自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用研究

摘要：自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的普及能夠助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)精準化、智能化。探索更為先進的傳動技術(shù)和控制策略可以進一步提升自動變速器的性能和效率。介紹自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出提升其技術(shù)與性能的措施，分析其應(yīng)用趨勢，以期提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動變速器； 農(nóng)業(yè)機械化； 產(chǎn)學(xué)研合作

中圖分類號：S223 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）03-0078-02

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用自動變速器，能夠根據(jù)作業(yè)條件和需求自動調(diào)整變速比，以實現(xiàn)更精準的操控，從而大幅提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。變速器作為農(nóng)業(yè)機械的核心傳動部件，能夠通過優(yōu)化變速過程來減少能量損失，達到節(jié)能減排的目的。通過分析自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的技術(shù)與性能提升措施，以促進自動變速器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

1 自動變速器及其在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 自動變速器的發(fā)展現(xiàn)狀

自動變速器是現(xiàn)代汽車動力傳輸系統(tǒng)的重要組成部分，其根據(jù)車輛行駛狀態(tài)及駕駛員的操控需求來實現(xiàn)傳動比的自動調(diào)節(jié)，可達到變矩變速的效果。通過精準調(diào)整傳動比和擋位，自動變速器能夠確保發(fā)動機動力得到高效傳遞，并根據(jù)實際駕駛需求進行靈活調(diào)節(jié)[1]。在加速、減速和巡航過程中，自動變速器均能通過智能換擋策略來提升整車的駕駛性能與燃油經(jīng)濟性。這一技術(shù)的實現(xiàn)不僅依賴于精密的機械結(jié)構(gòu)，更需要電子控制系統(tǒng)與先進算法的支持，是機械、電子、控制等多學(xué)科領(lǐng)域知識的綜合應(yīng)用[2]。行星齒輪式自動變速器作為一種融合了行星齒輪機構(gòu)高效性與自動變速便捷性的先進變速技術(shù)，已成為現(xiàn)代機械傳動領(lǐng)域的重要組成部分。在汽車領(lǐng)域，行星齒輪式自動變速器的應(yīng)用較為廣泛。在工程機械領(lǐng)域，挖掘機、裝載機等重型工程機械在作業(yè)時需要承受巨大的負載和沖擊，而行星齒輪式自動變速器憑借其強大的承載能力和穩(wěn)定的傳動性能，能夠確保這些設(shè)備在惡劣的工作環(huán)境下穩(wěn)定運行。

1.2 自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械通常需要在各種復(fù)雜的工作環(huán)境和條件下作業(yè)，因此自動變速器需要具備良好的適應(yīng)能力和調(diào)節(jié)能力，以應(yīng)對不同情況。自動變速器的換擋平順性、燃油經(jīng)濟性、可靠性、耐久性、適應(yīng)性及靈活性是其在農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用中需要綜合考慮的關(guān)鍵性能指標。這些指標的提升有助于優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的性能，提高作業(yè)效率，推動農(nóng)業(yè)機械行業(yè)持續(xù)發(fā)展。近年來，國內(nèi)農(nóng)用機械總動力持續(xù)增長，從2020 年的10.56 億kW增長至2023年的11.29 億kW，2024年我國農(nóng)業(yè)機械總動力有望增長至11.54 億kW，農(nóng)業(yè)機械化顯示出整體推進的態(tài)勢。隨著自動變速器的普及與技術(shù)成熟度的提高，部分拖拉機、收割機等農(nóng)業(yè)機械已開始嘗試使用自動變速器，但應(yīng)用范圍不廣，技術(shù)水平有待提升。這既是我國農(nóng)業(yè)機械發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，也是未來技術(shù)進步與創(chuàng)新的重要方向。

2 自動變速器的技術(shù)與性能提升措施

2.1 材料與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在現(xiàn)代自動變速器的設(shè)計制造過程中，采取多種先進的輕量化材料，可以提升變速器的整體性能。高強度鋁合金、鈦合金及碳纖維復(fù)合材料等新型材料得到了廣泛應(yīng)用，這些材料不僅具有較高的強度和耐久性，還可以減輕變速器的整體質(zhì)量。在齒輪設(shè)計方面，通過對齒輪的形狀、材料和熱處理工藝進行精細調(diào)整，可以減少齒輪在高速轉(zhuǎn)動過程中的摩擦和磨損，不僅增強了齒輪的承載能力，使其在高負荷條件下仍能保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，同時也提高了傳動效率，使變速器的性能得到進一步提升。在自動變速器的潤滑系統(tǒng)改進方面，通過優(yōu)化潤滑系統(tǒng)，采用更高效、環(huán)保的潤滑材料和潤滑方式，能夠有效減少變速器內(nèi)部零件之間的摩擦和磨損，并能延長變速器的使用壽命。

2.2 智能控制策略優(yōu)化

在自動變速器內(nèi)部集成高精度的轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，可以實現(xiàn)對變速器運行狀態(tài)的實時精確監(jiān)測。這些傳感器能夠捕捉變速器內(nèi)部的細微變化，包括齒輪轉(zhuǎn)速、油溫、油壓等關(guān)鍵參數(shù)，并實時傳輸至控制系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)為智能控制算法提供了重要支撐，使變速器能更精準地響應(yīng)駕駛指令，從而提升駕駛的平順性和響應(yīng)性。自適應(yīng)控制算法能夠根據(jù)車輛的實時行駛狀態(tài)及駕駛員的個性化駕駛習慣來自動調(diào)整變速器的換擋策略。采用遠程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)可以對自動變速器的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和故障診斷，能夠?qū)崟r收集并分析變速器的運行數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異?；驖撛趩栴}，系統(tǒng)便立即進行預(yù)警和提示。遠程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)不僅提高了變速器的可靠性，還提升了維護效率，降低了因變速器故障而導(dǎo)致的車輛停駛風險。

3 自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用趨勢

3.1 智能化和無人駕駛技術(shù)融合趨勢

農(nóng)業(yè)機械智能化技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了自動變速器的性能。作為農(nóng)業(yè)機械的核心組件，自動變速器通過高度智能化的算法和控制機制實現(xiàn)了對作業(yè)過程的精確把控。農(nóng)業(yè)機械自動駕駛技術(shù)系統(tǒng)主要包括環(huán)境感知、工況感知、決策規(guī)劃、橫向控制、縱向控制等關(guān)鍵技術(shù)[3]。智能化技術(shù)不僅優(yōu)化了變速器的響應(yīng)速度和準確性，還有效提高了農(nóng)機作業(yè)的效率和精度，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有力支持。無人駕駛技術(shù)的崛起也為農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展提供了助力。通過集成先進的無人駕駛系統(tǒng)，自動變速器能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)機作業(yè)自主導(dǎo)航和精確執(zhí)行。無人駕駛技術(shù)降低了人工操作的難度，使農(nóng)機作業(yè)不再受限于人工經(jīng)驗和技能水平，提高了作業(yè)的一致性和穩(wěn)定性。

3.2 綠色低碳技術(shù)融合

在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械綠色低碳發(fā)展的進程中，應(yīng)將節(jié)能減排的創(chuàng)新技術(shù)融入自動變速器中。運用先進的材料科學(xué)、機械設(shè)計和控制工程技術(shù)可以提升自動變速器的傳動效率，使其在工作過程中更匹配農(nóng)機作業(yè)的實際需求，從而有效減少不必要的能源消耗，不僅有助于提高農(nóng)機作業(yè)效率，還能顯著降低溫室氣體的排放量，為綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻力量。可再生能源的利用也為自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用提供了新的可能。隨著太陽能、風能等可再生能源技術(shù)的不斷進步，可以將這些清潔能源應(yīng)用于農(nóng)機的動力系統(tǒng)中。通過合理設(shè)計能源管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)可再生能源與自動變速器的有機結(jié)合，從而達到低碳環(huán)保的目的。

4 結(jié)語

不斷深化技術(shù)創(chuàng)新對于自動變速器在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用至關(guān)重要。通過探索更先進的傳動技術(shù)和控制策略能夠顯著提高自動變速器的性能和效率。進一步拓展自動變速器的應(yīng)用范圍，如拖拉機、收割機等多種農(nóng)業(yè)機械，將更好地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求。高校和科研機構(gòu)在理論研究和技術(shù)創(chuàng)新方面具有顯著優(yōu)勢，而企業(yè)則對市場需求和實際應(yīng)用有著深刻的理解。未來，可以加強產(chǎn)學(xué)研合作，以實現(xiàn)資源共享和優(yōu)勢互補，這對于推動自動變速器技術(shù)的研發(fā)和實際應(yīng)用具有重要意義。

參考文獻

[1] 劉家澤，趙澤明，李博.拖拉機動力換擋變速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車，2023，50（3）：10-14.

[2] 楊彪.拖拉機動力換擋變速器換擋策略研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2019.

[3] 孟志軍，王昊，付衛(wèi)強，等.農(nóng)業(yè)裝備自動駕駛技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2023，54（10）：1-24.