履带式拖拉机的技术特征与操作使用要点

高迎芬

(黑河市爱辉区农业机械化技术推广站，黑龙江 黑河 164300)

0 引言

近年来，我国的农业机械化水平实现了快速提升，在农业机械总动力持续增长的同时，农业机械的应用合理性明显提升，农机产品与我国农业生产的区域需求更契合，有利于农业机械化生产质量的提升。拖拉机是农业生产中应用最多的农机设备，拖拉机作为基础动力机械，能与多种农机具组成机组进行耕整地、播种等常规农业生产作业。随着大功率拖拉机的逐步普及，轮式拖拉机在具备高性能的同时，也展现出了转弯困难、土壤压实等问题，尤其在地形地势不良的农业生产区，履带式拖拉机在行驶稳定性、适应性方面更具优势。

1 履带式拖拉机的结构

履带式拖拉机作为拖拉机产品的一种类型，其主体结构组成与普通轮式拖拉机类似，主要由动力系统、传动系统、行走系统、转向系统、制动系统、电气系统、液压系统等组成。与轮式拖拉机最大的差异在于行走系统的结构，其底盘根据履带结构特点进行设计，主体结构如图1所示，包括机架、驱动轮、悬架、支重轮、履带、托链轮、张紧轮等主体结构。履带式拖拉机多采用橡胶履带，橡胶履带包覆于驱动轮、支重轮、托链轮、张紧轮四大轮系之外，利用张紧结构实现张紧，驱动轮转动为整个履带系统提供动力，带动履带运转与地面形成良好的附着力，驱动拖拉机前行[1]。其中驱动轮、支重轮、张紧轮组成了履带与地面的支撑骨架，保证履带与地表面均匀接触，而托链轮用于支撑履带的上边部分，使履带不会下垂，并有效降低行驶过程因传动不均而产生的振动。

1.机架；2.驱动轮；3.悬架；4.支重轮；5.履带；6.托链轮；7.张紧轮

除行走系统的差异性外，履带式拖拉机的其他系统组成与普通轮式拖拉机类似，其中动力系统主要以柴油机为主，近年来也有少量混动或其他新能源动力机型；传动系统的主要功能是将动力系统输出的动力传递给驱动轮，实现通过控制系统控制行走系统的驱动状态，与普通轮式拖拉机相比，履带式拖拉机后桥位置没有差速器装置，在中央传动与驱动轮传动位置之间装配有2个转向离合器，用以分别控制两侧驱动轮的运转；履带式拖拉机的转向系统控制原理与轮式拖拉机存在一定差异，履带式拖拉机是依靠控制室控制左右两侧履带的差速器产生速度差结合制动系统的单侧制动功能，一侧履带运转速度快，另一侧履带运转速度慢，则向慢速履带一侧转弯。履带式拖拉机制动系统多采用液压传动制动技术(HST)，利用杠杆原理驱动刹车片实现制动[2]。除此之外，履带拖拉机配套的电控系统、液压系统结构功能与普通轮式拖拉机类似。

2 履带拖拉机驱动特征

履带拖拉机的行驶主要通过柴油机驱动履带系统运转实现，拖拉机的履带系统采用左右两侧对称布局，通过轮系运转带动履带做卷绕运动驱动拖拉机前进或后退。履带拖拉机的驱动效率可通过式(1)进行计算

(1)

式中：ηm—驱动效率；

Pk—驱动轮上功率，kW；

Pe—柴油机输出功率，kW；

Mk—驱动轮转矩，N·m；

Me—柴油机输出转矩，N·m；

ωk—驱动轮的角速度，rad·s-1；

ωe—柴油机曲轴的角速度，rad·s-1。

理论驱动效率约为0.87～0.9，驱动过程产生的损失主要来自于摩擦阻力。当履带拖拉机行驶时，柴油机动力输出轴输出转矩Me并带动履带驱动轮产生转矩Mk，在履带张紧力产生的摩擦力作用下，带动履带卷绕，产生与静止地面之间的角速度，驱动拖拉机做前进、后退、转弯等动作。

在实际农业生产过程中，履带式拖拉机在配套农机具田间生产作业过程中也会在履带与地面之间产生少量滑转，导致实际行驶速度低于理论行驶速度，造成驱动效率的进一步降低。但与轮式拖拉机相比，履带结构与土壤产生的滑转率更低，因此，履带拖拉机对柴油机的输出功率实际利用率更高，通常情况下轮式拖拉机的驱动效率仅为55%～65%，而履带式拖拉机的驱动效率可达70%以上。

3 履带式拖拉机的技术优势

3.1 对不良地形适应性好

与轮式拖拉机相比，履带式拖拉机在以下地形具有明显作业优势。1)丘陵、山地农田，对于存在一定坡度的耕地，履带式拖拉机具有更好的底盘稳定性，行驶过程不易发生侧倾，具有更好的稳定性和安全性，且在坡地进行耕整地作业时能更好地保证耕作深度和耕作均匀性，提高耕整地质量；2)湿度大、黏重土壤，履带式拖拉机能有效避免行驶过程中因土壤湿滑而出现误车、打滑，提高行驶均匀性。

3.2 降低对耕地的不利影响

由于采取了履带式底盘，拖拉机行驶过程中对耕地的接地面积变大，附着力变强的同时对土壤的压实作用明显减弱，以73.55 kW(100马力)拖拉机的犁耕作业为例，对土壤产生的接地比压强仅为约45～55 kPa，而轮式拖拉机同等类型的作业产生的接地比压强超过100 kPa，有效避免拖拉机作业过程造成的耕层破坏。同理，采用履带式底盘进行农业生产作业，能减缓耕地犁底层的形成，提高土壤蓄水保墒能力，减少深耕、深松作业次数[3]。

3.3 牵引性能优越

履带式拖拉机因具有良好的附着力和牵引力优势，在相同发动机功率和相同机械重量和作业方式下，履带式拖拉机的牵引力可达到普通轮式拖拉机的1.3～1.5倍，在丘陵山地或黏重土壤耕地作业时，履带式拖拉机的牵引力可能达到普通轮式拖拉机的1.8～2.0倍。从驱动效率来看，履带式拖拉机的动能利用率更高，可达70%以上，驱动效率约为普通轮式拖拉机约1.27倍。可见，要达到相同的作业效果，履带式拖拉机所需的牵引动力更小，节能环保性更好[4]。

3.4 生产作业质量优势显著

拖拉机配套农机具进行作业，主要完成耕整地、播种、施肥、植保等作业。从日常工作对拖拉机性能要求来看，耕整地作业对拖拉机性能要求更高，拖拉机底盘稳定性、抓地附着力、牵引力等指标成为影响耕整地作业的关键指标，同时对于播种均匀性、植保均匀性均会产生明显影响[5]。同时，履带式拖拉机具有很高的作业效率，在直线行驶时稳定性好，抗倾斜、坑洼能力好，在地头转弯掉头时所需半径小，无论大田还是小块田地都具有较好的适应能力。

4 履带式拖拉机的不足之处

履带式拖拉机主要包括以下几方面：一是履带式行走系统的结构比轮式行走系统更为复杂，长时间使用后，驱动轮、支重轮、张紧轮等容易产生磨损，且履带也易产生较大磨损，在维修时操作难度较高，维修经济负担较大；二是履带式拖拉机普及率不高，我国企业生产的履带式拖拉机种类很少，只有一拖集团等少数企业有相关产品或进行相关研发，拖拉机的配件、标准件总体售价较高，在农村地区存在维修保养不便等问题。

5 操作使用要点

5.1 驾驶资格与设备检查

在驾驶履带式拖拉机之前必须做好以下准备工作：第一，履带式拖拉机的驾驶员必须具备足够的驾驶能力，需要参加拖拉机企业培训并考取履带式拖拉机的驾驶资格，同时，驾驶员还必须认真掌握履带式拖拉机的结构、技术特征，具备维护保养的知识和故障判断的能力；第二，履带式拖拉机必须具备良好的技术性能，按时参加农机年检，并按照维护保养要求及时进行保养与检修；第三，作业前还必须对拖拉机的关键部件进行检查，静态时检查履带、驱动轮、张紧轮等是否存在磨损问题，检查关键部件的紧固、润滑状态，并在启动后检查转向系统、行走系统、传动系统功能是否正常，确认无误后方可参与农业生产。

5.2 行驶操作要点

行驶操作应主要注意以下几方面内容：第一，履带式拖拉机起步时应松开制动并分离主离合器，查看驾驶室各个仪表状态是否正常，待怠速平稳后挂前进挡起步；第二，尽管履带式拖拉机的底盘稳定性更好，但在坡度较大的地面行使仍需进行严格判断，当与行驶方向相垂直的坡度大于25°，则存在较大侧倾风险，尽量避免在危险坡地作业，同时，在垂直上下坡时，应控制好车速，切不要猛转弯，以免侧翻，在下坡时严禁空挡滑行，以防侧翻；第三，田间作业时通常地头空间较小，当转弯半径较小时，应控制制动系统降低速度，再操作转向杆进行小半径转弯，转弯完成后应先将制动器松开，然后放松转向杆；第四，田间行驶时若存在较大坑洼，应通过控制制动系统减速后使拖拉机缓慢通过，不可采取半分离离合器的方式减速通过[6]。

5.3 使用后的维护保养

履带式拖拉机经过作业季的使用后，必须对机体进行全面清理，除去表面的灰尘、杂物，做好传动轴、履带轮系的防锈保养，并将机体内的冷却液、润滑油放净，将履带式拖拉机存放于地势平整的室内，并做好防潮、防尘工作。

6 结语

综上所述，履带式拖拉机在农业生产中应用具有稳定性、通过性、动力性、节能性等多重优势，尤其对于地形地势不良地区适用性更强。利用履带式拖拉机配套旋耕、深松、播种、收获等农机具进行生产作业，有利于提高作业效率，并降低机械化作业对耕地土壤的压实与破坏，具有良好的经济效益与社会效益。但在我国拖拉机使用中，履带式拖拉机的占比较低，很多农民对于履带式拖拉机缺乏必要的驾驶操作能力，盲目操作可能造成人身安全和机械故障等威胁，驾驶员应全面掌握履带式拖拉机的驾驶操作技术，明确操作要点，按照规范驾驶操作，确保履带式拖拉机的性能得以充分发挥。

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