拖拉機(jī)是一種自走式動(dòng)力機(jī)械，用于牽引和驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械完成各種移動(dòng)作業(yè)，也可作為固定工作動(dòng)力。拖拉機(jī)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要組成部分，可以滿足農(nóng)、林、牧、副、漁等行業(yè)的生產(chǎn)需要，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可或缺的組成部分。19世紀(jì)歐洲進(jìn)入蒸汽機(jī)時(shí)代后，拖拉機(jī)逐漸投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1889年，查達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)公司制造了世界上第一臺(tái)裝有汽油內(nèi)燃機(jī)的農(nóng)用拖拉機(jī)——“巴嘉”拖拉機(jī)，為拖拉機(jī)的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1912年，德國(guó)西門(mén)子公司首次生產(chǎn)出電動(dòng)拖拉機(jī)。我國(guó)第一臺(tái)自行研制的“東方紅”拖拉機(jī)是1958年7月由第一拖拉機(jī)廠生產(chǎn)的。

拖拉機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、工作裝置、電氣設(shè)備和其他系統(tǒng)或裝置組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，使拖拉機(jī)行駛，用裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動(dòng)力輸出裝置的農(nóng)業(yè)機(jī)械與拖拉機(jī)共同完成生產(chǎn)作業(yè)。拖拉機(jī)按使用類(lèi)型分為園藝拖拉機(jī)、中耕拖拉機(jī)和專(zhuān)用拖拉機(jī)；輪式拖拉機(jī)、履帶式拖拉機(jī)等。根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型；按動(dòng)力分為大、中、小型拖拉機(jī)；按驅(qū)動(dòng)方式分為內(nèi)燃機(jī)、純電動(dòng)和混合能源拖拉機(jī)。

動(dòng)態(tài)原理

拖拉機(jī)通過(guò)柴油機(jī)燃燒柴油和空氣的混合物，產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給行走機(jī)構(gòu)和其他工作裝置。此外，裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動(dòng)力輸出裝置的農(nóng)業(yè)機(jī)械，在與拖拉機(jī)作業(yè)時(shí)，可以完成相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)。另外，柴油機(jī)作為固定驅(qū)動(dòng)動(dòng)力時(shí)，可以通過(guò)皮帶或動(dòng)力輸出軸直接驅(qū)動(dòng)脫粒機(jī)、水泵等需要固定動(dòng)力的機(jī)械設(shè)備。

驅(qū)動(dòng)原理

拖拉機(jī)靠?jī)?nèi)燃機(jī)的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)行駛，使驅(qū)動(dòng)輪獲得驅(qū)動(dòng)扭矩T，獲得驅(qū)動(dòng)扭矩的驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)輪胎胎面和輪胎表面與地面之間的水平力(切向力)以及功率相等方向相反的水平反作用力F共同工作，使拖拉機(jī)行駛。同時(shí)，通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和剎車(chē)，拖拉機(jī)可以緊急轉(zhuǎn)向和停車(chē)。

拖拉機(jī)和汽車(chē)的整體結(jié)構(gòu)基本相似，一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、工作裝置和電氣設(shè)備組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)是拖拉機(jī)行駛和工作的動(dòng)力源，一般使用柴油機(jī)。主要由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)和預(yù)熱裝置組成。拖拉機(jī)柴油機(jī)設(shè)計(jì)為低速大扭矩(≤2300轉(zhuǎn)/分)。

底盤(pán)：拖拉機(jī)底盤(pán)是指除發(fā)動(dòng)機(jī)和電氣設(shè)備以外的所有系統(tǒng)和裝置。底盤(pán)連接發(fā)動(dòng)機(jī)與各種系統(tǒng)和部件，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為拖拉機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)力和牽引力。拖拉機(jī)底盤(pán)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。

傳輸系統(tǒng)：拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，實(shí)現(xiàn)減速和增加扭矩。傳動(dòng)系統(tǒng)一般由離合器、變速箱、聯(lián)軸器、后輪軸和中央傳動(dòng)裝置組成。小型拖拉機(jī)和手扶拖拉機(jī)包括皮帶傳動(dòng)。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)、橫拉桿、縱拉桿等轉(zhuǎn)向器部件組成。轉(zhuǎn)向時(shí)操縱方向盤(pán)，通過(guò)轉(zhuǎn)向器使轉(zhuǎn)向臂向前或向后擺動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置使前輪向左或向右偏轉(zhuǎn)，從而改變機(jī)動(dòng)車(chē)的行駛方向。當(dāng)方向盤(pán)向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，橫拉桿向后移動(dòng)，轉(zhuǎn)向臂和橫拉桿的前端向右移動(dòng)，前輪的前端也向右移動(dòng)。

制動(dòng)系統(tǒng)：拖拉機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分、開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。踩下制動(dòng)踏板時(shí)，壓縮空氣通過(guò)制動(dòng)閥壓入各制動(dòng)氣室，制動(dòng)臂帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)閘瓦打開(kāi)后，摩擦片壓在轉(zhuǎn)動(dòng)的閘瓦上，隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的閘瓦在強(qiáng)大的摩擦力下被制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的制動(dòng)。液壓制動(dòng)是制動(dòng)總泵產(chǎn)生的油壓傳遞到各車(chē)輪的制動(dòng)輪缸，兩側(cè)的制動(dòng)蹄被油壓推開(kāi)，使制動(dòng)蹄的摩擦片被抱緊，起到制動(dòng)作用；當(dāng)松開(kāi)踏板時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)的壓力被釋放，制動(dòng)蹄在回位彈簧的作用下恢復(fù)到原來(lái)的位置，這樣制動(dòng)蹄的摩擦片與制動(dòng)彈簧之間的摩擦力被釋放，拖拉機(jī)的制動(dòng)被釋放。

步行系統(tǒng)：拖拉機(jī)的行走系統(tǒng)有兩種:輪式和履帶式。拖拉機(jī)行走系統(tǒng)由車(chē)架、車(chē)軸、車(chē)輪和懸架等組成。行駛系統(tǒng)的主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)力；支撐車(chē)身重量，減少?zèng)_擊和振動(dòng)。

工作裝置：拖拉機(jī)的工作裝置通常被歸為底盤(pán)的一部分，主要用于牽引、懸掛和驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)。拖拉機(jī)的工作裝置包括牽引裝置、動(dòng)力輸出裝置和液壓懸掛裝置等。這些工作裝置使拖拉機(jī)能夠完成耕作、播種、施肥、噴藥、收割等農(nóng)業(yè)作業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

拖車(chē)齒輪：有些農(nóng)用工具(如拖拉機(jī)式的收割機(jī)、播種機(jī))沒(méi)有自己的行走裝置，都是由拖拉機(jī)拉著工作。連接拖拉機(jī)和農(nóng)具的裝置叫做牽引裝置。拖拉機(jī)牽引裝置連接農(nóng)業(yè)機(jī)械和工具的連接點(diǎn)稱(chēng)為牽引點(diǎn)。牽引點(diǎn)的位置可以左右或上下調(diào)節(jié)。

動(dòng)力輸出裝置：動(dòng)力輸出裝置是將拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的部分甚至全部動(dòng)力以旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的形式傳遞給農(nóng)業(yè)機(jī)械的一種工作裝置，主要包括動(dòng)力輸出軸和動(dòng)力輸出皮帶輪。

液壓懸掛裝置：液壓提升和控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的整套裝置稱(chēng)為液壓懸掛裝置。其功能是:連接和牽引農(nóng)業(yè)機(jī)械和工具；操縱農(nóng)業(yè)機(jī)械升降；控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的耕作深度或提升高度；加重拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪以提高拖拉機(jī)的附著性能；向工作機(jī)輸出液壓能，用于其他操作。液壓懸掛裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)組成。

電氣設(shè)備：拖拉機(jī)電氣設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、蓄電池、照明系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)是負(fù)責(zé)發(fā)電的部件，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能供其他用電設(shè)備使用。蓄電池負(fù)責(zé)儲(chǔ)存電能，并在需要時(shí)為整個(gè)電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源；照明系統(tǒng)包括前照燈、示寬燈、尾燈等。，用于提供夜間照明和信號(hào)指示；儀表系統(tǒng)一般包括車(chē)速表、水溫表、油壓表等。，用于監(jiān)控和顯示車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)；空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)制冷循環(huán)原理將空氣中的熱量排出，為駕駛者創(chuàng)造舒適的駕駛環(huán)境；導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星定位技術(shù)幫助駕駛員確定當(dāng)前位置，規(guī)劃路線，提供導(dǎo)航信息。

按結(jié)構(gòu)分類(lèi)

輪式拖拉機(jī)。分為兩驅(qū)和四驅(qū)。兩輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)通常用于一般農(nóng)田作業(yè)和運(yùn)輸作業(yè)，總輪數(shù)和驅(qū)動(dòng)輪數(shù)用4X2表示。四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)以4X4為代表，主要用于重而粘的農(nóng)田作業(yè)和泥濘道路運(yùn)輸作業(yè)，牽引效率較高。

履帶式拖拉機(jī)它主要適用于土壤重而潮濕的土地的野外作業(yè)，以及農(nóng)田水利、土方工程和農(nóng)田基本建設(shè)。手扶拖拉機(jī)只有一個(gè)行走軸，可以有一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。在農(nóng)田作業(yè)時(shí)，操作者通常步行操作，習(xí)慣上稱(chēng)為手扶拖拉機(jī)。一些手扶拖拉機(jī)還裝有尾輪，用于支撐和輔助轉(zhuǎn)向。船拖拉機(jī)。它主要用于漚制操作。它由船舶底盤(pán)支撐，由槳式葉輪驅(qū)動(dòng)。

按目的分類(lèi)

普通拖拉機(jī)。常規(guī)結(jié)構(gòu)特征。適用于各種農(nóng)田移動(dòng)作業(yè)、固定作業(yè)和運(yùn)輸作業(yè)，在一般條件下應(yīng)用廣泛。園藝拖拉機(jī)。主要適用于果園、菜地、茶林等地作業(yè)。它的特點(diǎn)是體積小、底盤(pán)低、功率低、靈活，可以很容易地進(jìn)入狹窄的空間進(jìn)行作業(yè)。

中耕拖拉機(jī)。主要用于中耕，也可用于其他作業(yè)。它離地間隙高，行走裝置窄，適用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕。

專(zhuān)用拖拉機(jī)。適用于一些特殊的工作環(huán)境或有特殊需求的工作。比如山地拖拉機(jī)適合在山區(qū)作業(yè)，漚麻拖拉機(jī)適合在水田作業(yè)，葡萄園拖拉機(jī)適合在葡萄園作業(yè)。

按功率分類(lèi)

大型拖拉機(jī)。功率超過(guò)73.6千瓦(100馬力)。

中型拖拉機(jī)。功率14.7~73.6千瓦(20~100馬力)。

小型拖拉機(jī)。功率在14.7千瓦(20馬力)以下。

按駕駛模式分類(lèi)

純電驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)拖拉機(jī)主要用于高原缺氧、地下礦山、易燃易爆場(chǎng)所等有特殊需要的場(chǎng)所。

內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)拖拉機(jī)主要采用的駕駛方式也是目前主流的拖拉機(jī)駕駛方式。

混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。混合動(dòng)力拖拉機(jī)多用于農(nóng)田管理等環(huán)境工作，可以提高工作效率，減少污染排放。

由于拖拉機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)、功率等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不同而不同，所以以50kW以下普通輪式拖拉機(jī)的主要性能要求為例:

1.動(dòng)力輸出軸的性能

拖拉機(jī)

在發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下，動(dòng)力輸出軸的最大功率不得低于企業(yè)規(guī)定值的95%，且不得超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率(12h)。對(duì)于全功率輸出軸，企業(yè)規(guī)定的值不得小于發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的0.85倍(12h)。

動(dòng)力輸出軸在變載荷下的平均燃油消耗率:不大于22.06 kw的拖拉機(jī)應(yīng)不大于365g/(kW·h)；22.06 kW~50 kw的拖拉機(jī)應(yīng)不大于350g/(kW·h)。動(dòng)力輸出軸的扭矩儲(chǔ)備率應(yīng)不低于15%。動(dòng)力輸出軸最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速與動(dòng)力輸出軸最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比(發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下)不得大于75%。

2.無(wú)后動(dòng)力輸出軸拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率(12h):在額定轉(zhuǎn)速下，不小于發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌的95%。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)表明，變負(fù)荷下的平均燃油消耗率不應(yīng)大于310g/(kW·h)。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩儲(chǔ)備率應(yīng)不低于12%。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速與最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速之比不應(yīng)大于80%。

3.牽引性能

拖拉機(jī)的最大牽引力應(yīng)滿足企業(yè)的要求。拖拉機(jī)的最大牽引功率不小于發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的0.75倍(12h)。拖拉機(jī)在最大牽引功率條件下的燃料消耗率:(1)不大于22.06千瓦的拖拉機(jī)應(yīng)不大于355克/(千瓦·小時(shí))；(2)22.06千瓦~ 50千瓦的拖拉機(jī)應(yīng)不大于340克/(千瓦·小時(shí))。

4.起動(dòng)性能

拖拉機(jī)應(yīng)能在-5℃的環(huán)境溫度下平穩(wěn)起動(dòng)。

5.高溫性能

當(dāng)環(huán)境溫度為40C時(shí)，應(yīng)進(jìn)行拖拉機(jī)的高溫性能試驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度應(yīng)低于100C(壓力水箱應(yīng)為企業(yè)規(guī)定的數(shù)值)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油溫度和排氣溫度、拖拉機(jī)變速器和液壓系統(tǒng)油溫不得高于企業(yè)規(guī)定的最高限值。

6.液壓懸掛性能

牽引車(chē)(加載點(diǎn)在懸掛軸后610 mm處)的最大提升力不應(yīng)小于企業(yè)規(guī)定的數(shù)值，每千瓦牽引功率的提升力不應(yīng)小于300 N。在企業(yè)規(guī)定的最大提升力下，提升時(shí)間應(yīng)不超過(guò)3 s，提升過(guò)程中不允許出現(xiàn)晃動(dòng)、爬行、異響、漏油、安全閥開(kāi)啟等現(xiàn)象；30分鐘的靜態(tài)沉降不應(yīng)大于加載點(diǎn)提升行程的4%。對(duì)于具有液壓輸出功能的拖拉機(jī)，最大液壓輸出功率與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率(12 h)的比值應(yīng)不小于10%。

7.結(jié)構(gòu)比質(zhì)量

拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)比重:(1)兩輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)應(yīng)不大于60kg/kw；；(2)四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)不得超過(guò)65公斤/千瓦。

8.可靠性

拖拉機(jī)可靠性試驗(yàn)的平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)應(yīng)不小于210 h，無(wú)故障綜合得分值(Q)應(yīng)不小于70。

隨著時(shí)代的發(fā)展，拖拉機(jī)也在不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。現(xiàn)在拖拉機(jī)的種類(lèi)和大小很多，可以滿足農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)等行業(yè)的生產(chǎn)需要，也為工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供支持。拖拉機(jī)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的生產(chǎn)工具。

在農(nóng)業(yè)運(yùn)輸中，輪式和履帶式拖拉機(jī)可用于一般農(nóng)田作業(yè)和運(yùn)輸作業(yè)，在重土重載的農(nóng)田作業(yè)和泥路運(yùn)輸作業(yè)中具有較高的牽引效率。

中耕作業(yè)時(shí)，中耕拖拉機(jī)離地間隙較高，行走裝置較窄，可用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕作業(yè)。

在林業(yè)采伐和運(yùn)輸中，由于林區(qū)惡劣的工作條件(如在森林、伐木場(chǎng)地不平的多石地區(qū)、坡地、冰雪地等。)，專(zhuān)用林業(yè)拖拉機(jī)進(jìn)行作業(yè)，一般配備林業(yè)生產(chǎn)專(zhuān)用設(shè)備，如絞車(chē)、運(yùn)稻機(jī)、帶抓木機(jī)的液壓升降臂、撫育集材的拖車(chē)和各種森林經(jīng)營(yíng)機(jī)械等。