ωe—柴油機(jī)曲軸的角速度，rad·s-1。

理論驅(qū)動(dòng)效率約為0.87～0.9，驅(qū)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的損失主要來(lái)自于摩擦阻力。當(dāng)履帶拖拉機(jī)行駛時(shí)，柴油機(jī)動(dòng)力輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩Me并帶動(dòng)履帶驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩Mk，在履帶張緊力產(chǎn)生的摩擦力作用下，帶動(dòng)履帶卷繞，產(chǎn)生與靜止地面之間的角速度，驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)做前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。

在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，履帶式拖拉機(jī)在配套農(nóng)機(jī)具田間生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中也會(huì)在履帶與地面之間產(chǎn)生少量滑轉(zhuǎn)，導(dǎo)致實(shí)際行駛速度低于理論行駛速度，造成驅(qū)動(dòng)效率的進(jìn)一步降低。但與輪式拖拉機(jī)相比，履帶結(jié)構(gòu)與土壤產(chǎn)生的滑轉(zhuǎn)率更低，因此，履帶拖拉機(jī)對(duì)柴油機(jī)的輸出功率實(shí)際利用率更高，通常情況下輪式拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率僅為55%～65%，而履帶式拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率可達(dá)70%以上。

3 履帶式拖拉機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 對(duì)不良地形適應(yīng)性好

與輪式拖拉機(jī)相比，履帶式拖拉機(jī)在以下地形具有明顯作業(yè)優(yōu)勢(shì)。1)丘陵、山地農(nóng)田，對(duì)于存在一定坡度的耕地，履帶式拖拉機(jī)具有更好的底盤(pán)穩(wěn)定性，行駛過(guò)程不易發(fā)生側(cè)傾，具有更好的穩(wěn)定性和安全性，且在坡地進(jìn)行耕整地作業(yè)時(shí)能更好地保證耕作深度和耕作均勻性，提高耕整地質(zhì)量；2)濕度大、黏重土壤，履帶式拖拉機(jī)能有效避免行駛過(guò)程中因土壤濕滑而出現(xiàn)誤車(chē)、打滑，提高行駛均勻性。

3.2 降低對(duì)耕地的不利影響

由于采取了履帶式底盤(pán)，拖拉機(jī)行駛過(guò)程中對(duì)耕地的接地面積變大，附著力變強(qiáng)的同時(shí)對(duì)土壤的壓實(shí)作用明顯減弱，以73.55 kW(100馬力)拖拉機(jī)的犁耕作業(yè)為例，對(duì)土壤產(chǎn)生的接地比壓強(qiáng)僅為約45～55 kPa，而輪式拖拉機(jī)同等類(lèi)型的作業(yè)產(chǎn)生的接地比壓強(qiáng)超過(guò)100 kPa，有效避免拖拉機(jī)作業(yè)過(guò)程造成的耕層破壞。同理，采用履帶式底盤(pán)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，能減緩耕地犁底層的形成，提高土壤蓄水保墑能力，減少深耕、深松作業(yè)次數(shù)[3]。

3.3 牽引性能優(yōu)越

履帶式拖拉機(jī)因具有良好的附著力和牽引力優(yōu)勢(shì)，在相同發(fā)動(dòng)機(jī)功率和相同機(jī)械重量和作業(yè)方式下，履帶式拖拉機(jī)的牽引力可達(dá)到普通輪式拖拉機(jī)的1.3～1.5倍，在丘陵山地或黏重土壤耕地作業(yè)時(shí)，履帶式拖拉機(jī)的牽引力可能達(dá)到普通輪式拖拉機(jī)的1.8～2.0倍。從驅(qū)動(dòng)效率來(lái)看，履帶式拖拉機(jī)的動(dòng)能利用率更高，可達(dá)70%以上，驅(qū)動(dòng)效率約為普通輪式拖拉機(jī)約1.27倍。可見(jiàn)，要達(dá)到相同的作業(yè)效果，履帶式拖拉機(jī)所需的牽引動(dòng)力更小，節(jié)能環(huán)保性更好[4]。

3.4 生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)顯著

拖拉機(jī)配套農(nóng)機(jī)具進(jìn)行作業(yè)，主要完成耕整地、播種、施肥、植保等作業(yè)。從日常工作對(duì)拖拉機(jī)性能要求來(lái)看，耕整地作業(yè)對(duì)拖拉機(jī)性能要求更高，拖拉機(jī)底盤(pán)穩(wěn)定性、抓地附著力、牽引力等指標(biāo)成為影響耕整地作業(yè)的關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)對(duì)于播種均勻性、植保均勻性均會(huì)產(chǎn)生明顯影響[5]。同時(shí)，履帶式拖拉機(jī)具有很高的作業(yè)效率，在直線行駛時(shí)穩(wěn)定性好，抗傾斜、坑洼能力好，在地頭轉(zhuǎn)彎掉頭時(shí)所需半徑小，無(wú)論大田還是小塊田地都具有較好的適應(yīng)能力。

4 履帶式拖拉機(jī)的不足之處

履帶式拖拉機(jī)主要包括以下幾方面：一是履帶式行走系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比輪式行走系統(tǒng)更為復(fù)雜，長(zhǎng)時(shí)間使用后，驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、張緊輪等容易產(chǎn)生磨損，且履帶也易產(chǎn)生較大磨損，在維修時(shí)操作難度較高，維修經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)較大；二是履帶式拖拉機(jī)普及率不高，我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的履帶式拖拉機(jī)種類(lèi)很少，只有一拖集團(tuán)等少數(shù)企業(yè)有相關(guān)產(chǎn)品或進(jìn)行相關(guān)研發(fā)，拖拉機(jī)的配件、標(biāo)準(zhǔn)件總體售價(jià)較高，在農(nóng)村地區(qū)存在維修保養(yǎng)不便等問(wèn)題。

5 操作使用要點(diǎn)

5.1 駕駛資格與設(shè)備檢查

在駕駛履帶式拖拉機(jī)之前必須做好以下準(zhǔn)備工作：第一，履帶式拖拉機(jī)的駕駛員必須具備足夠的駕駛能力，需要參加拖拉機(jī)企業(yè)培訓(xùn)并考取履帶式拖拉機(jī)的駕駛資格，同時(shí)，駕駛員還必須認(rèn)真掌握履帶式拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特征，具備維護(hù)保養(yǎng)的知識(shí)和故障判斷的能力；第二，履帶式拖拉機(jī)必須具備良好的技術(shù)性能，按時(shí)參加農(nóng)機(jī)年檢，并按照維護(hù)保養(yǎng)要求及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)與檢修；第三，作業(yè)前還必須對(duì)拖拉機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行檢查，靜態(tài)時(shí)檢查履帶、驅(qū)動(dòng)輪、張緊輪等是否存在磨損問(wèn)題，檢查關(guān)鍵部件的緊固、潤(rùn)滑狀態(tài)，并在啟動(dòng)后檢查轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)功能是否正常，確認(rèn)無(wú)誤后方可參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

5.2 行駛操作要點(diǎn)

行駛操作應(yīng)主要注意以下幾方面內(nèi)容：第一，履帶式拖拉機(jī)起步時(shí)應(yīng)松開(kāi)制動(dòng)并分離主離合器，查看駕駛室各個(gè)儀表狀態(tài)是否正常，待怠速平穩(wěn)后掛前進(jìn)擋起步；第二，盡管履帶式拖拉機(jī)的底盤(pán)穩(wěn)定性更好，但在坡度較大的地面行使仍需進(jìn)行嚴(yán)格判斷，當(dāng)與行駛方向相垂直的坡度大于25°，則存在較大側(cè)傾風(fēng)險(xiǎn)，盡量避免在危險(xiǎn)坡地作業(yè)，同時(shí)，在垂直上下坡時(shí)，應(yīng)控制好車(chē)速，切不要猛轉(zhuǎn)彎，以免側(cè)翻，在下坡時(shí)嚴(yán)禁空擋滑行，以防側(cè)翻；第三，田間作業(yè)時(shí)通常地頭空間較小，當(dāng)轉(zhuǎn)彎半徑較小時(shí)，應(yīng)控制制動(dòng)系統(tǒng)降低速度，再操作轉(zhuǎn)向桿進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎完成后應(yīng)先將制動(dòng)器松開(kāi)，然后放松轉(zhuǎn)向桿；第四，田間行駛時(shí)若存在較大坑洼，應(yīng)通過(guò)控制制動(dòng)系統(tǒng)減速后使拖拉機(jī)緩慢通過(guò)，不可采取半分離離合器的方式減速通過(guò)[6]。

5.3 使用后的維護(hù)保養(yǎng)

履帶式拖拉機(jī)經(jīng)過(guò)作業(yè)季的使用后，必須對(duì)機(jī)體進(jìn)行全面清理，除去表面的灰塵、雜物，做好傳動(dòng)軸、履帶輪系的防銹保養(yǎng)，并將機(jī)體內(nèi)的冷卻液、潤(rùn)滑油放凈，將履帶式拖拉機(jī)存放于地勢(shì)平整的室內(nèi)，并做好防潮、防塵工作。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，履帶式拖拉機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用具有穩(wěn)定性、通過(guò)性、動(dòng)力性、節(jié)能性等多重優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于地形地勢(shì)不良地區(qū)適用性更強(qiáng)。利用履帶式拖拉機(jī)配套旋耕、深松、播種、收獲等農(nóng)機(jī)具進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，有利于提高作業(yè)效率，并降低機(jī)械化作業(yè)對(duì)耕地土壤的壓實(shí)與破壞，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。但在我國(guó)拖拉機(jī)使用中，履帶式拖拉機(jī)的占比較低，很多農(nóng)民對(duì)于履帶式拖拉機(jī)缺乏必要的駕駛操作能力，盲目操作可能造成人身安全和機(jī)械故障等威脅，駕駛員應(yīng)全面掌握履帶式拖拉機(jī)的駕駛操作技術(shù)，明確操作要點(diǎn)，按照規(guī)范駕駛操作，確保履帶式拖拉機(jī)的性能得以充分發(fā)揮。

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