摘 要：本文針對CVT傳動系拖拉機的作業(yè)效率及經(jīng)濟性，設計了對比試驗驗證規(guī)程，與傳統(tǒng)機械有級擋拖拉機進行了對比試驗。通過開展此試驗，得出CVT傳動系拖拉機在作業(yè)效率及經(jīng)濟性方面有明顯的優(yōu)勢，作業(yè)性能較之傳統(tǒng)拖拉機有了大范圍的提升。

關鍵詞：CVT；拖拉機；機械有級擋；作業(yè)效率

1 引言

眾所周知，CVT傳動系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)拖拉機傳動系統(tǒng)的終極目標，也是國家科研機構及制造企業(yè)研發(fā)的重點和難點。區(qū)別于汽車行業(yè)，拖拉機傳動系，尤其是大馬力拖拉機傳動系特點是低轉速、大扭矩，且要適應變化復雜的田間耕作環(huán)境及惡劣的作業(yè)條件，這就要求拖拉機CVT傳動系統(tǒng)在傳遞較大扭矩的同時，還要能實現(xiàn)高效穩(wěn)定靈敏的變速操控以及較好的作業(yè)穩(wěn)定性和可靠性?，F(xiàn)在國內(nèi)研發(fā)能力較強的科研機構和拖拉機專業(yè)制造企業(yè)，諸如中國一拖、濰柴雷沃、濰坊魯中等，均已經(jīng)有了相對成熟的技術路線及整體設計方案，并且也進行了小批量的試制及銷售。

現(xiàn)在拖拉機主流CVT（Continuously Variable Transmission）傳動系統(tǒng)，即無級變速傳動系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)拖拉機在設定的速度區(qū)間內(nèi)進行速度無限可調(diào)。目前多采用機械液壓雙功率合流式無級變速系統(tǒng)，即HMCVT（Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission），該系統(tǒng)由機械變速機構、泵—馬達液壓無級變速系統(tǒng)、動力分流或匯流行星齒輪機構、電子控制裝置及驅動系統(tǒng)等構成，既保留了機械傳動的高效率，又通過液壓傳動與機械傳動的結合實現(xiàn)無級變速。傳動系統(tǒng)在TCU的精準控制下，與發(fā)動機控制系統(tǒng)ECU緊密配合貼合，匯集多區(qū)段機械液壓行星匯流高效傳動系技術、一體式泵馬達液壓變速單元高效傳動技術、CVT動力總成控制技術等多項技術，針對拖拉機田間作業(yè)復雜多變的工況，傳動系和發(fā)動機配比出最優(yōu)的工作參數(shù)，能夠實現(xiàn)最佳動力性和最佳燃油經(jīng)濟性。加之CVT傳動系拖拉機在整機配置上要高于普通機械換擋拖拉機，駕駛舒適性和操作方便性大大提升，駕駛員能夠更加專注于作業(yè)安全性和作業(yè)質量，故而能全方位提升作業(yè)效率和降低單位作業(yè)面積的油耗量。本文就將對CVT傳動系拖拉機作業(yè)效率及經(jīng)濟性進行對比分析。

2 對比試驗

CVT拖拉機和參與對比的拖拉機按照標準配套相同規(guī)格的液壓翻轉犁，耕深、作業(yè)幅寬要求一致，兩臺拖拉機驅動方式、標定功率、標定轉速、輪胎數(shù)量和規(guī)格相同，最小使用質量接近，兩臺車均采用最佳的犁耕作業(yè)工況，同一駕駛員操作。作業(yè)面積、土壤類型、地形地勢、耕前植被種類、種植方式等方面保持一致，試驗土壤絕對含水率、土壤堅實度、耕前植被密度、耕前植被高度等偏差不超過5%。試驗前，兩臺拖拉機均應加滿同樣標號的燃油，冷卻液、其他潤滑油也應加至標準位置。對比驗證作業(yè)面積為50畝，中途非故障原因不允許停車。

參與對比的拖拉機為CVT傳動系拖拉機和機械有級擋拖拉機各一臺，兩臺拖拉機發(fā)動機標定功率均為177kW，標定轉速均為2200r/min，輪胎型號相同，前輪420/85R30，后輪520/85R429。兩臺拖拉機均為四輪驅動，使用質量相近，耕作擋位均選用最佳作業(yè)擋位，配套同一型號1LFT-550型液壓翻轉犁進行犁耕作業(yè)，耕深均為28cm。兩塊作業(yè)地塊面積相同，前茬作物均為玉米，地形平坦，土壤類型一樣，作業(yè)條件十分接近。對比試驗結果（見表1）。

3 對比試驗結果

3.1 作業(yè)效率方面

由表1可以看出，作業(yè)效率以畝均作業(yè)時間表示。CVT傳動系拖拉機畝均作業(yè)時間為217.23s，機械換擋拖拉機畝均作業(yè)時間為309.30s，CVT拖拉機比機械換擋拖拉機作業(yè)效率提高29.8%。

3.2 經(jīng)濟性方面

由表1可以看出，CVT傳動系拖拉機畝均耗油量為1.8507L，機械換擋拖拉機畝均耗油量為2.4853L，CVT拖拉機比機械換擋拖拉機畝均耗油量降低25.5%。由此可以得出，在本次試驗地點、作業(yè)面積同等條件下，CVT拖拉機在作業(yè)效率和經(jīng)濟性等方面，均展現(xiàn)出了較大優(yōu)勢。

3.3 作業(yè)舒適度與精準度方面

由于CVT拖拉機采用了智能操控平臺、豪華懸浮駕駛室、負載敏感型液壓系統(tǒng)、電液綜合控制提升系統(tǒng)結合力位傳感形成閉環(huán)控制，實現(xiàn)了操縱便捷性與作業(yè)精確度的飛躍式提升，相較于傳統(tǒng)機械換擋拖拉機，其優(yōu)勢顯而易見。這不僅極大地減輕了駕駛員的勞動強度，免除了頻8b7c658546d4e2e759201ef36488ba4adaa11939dcf5468e60c8cc390606506c繁換擋與不必要的操作，還讓駕駛員能更專注于提升耕作質量，從而自然帶動了作業(yè)效率的顯著提升。

由表1可以看出，CVT拖拉機在正常作業(yè)時，駕駛員耳旁噪聲僅為75.5dB（A），比機械有級擋拖拉機降低了10.8dB（A）。駕駛員全身振動聯(lián)合加速度數(shù)值為0.206m/s2，也遠低于機械有級擋拖拉機，這就充分驗證了CVT傳動系拖拉機駕駛舒適性、操作方便性大大優(yōu)于傳統(tǒng)機械有級擋拖拉機。

特別是在滿負荷作業(yè)場景下，當耕深需求超過40cm，面對土壤高比阻及復雜多變的田間環(huán)境，CVT拖拉機能夠智能感知不同負載需求，及時且精確地調(diào)整發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的動力分配，確保始終處于最優(yōu)作業(yè)狀態(tài)。相較之下，傳統(tǒng)機械換擋拖拉機則高度依賴駕駛員的經(jīng)驗判斷及車輛反饋（如發(fā)動機轉速驟降、輪胎打滑等跡象），不得不通過頻繁換擋或手動調(diào)節(jié)油門等方式來應對負載變化，這不僅限制了作業(yè)效率，還間接導致了燃油經(jīng)濟性的下降。

兩臺拖拉機均配置明新一中1LF-550型液壓翻轉犁，工作幅寬均調(diào)整至最大，耕深均在28cm左右?，F(xiàn)場試驗土質為壤土，拖拉機操作機手為同一機手。作業(yè)效率對比結果按畝均作業(yè)時間計，P2404-7V型CVT傳動系拖拉機比M2404-N型機械有級擋拖拉機提高了29.8%；作業(yè)經(jīng)濟性對比結果按畝均耗油量計，P2404-7V型CVT傳動系拖拉機比M2404-N型機械有級擋拖拉機降低了25.5%；畝均作業(yè)油耗成本，P2404-7V型CVT傳動系拖拉機比M2404-N型機械有級擋拖拉機畝均節(jié)約4.3元（按照0號柴油6.8元/L計算）。

4 結論

CVT傳動系拖拉機，作為當前傳統(tǒng)拖拉機技術中的旗艦級產(chǎn)品，其在作業(yè)效率、經(jīng)濟性能、駕駛舒適度以及操作便捷性等多個維度上，均要優(yōu)于機械換擋拖拉機。通過一系列設計的對比試驗，CVT傳動系拖拉機在實際作業(yè)環(huán)境中有效發(fā)揮出了應有的優(yōu)勢。

盡管本次對比試驗受到了一定地域和地塊條件的限制，但CVT傳動系拖拉機依然能夠脫穎而出，展現(xiàn)出其強大的適應性和顯著的優(yōu)勢。這一結論不僅基于試驗數(shù)據(jù)的支持，更得到了市場實踐的驗證。在東北、西北、內(nèi)蒙古等大型農(nóng)場中，CVT傳動系拖拉機已經(jīng)憑借其卓越的性能和穩(wěn)定的表現(xiàn)贏得了廣泛的認可和應用。它不僅能夠顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低運營成本，還能夠為駕駛員提供更加舒適和便捷的操作體驗，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化進程中不可或缺的重要力量。

作者簡介：許凱，高級工程師，工學學士，主要從事農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定、技術推廣等工作。

*通信作者：王錦，高級會計師，管理學學士，主要從事于農(nóng)業(yè)機械鑒定、推廣項目管理和財會等工作。