国产拖拉机电液系统创新研究

拖拉机电液挂接系统，在拖拉机田间作业的动力传输和作业深度控制中发挥着重要的战略作用，其性能直接影响拖拉机整个工作单元的作业质量 。目前，我国在拖拉机电液系统创新方面取得了一定成果。笔者疏理成文，方便业内同行交流。

一、国产拖拉机电液系统创新的现状

在液压系统方面，手动操控的机械式力、位反馈系统，已经升级到电控液压提升系统。例如一些研究以拖拉机上常见的CF70液压提升系统为例进行分析研究，针对现有提升系统存在的问题，设计了新型液压提升系统及其主要元件 ——分配器，并开发了与其相匹配的电液数字控制器，从而实现力位综合控制 。

针对传统拖拉机机械式三点悬挂的功能局限性问题，采用智能控制技术，实现了电液系统的信息集成，特别是对于负载传感液压系统及控制器研制了新的技术方案，通过建模与仿真，提出了基于CAN通讯的设计方案，研制出控制面板、控制器、传感器、液压系统和悬挂机构等部件 。

在智能技术应用方面，随着车载控制器、北斗全球定位系统、互联网大数据、云计算技术的发展，拖拉机的自动化、远程控制、智能化等信息化控制技术开始大规模应用，使得拖拉机电液系统的智能化水平不断提高 。

不过，虽然我国拖拉机电液系统有了创新发展，但从总体上看大而不强的问题依然突出，在可靠性、人机工程和智能化方面还存在不小的差距，与国外先进水平相比还有待提升 。

二、国产拖拉机电液系统创新的技术难点

1、核心控制阀性能方面

国内拖拉机电液提升器核心控制阀性能，难以适应复杂恶劣的田间作业环境。虽然螺纹插装式电液比例阀发展日趋完善，其易维护、可靠性高和控制精度高等优势明显，并逐步取代传统液压阀成为拖拉机电液提升器核心控制阀设计的首选，但我国在这方面的研究和应用与国外仍有差距 。例如，国外部分研究学者和研究机构在比例阀结构性能优化、控制策略研究、建模分析和试验验证等方面进行了大量研究，相比之下我国在这些研究方面的深度和广度还不够，影响了电液系统核心控制阀性能的提升。

2、系统整体性能方面

拖拉机电液提升系统在不同土壤环境下耕作效率差别较大、智能化程度较低、控制精度较低且能耗较大等问题仍然存在。这表明在电液系统的综合性能优化上，还需要更多的研究和创新。例如，如何根据不同土壤的阻力特性，精准地控制电液系统的输出，以提高耕作效率并降低能耗，是一个亟待解决的问题。而且在实现力位综合控制或者力、位、滑转率综合控制时，现有的技术可能还无法达到很高的精度要求，从而影响作业质量 。

3、基础技术层面

我国拖拉机电液系统创新在基础零部件和材料、制造工艺、装备等方面与国外先进水平存在较大差距，导致生产一致性存在差距。基础零部件的质量和性能不稳定，可能会影响电液系统的可靠性和稳定性。例如，一些关键的液压元件、传感器等在精度、耐用性方面可能不如国外产品，这就限制了整个电液系统的性能提升。同时，制造工艺的落后可能导致产品质量参差不齐，难以满足高端电液系统的制造要求，也不利于大规模生产和成本控制 。

三、国内外拖拉机电液系统创新的对比

1、智能控制策略方面

国外在拖拉机电液系统的智能控制策略上较为先进。以电控液压悬挂系统（EHR）为例，国外先进企业广泛应用的该系统，不仅可以实现耕作深度自动控制，还能够进行故障诊断、主动减震、扩展控制、前提升器高度控制、接地压力控制等功能，且控制误差较小，精度较高。而我国虽然有高校和企业在自动耕深控制技术的智能控制算法、CAN总线传输技术、多参数调节技术等进行了深入研究，取得了一定成果，但在整体智能控制策略的应用范围和精度上与国外仍有差距。例如CaseIH耕作系统（AFS TM）为典型的先进耕作系统，该系统主要由车辆控制、车辆导航、AFS TM农场管理软件、AFS CNO - NECT TM远程信息处理等模块组成，各模块分工明确，功能强大，可实现对多种功能的精确控制，而我国的拖拉机电液系统在模块整合和多功能协同控制方面还有待提高 。

2、机电液一体化方面

国外在拖拉机电液系统的机电液一体化发展较为成熟。液压技术在国外拖拉机上的应用水平较高，例如电控液压悬挂技术、电控液压转向或线控液压转向技术、液压悬浮减震技术等已经是较为成熟的技术。这些技术使得拖拉机的液压系统与电子控制系统、机械结构紧密结合，实现了更高效、精准的作业。相比之下，我国拖拉机在机电液一体化方面还存在不足，在智能控制技术与液压系统、机械结构的融合上还不够完善，这也导致了我国拖拉机在作业质量、效率和智能化程度上与国外先进水平存在差距。例如我国拖拉机在智能控制策略、人机工程等方面存在弱点，在机电液一体化的发展进程中还需要攻克更多的关键技术 。

3、制造工艺方面

国外拖拉机制造企业在制造工艺上具有优势。他们能够生产出高质量、高精度的电液系统部件，并且在生产一致性上表现出色。这使得国外拖拉机的电液系统可靠性更高，性能更稳定。而我国由于基础零部件和材料、制造工艺、装备等方面与国外先进水平存在较大差距，导致生产一致性存在差距，从而影响了拖拉机电液系统的整体性能和可靠性。例如，我国的一些拖拉机电液系统在复杂恶劣的田间作业环境下，可能会出现部件磨损快、故障频发等问题，而国外产品则相对更耐用、稳定 。

四、国产拖拉机电液系统创新的成功案例

1、中国一拖集团有限公司

中国一拖作为拖拉机产业链“链主”单位，在拖拉机电液系统创新方面有诸多成果。中国一拖积极联合上下游企业、高校、科研机构建设拖拉机、收获机创新联合体，充分发挥国资央企科技创新、产业控制、安全支撑效能。

在技术创新方面，随着我国拖拉机工业的发展，中国一拖在液压系统方面实现了从手动操控的机械式力、位反馈系统到电控液压提升系统的升级。这一升级提升了拖拉机液压系统的自动化和智能化水平，使得拖拉机在作业过程中能够更精准地控制农具的升降和作业深度等操作。例如在一些大型农田作业中，新型电控液压提升系统能够根据不同的作业要求，快速准确地调整农具位置，提高了作业效率和质量 。

2、博创联动科技有限公司

博创联动是国内农业机械智能化和信息化的行业领先者，其拖拉机电液提升系统具有诸多亮点。

该系统能够实现实时动态控制，精确控制作业深度，这对于保证农机作业的质量非常关键。例如在播种作业中，可以根据不同作物种子的播种要求，精确控制播种深度，提高种子的发芽率和作物生长的均匀性。而且其电液提升系统还可以升级为深松监控系统，能够实时监控土壤深松的情况，为合理深松提供数据支持。此外，该系统还可以降低车辆及发动机损耗，减轻驾驶员的劳动强度。

博创联动的客户包括雷沃重工、中国一拖、中联重机等国内龙头企业，并且正在全球农机和工程机械巨头进行试装等配套验证工作，这表明其电液系统在国内和国际市场上都得到了一定的认可 。

五、国产拖拉机电液系统创新的未来发展趋势

1、智能化程度不断提高

未来国产拖拉机电液系统将朝着更加智能化的方向发展。随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断发展，拖拉机电液系统将具备更强的自主决策能力。例如，电液系统可以根据土壤湿度、肥力、作物生长情况等多源数据，自动调整作业参数，如耕作深度、速度等。同时，智能化的电液系统能够实现故障的自动诊断和预警，提前发现潜在问题并通知维修人员，减少停机时间，提高作业效率。另外，智能控制系统实现了与农场管理系统的无缝对接，使得拖拉机的作业任务可以根据农场的整体规划进行智能化安排和调度 。

2、向机电液一体化深度融合发展

国产拖拉机电液系统将进一步深化机电液一体化的融合程度。通过优化设计，将电子控制单元、液压系统和机械结构更加紧密地结合在一起。这不仅可以提高系统的整体性能，还能够减少能量损失，提高能源利用效率。例如，在液压转向系统中，通过采用先进的电控技术，可以实现更加精准的转向控制，同时降低液压系统的能耗。而且在新的设计理念下，拖拉机电液系统的各个部件将更加模块化、集成化，便于安装、维护和升级，降低生产成本，提高产品的市场竞争力。

3、可靠性和耐久性提升

为了满足农业生产的长期、高强度需求，国产拖拉机电液系统的可靠性和耐久性将成为重点发展方向。企业将加大在基础零部件研发和制造工艺改进方面的投入，提高关键部件的质量和性能。例如，研发更高质量的液压密封件、传感器等，提高它们在恶劣环境下的稳定性和使用寿命。同时，通过改进制造工艺，提高产品的生产一致性，确保每一台拖拉机电液系统都能达到较高的质量标准。此外，可靠性测试和验证技术也将不断发展，通过更加严格和科学的测试方法，保证电液系统在投入市场前能够满足各种实际工况的要求。

对此需要拖拉机生产企业久久为功，发扬工匠精神，办好自己的事，造福农业现代化。