CVT传动系拖拉机作业效率及经济性对比分析

摘 要：本文针对CVT传动系拖拉机的作业效率及经济性，设计了对比试验验证规程，与传统机械有级挡拖拉机进行了对比试验。通过开展此试验，得出CVT传动系拖拉机在作业效率及经济性方面有明显的优势，作业性能较之传统拖拉机有了大范围的提升。

关键词：CVT；拖拉机；机械有级挡；作业效率

1 引言

众所周知，CVT传动系统是农业拖拉机传动系统的终极目标，也是国家科研机构及制造企业研发的重点和难点。区别于汽车行业，拖拉机传动系，尤其是大马力拖拉机传动系特点是低转速、大扭矩，且要适应变化复杂的田间耕作环境及恶劣的作业条件，这就要求拖拉机CVT传动系统在传递较大扭矩的同时，还要能实现高效稳定灵敏的变速操控以及较好的作业稳定性和可靠性。现在国内研发能力较强的科研机构和拖拉机专业制造企业，诸如中国一拖、潍柴雷沃、潍坊鲁中等，均已经有了相对成熟的技术路线及整体设计方案，并且也进行了小批量的试制及销售。

现在拖拉机主流CVT（Continuously Variable Transmission）传动系统，即无级变速传动系统，能够实现拖拉机在设定的速度区间内进行速度无限可调。目前多采用机械液压双功率合流式无级变速系统，即HMCVT（Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission），该系统由机械变速机构、泵—马达液压无级变速系统、动力分流或汇流行星齿轮机构、电子控制装置及驱动系统等构成，既保留了机械传动的高效率，又通过液压传动与机械传动的结合实现无级变速。传动系统在TCU的精准控制下，与发动机控制系统ECU紧密配合贴合，汇集多区段机械液压行星汇流高效传动系技术、一体式泵马达液压变速单元高效传动技术、CVT动力总成控制技术等多项技术，针对拖拉机田间作业复杂多变的工况，传动系和发动机配比出最优的工作参数，能够实现最佳动力性和最佳燃油经济性。加之CVT传动系拖拉机在整机配置上要高于普通机械换挡拖拉机，驾驶舒适性和操作方便性大大提升，驾驶员能够更加专注于作业安全性和作业质量，故而能全方位提升作业效率和降低单位作业面积的油耗量。本文就将对CVT传动系拖拉机作业效率及经济性进行对比分析。

2 对比试验

CVT拖拉机和参与对比的拖拉机按照标准配套相同规格的液压翻转犁，耕深、作业幅宽要求一致，两台拖拉机驱动方式、标定功率、标定转速、轮胎数量和规格相同，最小使用质量接近，两台车均采用最佳的犁耕作业工况，同一驾驶员操作。作业面积、土壤类型、地形地势、耕前植被种类、种植方式等方面保持一致，试验土壤绝对含水率、土壤坚实度、耕前植被密度、耕前植被高度等偏差不超过5%。试验前，两台拖拉机均应加满同样标号的燃油，冷却液、其他润滑油也应加至标准位置。对比验证作业面积为50亩，中途非故障原因不允许停车。

参与对比的拖拉机为CVT传动系拖拉机和机械有级挡拖拉机各一台，两台拖拉机发动机标定功率均为177kW，标定转速均为2200r/min，轮胎型号相同，前轮420/85R30，后轮520/85R429。两台拖拉机均为四轮驱动，使用质量相近，耕作挡位均选用最佳作业挡位，配套同一型号1LFT-550型液压翻转犁进行犁耕作业，耕深均为28cm。两块作业地块面积相同，前茬作物均为玉米，地形平坦，土壤类型一样，作业条件十分接近。对比试验结果（见表1）。

3 对比试验结果

3.1 作业效率方面

由表1可以看出，作业效率以亩均作业时间表示。CVT传动系拖拉机亩均作业时间为217.23s，机械换挡拖拉机亩均作业时间为309.30s，CVT拖拉机比机械换挡拖拉机作业效率提高29.8%。

3.2 经济性方面

由表1可以看出，CVT传动系拖拉机亩均耗油量为1.8507L，机械换挡拖拉机亩均耗油量为2.4853L，CVT拖拉机比机械换挡拖拉机亩均耗油量降低25.5%。由此可以得出，在本次试验地点、作业面积同等条件下，CVT拖拉机在作业效率和经济性等方面，均展现出了较大优势。

3.3 作业舒适度与精准度方面

由于CVT拖拉机采用了智能操控平台、豪华悬浮驾驶室、负载敏感型液压系统、电液综合控制提升系统结合力位传感形成闭环控制，实现了操纵便捷性与作业精确度的飞跃式提升，相较于传统机械换挡拖拉机，其优势显而易见。这不仅极大地减轻了驾驶员的劳动强度，免除了频8b7c658546d4e2e759201ef36488ba4adaa11939dcf5468e60c8cc390606506c繁换挡与不必要的操作，还让驾驶员能更专注于提升耕作质量，从而自然带动了作业效率的显著提升。

由表1可以看出，CVT拖拉机在正常作业时，驾驶员耳旁噪声仅为75.5dB（A），比机械有级挡拖拉机降低了10.8dB（A）。驾驶员全身振动联合加速度数值为0.206m/s2，也远低于机械有级挡拖拉机，这就充分验证了CVT传动系拖拉机驾驶舒适性、操作方便性大大优于传统机械有级挡拖拉机。

特别是在满负荷作业场景下，当耕深需求超过40cm，面对土壤高比阻及复杂多变的田间环境，CVT拖拉机能够智能感知不同负载需求，及时且精确地调整发动机与传动系统的动力分配，确保始终处于最优作业状态。相较之下，传统机械换挡拖拉机则高度依赖驾驶员的经验判断及车辆反馈（如发动机转速骤降、轮胎打滑等迹象），不得不通过频繁换挡或手动调节油门等方式来应对负载变化，这不仅限制了作业效率，还间接导致了燃油经济性的下降。

两台拖拉机均配置明新一中1LF-550型液压翻转犁，工作幅宽均调整至最大，耕深均在28cm左右。现场试验土质为壤土，拖拉机操作机手为同一机手。作业效率对比结果按亩均作业时间计，P2404-7V型CVT传动系拖拉机比M2404-N型机械有级挡拖拉机提高了29.8%；作业经济性对比结果按亩均耗油量计，P2404-7V型CVT传动系拖拉机比M2404-N型机械有级挡拖拉机降低了25.5%；亩均作业油耗成本，P2404-7V型CVT传动系拖拉机比M2404-N型机械有级挡拖拉机亩均节约4.3元（按照0号柴油6.8元/L计算）。

4 结论

CVT传动系拖拉机，作为当前传统拖拉机技术中的旗舰级产品，其在作业效率、经济性能、驾驶舒适度以及操作便捷性等多个维度上，均要优于机械换挡拖拉机。通过一系列设计的对比试验，CVT传动系拖拉机在实际作业环境中有效发挥出了应有的优势。

尽管本次对比试验受到了一定地域和地块条件的限制，但CVT传动系拖拉机依然能够脱颖而出，展现出其强大的适应性和显著的优势。这一结论不仅基于试验数据的支持，更得到了市场实践的验证。在东北、西北、内蒙古等大型农场中，CVT传动系拖拉机已经凭借其卓越的性能和稳定的表现赢得了广泛的认可和应用。它不仅能够显著提升农业生产效率，降低运营成本，还能够为驾驶员提供更加舒适和便捷的操作体验，是现代农业机械化进程中不可或缺的重要力量。

作者简介：许凯，高级工程师，工学学士，主要从事农业机械试验鉴定、技术推广等工作。

*通信作者：王锦，高级会计师，管理学学士，主要从事于农业机械鉴定、推广项目管理和财会等工作。