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1、一九八三年第一期南京林产工业学院学报 JOURNAL OF NANJING TECHNOLOGICAL COLLEGE OF FOREST PRODUCTS 我国林业拖拉机系列型谱的研究*谢阶软陈玉润李明才南京林产工业学院中洪太欧绪凡柑在北林学院四川省林机所)许治国孙书清张全(松江拖拉机厂)(哈尔滨林机厂)(矮化林机厂林业拖拉机系列型谱是发展林业拖拉机产品和安排生产规划的技术依据。No.l 198 3 目前，我国批量生产的林业拖拉机品种不多，技术经济指标较为落后，设计、制造、使用等方面的经验缺乏系统总结，大功率产品尚处研究阶段，小型林业拖拉机也缺乏成熟经验，加上林业拖拉机基础理论方面的研究工作
2、还很不够，因此精确地确定我国林业拖拉机的型式乎11基本参数有一定困难。但是，为了使新产品设计和老产品改进有所依据，克服和防止y卢二占斗主丘叮二的发1展琵提出一个粗略的系列型谱(详见表1)。制订我时林业拖拉机系列型谱应充分考虑当前和今后一个阶段我国林业生产和木材生产对拖拉机的基本要求和设计制造能力。它既不应该是现有产品的罗列，也不能脱离现有的生产水平，而是要在现实技术经济指标基础上保证其先进性。一、型式的选择我国林区在使用履带式集材拖拉机方面积累了丰富的经验。实践证明，履带式拖拉机与轮式相比，牵引附着性和程、运性较好，在冰雪路面和翻浆地、松软地上都具有较好的使用性能。此外，小型履带式拖拉机在丘陵
3、山地次生林集材和吉林作业中也具有较好的适应性。目前在国使用的履带式林业拖拉机以独立型为主，这种型式应继续发展。晕参加这项工作的还有任坤南、吴彤华、金钟源、刘同恩等同志。“现在四川省林业厅任职。一67一另一方面，由于履带式拖拉机行驶速度低，不适应长距离集材和运输作业，通用性差，随着林区集材距离的不断加长和对通用性要求的不断提高，在继续发展履带式拖拉机的同时，应注意发展轮式拖拉机。前轮小、后轮大的4x 2轮式拖拉机不易越过伐根、倒木等地面障碍，牵引附着性能和爬坡能力也较差，而我国林区地形、地貌复杂，一般坡度偏大，多数伐区林道密度低，林道和采伐迹地上布满伐根、倒木，使4x 2轮式拖拉机的使用受到限制
4、。再者，4 x 2轮式拖拉机的重量分布通常为前轴35%、后轴65%左右，在负载状态下，重量转移，使前轴负重更小，结果容易引起翘头，不仅降低了拖拉机的操向性，而且前轴减载过多会危及安全转向。4 x 2轮式基型上变型的4x 4四轮驱动拖拉机受原结梅限制，前轮尺寸也偏小，不适应伐区作业。由2x 2农业拖拉机变型的4x 4轮式拖拉机在坡度不大、地形不太复杂的丘陵山地进行集运材等作业则是可行的。独立型四轮驱动拖拉机是专门设计的一种拖拉机，前、后轮胎一样大，比履带式具有更好的灵活性和通用性，比4x 2轮式又有较好的牵引附着性和越野性能。它的四个车轮都是驱动轮，机身的全部重量都可以用来增大附着力，打滑损失少
5、，牵引效率高。研究表明，地面条件越差，四轮驱动拖拉机比4x 2轮式拖拉机的比牵引力增加的比率也越高。伐区用拖拉机常在冬、春的冰雪翻浆路面以及松软潮湿的林地上工作，作业条件十分恶劣。因此，结构上应尽可能保证车辆较高的附着性能和越野性能。独立型四轮驱动拖拉机便于采用钱接车架和折腰转向，其前后车架在水平面可以相对转动，车轮和机体在转向平面内没有相对运动，从而有可能采用大而宽的轮胎，进一步提高拖拉机的牵引附着性和越野性能。较接车架造成的允许拖拉机左右摇摆蠕动的特殊行驶形式，可以改善通过泥沼地带和采伐迹地时的越野性能。为了进一步提高拖拉机的承载能力，改善牵引附着性和越野性能，在中等以上功率4x4轮式的基
6、础上还应发展一定数量的6x 6变型产品。因此，表1中所列林业拖拉机的型式按行走系统和驱动轮数目分为履带式独立型、以2 x 2轮式为基型的4x 4轮式变型、4x 4轮式独立型和6x 6轮式变型四种。二、分级指标和发动机功率标准的选择一般说来，机械产品的系列级别应根据其用途最能表征其工作能力而又确切易定的指标来划分。林业拖拉机目前的主要用途是以半搭载的方式进行集材作业，作业方式近于繁重工况下的运输车辆，而在进行整地、开沟和某些抚育作业时，又与农业拖拉机相似，从兼作装载、推土等工程作业和发展伐区联合作业的要求来看，作业方式又与工程机械接近，由于运输车辆、农业拖拉机以及工程机械的分级指标各不相同，因此
7、确定林业拖拉机的分级指标比较复杂。国外的农业拖拉机或同一种类的工程机械，分级指标不统一。对农业拖拉机，西欧各国趋向于以西德标准DIN73002中的发动机功率标准标定的功率作为分级指标s苏联则按额定牵引力分级。我国有关部门提出的农业拖拉机产品系列发展型谱(建议稿)采用额定牵引力以及发动机功率同时作为分级指标。工业推士机美国和日本是按重量分级的。苏联按额定牵引力分级。但无论按重量还是按-68一牵引力分级都同时标上发动机功率。我国有关部门则提出以发动机功率作为工业履带式推土机的分级指标。综上所述，考虑到林业拖拉机的多种用途，为了便于今后编制农林合一的拖拉机型式和参数系列国家标准，我们认为，林业拖拉机
8、也以发动机功率和额定牵引力作为分级指标是适宜的。林业拖拉机的功率标定目前尚无统一标准。以往我国内燃机的功率标定分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率和持续功率四种。过去生产和试制的林业拖拉机采用的标定功率亦不一致。如集材-80采用12/J、时功率，而4160通用底盘则采用15分钟功率。12小时标定功率适用于需要12小时连续运转并充分发挥其功率的车辆，这对农业拖拉机和部分工程机械是适宜的，也符合林业上的整地、开沟、造林等作业。只是对有些林业作业不太适宜。例如拖拉机在进行集材作业时，一般为空车上坡，重车下坡仅在克服地面障碍等临时阻力时要求发挥其全功率。又如某些灌木型经济林地，由于地表根系蔓延，
9、整地时入土阻力峰值较大，入土后，阻力则明显减小。鉴于林业作业的工况比较复杂，较难采用划一的功率标定标准，因此我们认为在尚未制订林业拖拉机发动机的功率标定标准以前，林业拖拉机智以与农业拖拉机一致的12小时标定功率为立(表1)。三、功率等级的确定表1所列林业拖拉机的功率等级是在充分考虑国内现有机型和实际需要的基础上，同时参考国外有关林业拖拉机产品后加以确定的。目前我国批量生产的林业拖拉机主要有两个品种，其中履带式集材拖拉机为50马力，4 x 4轮式为80马力。40马力左右的4x 4轮式营林拖拉机手口30马力左右的履带式林业拖拉机仅作小批量生产，现在正着手进行20马力和55马力(6x 6 )轮式林业
10、拖拉机的设计试制工作和120马力左右的4x 4轮式伐区通用底盘的试验研究工作。另外，由2x 2农业拖拉机为基型的4x 4小型林业拖拉机也已试制成功。这些机型大多缺乏成熟的使冉经验。在我国目前情况下，将各级林业机拖拉机的发动机功率限得过死是不现实的，故只好在;I;IJ订系列型时对各级拖拉机给定个适当的功率范国。对于履带式拖拉机的调查表明，现有集材一50拖拉机的功率等级基本上己能耐足集材作业的要求。但这一机型相当于国外五十年代的产品，技术经济指标比较蓓后，有些结构上的缺陷难以从根本上得到改造。因此从发展角度苔，应予更新换代，将发动机功率提高到80-90马力，与相近等级的轮式拖拉机功率保持一致，成为
11、独立型新产品。50马力等级的履带式集材拖拉机在进行必要的技术改造后可暂予保留生产。小型履带拖拉机的功率仍为2030马力。大马力履带拖拉机在林业上主要用于大面积整地、开沟、植树造林和拔根等作业，功率为120-130马力。国外4x 4轮式集材拖拉机的功半大多采用90二120马力，少数超过180马力。由于作业条件所限，林业拖拉机不能象农业拖拉机一样大幅度提高运行速度和工作幅宽或载量), 功率的进一步增加因此受到限制。我国由于森林资源、林区自然条件和林业企业体制等特点以及经济技术方面的原因，大功率戈区用拖拉机的制造和使用受到较大限制。集体所有制林业社队无法购置价格昂贵的一69一大功率拖拉机。国营林业企
12、业在当前森林资源蓄积减少、皆伐作业不多和地形、道路条件恶劣的情况下，大功率拖拉机也难以发挥效用，并会导致作业费用的迅速增长。因此在我国，伐区用拖拉机应以中、小型为主，适当增大功率储备，以利保护机车，减少维修，改善驾驶员，工作条件。另外，从一机多用和发展伐区联合机的角度考虑，发展一、二个品种大功率林业拖拉机或通用底盘也是必要的。但从国内使用条件和国外有关拖拉机公司的产品来看，我国林业拖拉机的最大功率不宜超过160马力。故4x4轮式大功率林业拖拉机可先发展120-130马力这一等级。为了增加附着能力，提高爬坡性能并考虑到功率超过一定限度后，四轮驱动拖拉机在胎压较低时难以发挥全部功率和承担全部车重，
13、50马力以上的等级中应考虑发展6X6三轴驱动拖拉机作为四轮驱动的变型产品。中等功率的4x4轮式林业拖拉机现有80马力是适宜的，不少林区还积极要求发展50马力左右的四轮驱动拖拉机。小功率四轮驱动拖拉机的优点没有大功率的突出，但由于它外形尺寸小、机动性好，用于经济林和人工林的抚育作业还是适宜的。从国外情况看，布些国家生产的小型四轮驱动拖拉机使用效果较好。例如日本生产有24马力的折腰四轮驱动式集材拖拉机，全宽1.7米，可同时适用于主伐和抚育问伐集材。捷克生产的T-4 K-14型折腰四轮驱动拖拉机仅14马力，宽度950-1170毫米，据称很适于林冠下作业。为进行幼林抚育、经济林(主要为油茶林)垦复和丘
14、陵坡地的集运材作业，我国有些林区要求发展外形尺寸小、爬坡能力强、功率在2马力以下的四轮驱动拖拉机。因此，中小功率的4X4轮式林业拖拉机建议发展的品种;为10-12马力、20-30马力、45-55马力和80-90马力四个等级，其中10-12马力这一等级为相近功率的农业拖拉机的变型产品。四、基本参数的选择基本参数的选择一般是按照相似法则和经验公式找出它们同功率之间存在的一定的比例关系，根据这些经验关系，参考国外部分样机、样本和公司系列，结合我国现有产品的实际参数加以确定。1 .结构重量林业拖拉机结构重量是指带集材装置时的机器重量，是关系到能否充分发挥发动机功率的一个重要参数，也是评价机器性能的一个
15、综合性技术经济指标。结构重量的大小，一方面取决于机器的使用性能要求，另一方面又取决于机器本身的结构强度、刚度、设计和工艺水平，以及所用材料等因素，所以要精确确定这一指标比较困难。根据国外4x 4轮式钢索集材拖拉机的统计分析，单位功率自重(包括集材工作装置)大多在62-85公斤/马力之间，少数达90公斤/马力以上。例如美国约翰迫尔公司生产的JD440c，净功率为70马力(总功率76马力)，比重量为82公斤/马力，该公司林用产品的重量和功率的关系，如图1曲线(1) f加拿大克拉克公司664C，净功率91马力总功率98马力)，比重量为84.7，而668C净功率189马力总功率208马力)，比重量为6
16、3.4，其关系如因1曲线(1I)。一70一从曲线可以看出，随着拖拉机功率的增大，结构比重量有逐渐减小的趋势。考虑到林业拖拉机的作业性质和作业条件?对机器的坚固性和可靠性要求较高，又不宜采用过高的行驶速度，因此不必追求过小的比重量值，况且重量过轻)(1“要求具有较好的牵引附着性能的集材等作业也不利。但另方面，比重量过大不利于林区松软据市地上进行作业。营林用的小型拖拉机为充分发挥其机动性和灵活性，外型尺寸和比重量值都应适当限制。综合考虑工作条件和我国当前的设计、工艺技术水平和材料情况等现实因素，各级4 x 4轮式拖拉机的比重量大都在76-90公斤/马力范围内(图2)。1巳辈呈t在tTl均JJ)440( 90 “。/0 ，.、_:OH.0 回-圄-帽.-.r_ .，.，-_“、- 664C飞、 “FE-T h 667C () 1.-.-1._嘲.也-、-，. 1I0 .阿啊- 120古。70 RO 90100 功布(马力)图l功年t马力120 801-一一一
