自2004年《农业机械化促进法》实施以来，农业机械行业发展迅速，基本解决了产量不足的问题，也带来了质量水平不高，有效供给不足的矛盾。作为动力机械，拖拉机企业较多，同质化严重，且技术水平依然处于发达20世纪末的水平，发展步伐缓慢。为此，有必要开展国内外拖拉机先进技术及我国拖拉机技术现状的研究，准确把握国外先进拖拉机的技术、了解我国拖拉机的发展水平、意识到存在的差距，为我国拖拉机技术的研究提供参考，明确发展发现及技术路线，不断提高我国拖拉机的技术水平，同时也为其他农业机械的发展提供参考。

1先进技术介绍

拖拉机属于动力机械，作业高质是其根本发展方向。智能化、信息化、多功能是先进拖拉机体的主要特点，具体表现在电子控制技术、液压技术、传感器、控制策略、制造工艺等方面的应用。

1.1液压技术

拖拉机上的液压系统主要有液压悬挂系统、液压转向系统、液压传动系系统、液压润滑系统及部分液压控制的操控系统等，具体应用有液压提升、液压输出、液压制动、液压操控差速锁、液压离合器（PTO、变速箱）、液压减震驾驶室等，主要应用如表1所示。随着机电液一体化技术的发展，液压技术的应用水平直接决定了拖拉机的智能化水平，比如说电控液压悬挂技术、电控液压转向或线控液压转向技术、液压悬浮减震技术等，这些技术在国外已经是较为成熟的技术。

表1液压技术在拖拉机上的应用

1.2电动拖拉机

电动拖拉机已有百余年的发展历史，近些年随着电池的性能得到提高，电动拖拉机的优点逐渐明显。与传统的燃油拖拉机相比，其扭矩较大，且可以实现无级变速，具有、底噪、低污染等优点。但针对电动拖拉机的能源管理技术、电机技术、控制技术等与拖拉机的满足恶劣环境工作、续航时长高、性好等要求还有差距，其应用范围仍然较窄。

2017年，在法国SIMA展上，约翰迪尔发布了其开发的纯电动拖拉机：ＳＥＳＡＭ（ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｕｐｐｌｙｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｓ），该电动拖拉机已经完成田间作业试验，功率为260kW，可持续工作4h或满足55km的运输作业。以中国农业大学、南京农业大学为主的高校就电动拖拉机构、驱动系统、CAN总线传输、控制策略、试验台架进行了理论分析、仿真试验、台架试验，取得了一定的研究成果，部分学者研究并试制了果园用小功率的电动拖拉机样机，基本满足果园旋耕、中耕、施肥等作业要求，但是中大功率的电动拖拉机仍无成熟样机。2012年，中国拖拉机公司与美国公司合作开展电动拖拉机相关技术的研究，但至今未见关于推出样机的相关信息。2018年由农机装备创新中心研发的以自主知识产权的电控系统为核心，集成应用北斗导航、毫米波雷达、视觉等无人驾驶系统的国内台纯电动无人驾驶拖拉机进入人们视线，并已开始田间试验阶段。

1.3电控液压悬挂

悬挂是拖拉机的关键组成部分，是实现拖拉机耕地、播种、施肥等作业功能的基本配置。早期，作业机具多以绳索或链条连接，直至19世纪30年代出现了液压三点悬挂装置，到现在拖拉机上已基本标配液压悬挂系统。传统的液压悬挂采用机械液压方式实现反馈控制，随着传感器技术的发展，反馈信号可以通过相应的传感器来获取，加上电子控制技术的应用，电控液压悬挂技术逐渐成熟。电控液压悬挂是指，数据采集系统通过力、位置、转速等传感器获取拖拉机耕作时的耕作阻力、耕作深度、拖拉机滑转率，并提高处理器输出指令进而控制液压油缸的伸缩实现控制悬挂的提升与下降，保证悬挂的工作状态或调整到预设的耕作位置，实现耕作深度的自动控制，现常用的液压悬挂控制方式有力、位综合控制或者力、位、滑转率综合控制。

电控液压悬挂控制系统（EHR）技术较为成熟，在国外先进企业得到了广泛应用，该系统在实现耕作深度自动控制的基础上还可以实现故障诊断、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。试验表明，该系统控制误差较小，精度较高。中国农业大学、南京农业大学、江苏大学等高校就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的研究，取得了丰富的理论成果，制作了样机，取得了一定的研究成果。部分公司也推出了较为成熟的产品，其中悦达智能农业装备有限公司在综合市场与成本的前提下，研制了新型的适合中国国情的力位综合控制的电控液压悬挂系统。

1.4导航驾驶系统

拖拉机自动导航驾驶具有直线行驶偏差小、满足夜间作业、降低驾驶员疲劳强度、减少人力资源、提高作业效率等优点，是精准农业的基础。实现拖拉机导航的方法有多种，包括卫星导航、视觉导航、电磁导航等，现在拖拉机上应用较多的就是卫星导航方法，自动导航驾驶技术的关键在于环境感知技术、地图构建技术、路径规划技术、转向控制技术等。根据驾驶的自动程度，拖拉机导航驾驶系统又可以分为辅助驾驶系统、自动驾驶系统、无人驾驶系统，各有优缺点，具体分类如表２所示。国外先进拖拉机企业现已有成熟的导航产品，且已实现模块化，移植性较好，通过参数的调整设置，可以灵活的应用到不同的拖拉机上。

表2基于卫星的拖拉机自动导航驾驶系统分类

上世纪70年代美国发明GPS以来，其在农业上的应用范围、方式得到不断拓展。如今北斗导航系统工作卫星已达33颗，服务性能不断提高，民用范围逐渐扩大，基于北斗导航的自动驾驶拖拉机也在研发试用当中。中国农业大学、南京农业大学、华中农业大学、重庆理工大学等高校就自动导航转向控制系统、控制决策方法、障碍物识别等关键技术进行了研究试验，取得了丰富的理论成果。部分企业也推出了自动导航拖拉机，雷沃重工股份有限公司、中国一拖集团有限公司均推出了自主研发的自动导航拖拉机，以雷沃重工为例，其自动导航拖拉机可实现定位、导航、机具自动调节等功能，控制精度高，可满足多种田间作业。