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1、J. agric. Engng Res. (1984) 29, 3-16论文拖拉机和其他农用车的发展H. GHLICH*考虑到农业生产水平的改善，能源短缺的问题的解决，生物质转化替代部分化石能源的可能性。今天和未来发展的拖拉机有三个方面考虑：信息监测和将研究重心放在下层的板结土壤;运营成本和采购价格;多功能应用，通过采用可能实行便捷的方式实现耦合系统，并增加驾驶座位舒适性和更好的安全保护措施。为了提高现场生产的经济效率，在拖拉机上安置更好的信息检测系统和实施的作业系统是必需的。信息的感知和评价对驾驶操作员将成为一个有用的程序。现场机器的总重量应尽可能低，以减少土壤板结，运营成本和采购价格。拖拉
2、机的最普遍的应用将通过改进前后可实现实现耦合系统。液压动力传输的便利性将导致液压和电液控制电路的扩展应用,所谓多系统的拖拉机就是在某些应用中取代了一些今天的标准拖拉机。驾驶舒适性则需要进一步改进对所有车辆,这些改进将主要集中在提高其运行速度的上，特别是振动明显的运输用途农用拖拉机。驾驶室悬置系统和前置悬架将增加其舒适性和安全性。完整的解决方案为更换驱动程序将会不久的将来可以成为事实。1、介绍1.1 、一般农业方面在过去50年左右，农业生产越来越依赖于拖拉机的普及应用；它的工作对于大多数领域机械的动力单元，以及提供电源负载和运输用途领域，在农场和道路上。其应用的多样性，出现了设计和施工的一些问题
3、与不足，但尽管如此，农民已经能够克服掉这样的问题与不足，他们已经或多或少成功运行起来，并带来了经济效益。然而今天，我们可能会有所提高，但这是否将适用于未来？这是新的设计标准但仍然处在低水平；我们将探索新的方向或能解决在我国农业结构或技术改造上的问题。例如，为了减少土壤板结可能，我们需要提高耕作业务或运用新产品概念，也许这才是“能源植物”需要新的农业生产体系。储存众多粮食是农业生产者的根本任务，但是这种储存将会消耗我们更多的能源，引起的是能源储量的减少。因为我们增加农业生产力，产生一个相当大的剩余食物的。目前大多数工业化国家都支持他们的三农，食品生产过剩是保证产品的价格刺激。从长远来看，目前支持
4、措施不可能解决生产过剩的问题。 农产品作为一种有效的能源存储介质。有些人就会猜测这些农产品是否将现在仅仅作为食物能源物质或许能转换为存储太阳能在生物能量。矿物油储备持续下降让我们开始着眼于农作物所储存的能源，它将在我们未来的能源平衡给予更多的选择。欧共体在布鲁塞尔的办公室的最新科研条件下产生了了以下观点。在欧共体内未来二十年， 7500万吨的化石燃料可以通过可再生能源替代。因此，在2000年的欧洲经济共同体的一次的能源需求约5可能来自这些来源，但这个量已经大于今天的储存农产品的能源总消耗量。利用储存生产食品的剩余的能量，也可能是更经济的直接生产这种朝生物质的生长，用作能源的替代品。随着化石燃料
5、的价格的进一步增加，可再生能源可能成为原始能源产品市场上的竞争力。这些考虑可能对农业未来的经济有一定的影响，但他们似乎并不可能促使在短期内改变生产流程。相反，在农业其他情况下可能会影响机械和拖拉机的发展，但在在更大程度上，这是不可能的，因为无论实在过去还是在未来，拖拉机等农用机械的功率增长和重量的减少将继续发展下去。其中一个原因可能是农场规模在大多数欧洲国家的增长率下降。农场规模将由减少土地来维持供需稳定，它局限于一般的就业形势和有限的市场。例如，图1显示了过去二十年在西德过程中发生，在农场规模的变化。趋势农场规模稳定是可识别的和类似的趋势可以在其他欧洲国家进行观察。在未来的高度机械化农业的另
6、一个重要目标是保护同时也恢复了相当的土壤面积。以最大限度地提高作物产量为目的，导致了农用机械拥有更多的应用程序，产生更多的功能以提高土壤的利用效率。这种能量中的一部分贡献给土壤耕作，因而对农作物的生长和产量提高有很大的帮助。另一部分已经引起在压实和拖尾的形式土壤结构的破坏，并大大加大翻耕深度。再次，更多的功率和能量，将需要还原土壤的这些损坏的深层，这些因素对未来的拖拉机影响巨大。图 1、西德农场在1949年至1981年的粒度分布1.2 、设计理念基于以上种种因素提出的问题是，今天的农用拖拉机能否是在农场的主要生产工具，或者在农业生产中相当大的变化是否会导致对其他方面的设计。对特殊刀架或动力单位
7、优化设计将浮出水面.在过去，特别是在1955年和1970年期间（图2和图3 ） ，这种改造设计没有成功。当时的想法没有成功实现，很大程度上是因为装载工具的动力单元上所需要的时间是不可接受的。这种安装过程中有当野外工作是最重要的时间才能完成。液压系统的安装并没有计算在在娴熟操作人员组装的时间和工具的过程中，主要是车轴之间，需要太多的时间和精力来进行。图2、刀架，Ruhrstahl 1951年图3、刀架， New Idea 1961年一些人已经尝试将拖拉机与收获机结合起来。最近的一个设计例子示于图4 。这样的收获机被分成两部分, 他们每个人都有其自己的脱粒和分离它们被安装在拖拉机上，而经营向后两侧
8、单位。尽管在安装过程是比较简单的系统还没有与农民获得普及。 自走式机，如谷物联合收割机不需要或者很少做准备工作以及操作，他们已经在世界各地被证明是成功。其他收获机械，如甜菜收获机，牧草收获机，已在两个不同的设计方向，成功地采取了一个自走式和其他式动力的拖拉机。这样做的原因源于不同的农场结构的需求：例如，承包商和一些大型养殖场几乎完全采用自走式机械,而小农户与有限的财政资源的承包商更多地使用以拖拉机为动力的工具。毫无疑问，一个多功能拖拉机将持续需要一个动力单元，适用范围广的未来农业生产应用。一些迹象显示辨认出，在功率和重量的增长也开始放缓的条件下,更多的关注将分配额给需要不同的野外作业的总重量以
9、及所造成的车轮对地面的压力。拖拉机大小的西德在过去二十年的增长，如图5 ;在这方面，它是根据的拖拉机的重量与功率的比值的发展来发表意见的。本着增加拖拉机功率的意图，这个比例没有减少到多达人们预想的；由此增加了前驱动桥重量，主要是因为在四轮驱动拖拉机与驾驶室的连接，这两者的组合中添加大约1000公斤到的总重量。图6示出的重量与功率比的趋势取决于发动机的功率。（1）图 4、拖拉机和谷物收获机的组合图 5、西德1963年至1932年拖拉机大小分布图 6、牵引重量 - 功率比的新拖拉机。O：两驱与总体框架; ：四轮驱动与整体驾驶室在下文中，牵引车的作为由农民的设计标准，通过以下几点进行讨论。最佳动力传
10、输与低土壤板结和低运营成本以及较低的采购价格。在方便实现耦合系统的可能性下，增加驾驶舒适性并提高操作人员的安全保护措施。2 、电源使用的优化2.1 、重量功率比以达到最佳的功率传输将意味着每个特定领域的操作应以最低的重量 - 功率比和轮胎充气压力的最佳尺寸进行。这项工作应与低油耗在尽可能高的工作速度（每小时公顷）进行。最小重量 - 功率比，可实现只有当拖拉机的基本重量是比较低的，而当增加额外的重量可以是简单的或完全机械化。它需要一些新的想法，使其更容易改变轴重，并且它可通过轴重传感器的帮助实现最佳平衡。最低基本重量将导致低的购买价格，因为在拖拉机使用的材料的费用弥补了其生产成本的50以上。通过
11、进一步的改进轮胎的草案是更加不可行的，并且大量的研究已经在这个领域已进行（2,3），尽管这样的地面压力可维持在一个恒定的水平，通过选择和轮胎充气压力的实验，在更大的深度（4）的土壤变形的影响没有那么大的压力，因为通过的总重量，如图7所示，不断增加的使用机器带来了新的问题，以及它的许多好处。土壤板结被确认为某些土壤类型有问题。它减少了在土壤中的孔隙空间，从而抑制植物根的发育，从而降低水的存储能力，并造成水涝；如果水不能逃脱，反过来，这些导致产量降低和回收压实土层的额外能量需求。（5）图 7、探针测量土壤压实在不同深度下的不同重量的车辆垂直运动 _:单轴， _ _:串联车轮;_._ :履带式拖拉机
12、2.2 、农场上的工作性能滚动阻力和车轮的滑移是功率损耗的来源，以及产生不利的土壤的效果。有效率的损失，对使用工具而只需要低牵引软新鲜耕作土壤强大的重型拖拉机作业时尤为如此。特别是，驱动实现了光性耕作工作强调要轻便拖拉机。这个问题已经提出，是否有可能使用“交通管制”的方法，而不是我们现在的随便行走，这需要拖拉机在一个季节平均30-60公里/公顷行走。通路通常用于肥料和喷雾应用，表示第一种方法，以控制字段的流量。框架最好建议（5）为跨越约12 M，可在任何方向行驶，但仅限于在该领域的某些途径，是在该方向的另一个可能的步骤。如在每小时公顷的野外进行工作时，那么它和燃料成本之间的关系的优化是每个农民
13、的意愿。对于一些农民，进行现场工作会是第一优先级，而其他农民认为考虑燃料成本的降低更为重要。今天，所做的工作和所用的燃料之间的关系是仅依赖于驾驶员的经验和能力。图 8给出了它取决于工作速度和对工作实施宽度不同土壤中（9）在地面运行速度的一个例子。相当大的发展正在进行以提高对提供给驾驶者，谁在连续反馈作为人类链路的整个操作的信息电路和引入新的完全自动化的控制电路，其中包括自动换档（8-10），其中一些的信息的驱动器的可能的来源是示于图9。图8、工作速度和地面速度与实施宽度。 ：壤质粘土： ：沙壤土图9、信息驱动程序可能来源一个两维的信息系统（11），使用的燃料消耗和公顷覆盖每小时作为输入提供的操
14、作信息的一个例子可以看出，在图10，这种装置使驱动器根据由所述执行所需要的功率，以选择最经济的牵引速度和发动机转速。在图10的信息是通过在屏幕上闪烁的光的特定位置给出。横轴是在公顷/小时，而纵轴是我/公顷即代表monetaere einheit占成本的一个单元。除了燃料的成本，它也可能包括人工成本及其他成本。通过现场测试，我们已经表明，它有可能增加15覆盖每小时面积为57千瓦的四轮驱动拖拉机，而在同一时间，我们也观察到在运营成本的降低。同样，也可以将这种信息采集技术应用到其他农业机械，如饲料收获机和现场喷雾器。图 10、驱动器的二维信息系统“Eroscope”2.3 、发动机性能高发动机的性能
15、已经达到了高压涡轮增压和涡轮增压中冷却。因为这些发动机的高的最大功率，它们可以被更经常的介质负载下运作，从而降低燃油消耗。新的燃烧和喷射系统将导致较低的燃料消耗，以及较低的噪声水平。例如，新的“Squish-lip”燃烧过程会导致在200克/千瓦时，由于在燃烧室的燃烧过程中激活空气湍流的特殊形状的特定燃料消耗。（12）在未来中间激活空气湍流的特殊形状使用从农产品生产的燃料将获得更多的关注，尤其是在与矿物油供应不足和昂贵的国家。使用替代燃料，例如生物气和从纤维素产品的低的氧燃烧所产生的气体的开发，是众所周知的，但是它们还没有找到普遍使用，因为它们是更昂贵的生产比传统的燃料。植物油提供了另一种替代
16、的柴油燃料，但精炼植物油是非常昂贵相对于柴油燃料，并成功应用只能使用具有预燃烧室的发动机。乙醇也可使用作为燃料的柴油发动机，但是，点火器，必须通过使用添加剂来改善。抽烟和排气等污染物是非常低的柴油发动机中使用时，乙醇和功率输出是比与之相当的化油器发动机的更好，使用同样的燃料。3 、实施安装和驱动器的要求在一年内的众多业务具有不同的农业机械和实业，所有这些将用于年内只有很短的期间内，需要将功率从拖拉机到机器的一个普遍适用的方法。与过去相比的区别是增加了对机器功能和更大的实现了耦合和功率传输系统。截至1956年大型拖拉机使用的功率转移，当时后轮驱动和动力输出只有两个方法。如今，通用拖拉机经常有高达7倍的功率传输函数，也就是后轮驱动，四轮驱动，在后方和前方，动力输出在后方和前三点联动，和液压动力传递。拥有不同的野外作业的组合，例如，苗床准备与前部和后部
