拖拉机智能化技术

温 健

拖拉机是各类农机具主要的动力输出源，能体现国家的农业现代化程度和农业机械化水平。山东省作为农业大省，也是农机化强省，山东省的拖拉机发展水平一直走在了全国的前列，到2019年拖拉机总功率达到4.16×107kW。根据国家“十四五”要求提高单产水平，就需要进一步提高拖拉机的智能化水平，淘汰老旧高能耗拖拉机。

目前，信息技术、数据遥感采集技术、机电液一体化控制技术、卫星定位导航技术等智能化技术的飞速发展，为拖拉机智能化水平的提高提供了强有力的技术支撑，拖拉机智能化以自动驾驶、协同智能操控、节能高效、数据采集传输、监控自检、电子导航、测控传感等现代化技术应用为主攻方向，通过产品核心技术研究，关键零部件匹配技术研究，负载传感的电控液压控制技术、机载CAN总线技术研究及整机控制策略模块化开发，通过定位导航、自动转向、绿色环保动力、智能多态开关、电控换向风扇、电液悬挂、电控液压和动力输出、智能物联、作业监控等工作装置实现整机的协同匹配。拖拉机智能化技术主要具有以下特点：

一、技术创新性

（一）自动驾驶：根据车辆当前位置与期望路径的偏差，不断地调节方向盘转角和车速，直至达到目的地。

（二）电液控制技术：①电控前驱动和后动力输出。根据按钮发送的电信号控制换向阀进入指定的工作状态，通过液压油的通断和压力驱动湿式离合器接合或分离，最终实现对前驱和动力输出的精准控制。②电控提升。采用成套的电气及液压元件，对车辆的悬挂系统进行精确控制，实现位置控制、阻力控制、位置阻力综合控制等功能。在整个作业工程中，实现悬挂根据负载及周边环境的变化进行自动调节控制。

（三）作业监控和故障诊断：车辆集成多种传感器实现耕地面积、地形等田间信息的实时采集，基于位置感知技术构建田间作业信息地图，并制定基于农机智能化终端的相关数据远程通信技术及传输标准，数据同步传输至企业服务中心数据库中，为农机装备集群协同作业与运维服务提供信息依据和基础支持。通过获取特征参数模拟农机装备的实际运行状态，实时对车辆的关键参数进行监控，获得各项故障报警信息，进行故障诊断。

（四）多功能节油控制技术：通过对作业负荷的监控，精确调节发动机喷油量，控制输出扭矩和功率，最终达到节油的目的。

二、经济实用性

自动驾驶功能可实现不停机连续作业，可在夜间、雾天正常作业，提高机手收益。整机作业精度高，前期播种施肥阶段精准控制种子、肥料等的用量，提高资源利用率，苗期管理阶段，车辆智能躲避苗株，减少浪费，智能控制系统将机手从繁重的劳动中解放出来，使作业效率提高20%。

三、安全环保性

先进的智能控制技术保证了人身和机具安全，夜间、雾天作业时通过自动驾驶保证安全；后带机具作业时通过电业控制实现不下车操作，作业效率高、安全性好；先进的传感和采集技术，既实现作业的精准性，又能监控机具作业状态，显示故障信息，能够及时排除故障，保障整机安全运行；同时可根据作业负荷，智能控制发动机喷油量和输出功率，从而达到节油目的。

四、舒适便捷性

采用电子控制系统可以实现拖拉机自动驾驶和机具智能控制，驾驶员可以轻松完成各种复杂的作业过程，不仅降低了操作难度和劳动强度，而且提高了精准作业质量和效率。智能化电液控制及作业信息数据采集传输等功能，可以提升效率。

网络导航能随时随地通过无线通信网络、交通信息中心进行信息交互。移动设备通过移动通信网络直接连接到Internet的WebGIS服务器，在服务器执行地图存储和复杂计算等功能，实现定位导航、监控作业、无线传输和诊断、实时掌握和了解整机运行情况和作业信息。用户可通过智能物联装置实现定位导航、故障咨询、就近对车辆维护服务，同时可实现网上购件和其他信息服务，既方便又快捷。

拖拉机智能化在增收、节能、环保等方面有着不可比拟的优势，通过拖拉机智能化在自动驾驶、远程监控、智能控制等方面的应用，探求拖拉机智能化发展带来农机化作业的经济、安全、绿色发展。从而为下一步拖拉机智能化政策的提出、基础配件发展、先进技术的引进与自主研发、企业间相互合作等提供发展思路，为拖拉机智能化开创更加广阔的前景。