拖拉机是主要的农业机械，其技术水平的高低对乘坐舒适性和安全性有直接影响。掌握国产拖拉机的技术现状，对我国拖拉机行业的发展和设计制造技术水平的提高有重要意义。国外对拖拉机性能的研究比较常见。
通过对美国近20 年拖拉机的噪声和振动等性能分析表明，使用密封驾驶室和采用橡胶隔振等措施后，噪声降低到75 dB 以下，减小15 dB。通过对拖拉机驾驶室悬架进行的试验结果表明，安装悬架系统使拖拉机振动加速度均方根值减小60% ，有效改善了乘坐舒适性。通过对印度不同功率拖拉机的噪声进行的结果表明，印度拖拉机的噪声一般在92 ～ 94 dB，远高于欧美发达国家。通过对国内7 家拖拉机制造企业生产的35种新型拖拉机性能进行检测，对比分析国内外拖拉机比质量、油耗、振动、噪声和牵引性能等技术指标，为拖拉机研究、设计和生产部门提供参考。
一、 国产拖拉机技术状况
虽然国产大中型拖拉机的年产量和保有量持续增长，但与欧美等发达国家相比，技术水平仍存在较大的差距，主要表现在拖拉机的振动、噪声、油耗、牵引性能等方面。本文通过对江苏常发农业装备股份有限公司、天津拖拉机制造公司、广西柳拖车辆有限公司等7家拖拉机制造企业生产的35种新开发的拖拉机性能进行了检测，检测的主要指标有PTO油耗、牵引油耗、振动加速度、噪声和牵引力等(见图1～图5)，并与德国农业协会(DLG)对 JohnDeere、Fendt、Case 等11家拖拉机制造商生产的近500种拖拉机性能检测结果进行对比分析。
图1 国产拖拉机比质量
图1所示为国产拖拉机比质量与功率的关系。从图中可以看出，小型拖拉机的比质量平均值为70kg/kW，最大值为85kg/kW，最小值为51kg/kW。中型拖拉机(20．6 ～ 58．8 kW) 比质量平均值为55kg/kW，大型拖拉机(58．8kW以上)比质量平均值为52kg/kW。大型拖拉机比质量与中型拖拉机相差不大，但大中型拖拉机比质量远小于小型拖拉机。国产拖拉机同欧美等发达国家相比，相差不大。
图2所示为国产拖拉机PTO油耗和牵引油耗与拖拉机功率的关系。其中，图2a为国产拖拉机PTO油耗，平均值为336g/(kW·h)，最大值为349g /(kW·h)，最小值为307g/(kW·h)。图2b为牵引油耗，平均值为320g /(kW·h)，最大值为344g/(kW·h)，最小值为282g/(kW·h)。总体来看，拖拉机PTO油耗一般比牵引油耗大。功率对拖拉机PTO 油耗和牵引油耗没有太大影响，不同功率拖拉机的PTO油耗和牵引油耗基本相同。
图2 国产拖拉机油耗
国产拖拉机燃油经济性和欧美等发达国家拖拉机相比，还存在较大差距。根据DLG的检测结果，德国拖拉机PTO油耗平均为310g/(kW·h)，比国产拖拉机平均PTO油耗低25g(kW·h);牵引油耗平均为289g/(kW·h) 比国产拖拉机平均牵引油耗低30g/(kW·h)。
主要原因在于欧美发达国家拖拉机发动机普遍采用增压和中冷技术，发动机油耗低，能达到200g/(kW·h)左右。另外，欧美发达国家大功率拖拉机广泛采用液压机械无级传动系(HMCVT)，并将全动力换挡变速箱作为拖拉机的标准安装，
大大改善了拖拉机的燃油经济性。图3所示为不同功率拖拉机驾驶员全身振动振动加速度均方根值。从图中可以看出，国产拖拉机振动加速度最大值为3．0m/s2，最小值为2．0m/s2，平均值为2．7m/s2，约为小汽车实测结果(0．407m/s2)的7倍。
图3 国产拖拉机驾驶员全身振动振动加速度
根据2001年国家拖拉机质量监督检验中心对东方红LF800－90型拖拉机的测试，当拖拉机以12km/h的速度在100m标准人工跑道上行驶时，驾驶员座椅联合加权加速度均方根值达到2．97m/s2。国产拖拉机的振动强度没有任何改善。
在我国，受经济发展水平、制造成本及销售价格等因素的制约，拖拉机大多数没有任何减振装置。而欧美日等发达国家，由于综合运用了驾驶员座椅悬架、驾驶室悬架和前桥悬架等减振技术，其振动强度远远低于国产拖拉机。奥地利联邦农业工程研究院(BLT)的试验测试结果表明，装配驾驶员座椅悬架、驾驶室悬架和前桥悬架的拖拉机以0～50km/h的速度在标准人工跑道上行驶时，驾驶员联合加权加速度均方根值小于0．5 m/s2，与小汽车的振动强度接近。在拖拉机振动强度大幅下降的同时，拖拉机耳旁噪声也大幅减小。
图4所示为国产拖拉机耳旁噪声。从图中可以看出，国产拖拉机噪声平均值为94dB，最大值为95dB，最小值为92dB。不同功率拖拉机的噪声基本相同。我国拖拉机噪声和欧美等发达国家拖拉机相比，差距很大。欧美等发达国家拖拉机噪声普遍为72～78dB，比国产拖拉机噪声小20dB。
主要原因有:①发动机噪声水平的差异。作为拖拉机的强噪声源，发动机冷却系、燃烧系和排气系的好坏直接影响发动机的噪声。②传动系性能的差异。传动系中齿轮的啮合、轴承的摩擦和箱体的振动都会产生噪声，齿轮的加工精度、啮合状态和受力情况等都会影响拖拉机噪声。③驾驶室悬架的差异。发动机的振动通过驾驶室悬架传递，改进驾驶室悬架设计，对降低驾驶室内噪声有重要作用。④驾驶室的密封性能。欧美等发达国家拖拉机普遍采用密封驾驶室，这种驾驶室有良好的隔音降噪功能，而我国拖拉机大多采用简易驾驶室。
图4 国产拖拉机耳旁噪声
图5 所示为国产拖拉机牵引力和牵引比(最大牵引力与拖拉机自身质量之比) 与功率的关系。从图5a 可以看出，国产小型、中型、大型拖拉机牵引力平均值分别为为9，16，30 kN，拖拉机牵引力随功率的增大而增大。从图5b 可以看出，国产两轮驱动拖拉机牵引比平均值为72．8% ，四轮驱动拖拉机牵引比平均值为82．5% 。同一功率拖拉机四轮驱动比两轮驱动牵引力大。通过对OECD 的361 台国外拖拉机试验报告统计，发现欧美等发达国家两轮驱动拖拉机牵引比平均值为87．7% ，四轮驱动拖拉机牵引比平均值为96．6% 。其中，德国、英国、澳大利亚四轮驱动拖拉机牵引比超过了100%。主要原因在于拖拉机的牵引力和牵引功率与发动机功率、传动系效率、前后轮分配质量和驱动轮轮胎等有关。
图5 国产拖拉机牵引性能
二、 改善拖拉机性能的主要措施
对国产拖拉机关键性能指标的统计分析发现，国产拖拉机的油耗、振动、噪声和牵引比与欧美等发达国家相比差距较大。为了推动我国农业机械化进程，缩小同欧美等发达国家的技术差距和提高与欧美发达国家拖拉机的竞争力，国产拖拉机应向提高燃油经济性、减振和降噪等方向发展。主要的改善措施有:
1)改善发动机性能。采用增压和中冷技术，降低发动机油耗。采用电喷发动机，改进冷却风扇的设计，改善发动机的燃烧过程，安装较好的排气消声装置等来降低发动机噪声。
2)改善拖拉机传动系。加大对全动力换挡和液压机械无级变速箱的研发力度，提高齿轮的加工精度和啮合状态，对变速箱进行隔振处理等。
3)采用半主动或主动悬架。用空气弹簧、油气弹簧、磁流变减振器等刚度和阻尼可调的减振元器件，实现拖拉机座椅悬架、驾驶室悬架和前后桥悬架的半主动或主动控制，从而提高拖拉机的减振性能。
4)采用密封驾驶室。驾驶室采用隔音效果更好的密封驾驶室，驾驶室与底盘之间采用弹性连接，加装隔振垫块，减小振动向驾驶室的传递，从而达到降噪效果。
三、结论
国产拖拉机的PTO 油耗平均为336 g/( kW·h)，牵引油耗平均为320g /(kW·h)，分别比欧美发达国家高25g /(kW·h)和30g /(kW·h)。
国产拖拉机驾驶员全身振动振动加速度均方根值平均值为2．7 m/s2，远高于欧美国家的0．5 m/s2。耳旁噪声平均值为94 dB，比欧美国家高20dB左右。
国产两轮驱动拖拉机牵引比为72．8%，四轮驱动拖拉机牵引比为82．5%，比欧美国家低15% 左右。
为了改善国产拖拉机的性能，建议开展电喷柴油机、全动力换挡无级变速箱、全悬浮密封驾驶室、智能座椅和前后桥悬架半主动或主动控制技术方面的研究，并尽快应用于国产拖拉机。
(原标题：国产拖拉机关键性能指标统计与分析)
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