自2004年《農業機械化促進法》實施以來，農業機械行業發展迅速，基本解決了產量不足的問題，也帶來了質量水平不高，有效供給不足的矛盾。作為動力機械，拖拉機企業較多，同質化嚴重，且技術水平依然處于發達20世紀末的水平，發展步伐緩慢。為此，有必要開展國內外拖拉機先進技術及我國拖拉機技術現狀的研究，準確把握國外先進拖拉機的技術、了解我國拖拉機的發展水平、意識到存在的差距，為我國拖拉機技術的研究提供參考，明確發展發現及技術路線，不斷提高我國拖拉機的技術水平，同時也為其他農業機械的發展提供參考。

1先進技術介紹

拖拉機屬于動力機械，作業高質是其根本發展方向。智能化、信息化、多功能是先進拖拉機體的主要特點，具體表現在電子控制技術、液壓技術、傳感器、控制策略、制造工藝等方面的應用。

1.1液壓技術

拖拉機上的液壓系統主要有液壓懸掛系統、液壓轉向系統、液壓傳動系系統、液壓潤滑系統及部分液壓控制的操控系統等，具體應用有液壓提升、液壓輸出、液壓制動、液壓操控差速鎖、液壓離合器（PTO、變速箱）、液壓減震駕駛室等，主要應用如表1所示。隨著機電液一體化技術的發展，液壓技術的應用水平直接決定了拖拉機的智能化水平，比如說電控液壓懸掛技術、電控液壓轉向或線控液壓轉向技術、液壓懸浮減震技術等，這些技術在國外已經是較為成熟的技術。

表1液壓技術在拖拉機上的應用

1.2電動拖拉機

電動拖拉機已有百余年的發展歷史，近些年隨著電池的性能得到提高，電動拖拉機的優點逐漸明顯。與傳統的燃油拖拉機相比，其扭矩較大，且可以實現無級變速，具有、底噪、低污染等優點。但針對電動拖拉機的能源管理技術、電機技術、控制技術等與拖拉機的滿足惡劣環境工作、續航時長高、性好等要求還有差距，其應用范圍仍然較窄。

2017年，在法國SIMA展上，約翰迪爾發布了其開發的純電動拖拉機：ＳＥＳＡＭ（ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｕｐｐｌｙｆｏｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅｓ），該電動拖拉機已經完成田間作業試驗，功率為260kW，可持續工作4h或滿足55km的運輸作業。以中國農業大學、南京農業大學為主的高校就電動拖拉機構、驅動系統、CAN總線傳輸、控制策略、試驗臺架進行了理論分析、仿真試驗、臺架試驗，取得了一定的研究成果，部分學者研究并試制了果園用小功率的電動拖拉機樣機，基本滿足果園旋耕、中耕、施肥等作業要求，但是中大功率的電動拖拉機仍無成熟樣機。2012年，中國拖拉機公司與美國公司合作開展電動拖拉機相關技術的研究，但至今未見關于推出樣機的相關信息。2018年由農機裝備創新中心研發的以自主知識產權的電控系統為核心，集成應用北斗導航、毫米波雷達、視覺等無人駕駛系統的國內臺純電動無人駕駛拖拉機進入人們視線，并已開始田間試驗階段。

1.3電控液壓懸掛

懸掛是拖拉機的關鍵組成部分，是實現拖拉機耕地、播種、施肥等作業功能的基本配置。早期，作業機具多以繩索或鏈條連接，直至19世紀30年代出現了液壓三點懸掛裝置，到現在拖拉機上已基本標配液壓懸掛系統。傳統的液壓懸掛采用機械液壓方式實現反饋控制，隨著傳感器技術的發展，反饋信號可以通過相應的傳感器來獲取，加上電子控制技術的應用，電控液壓懸掛技術逐漸成熟。電控液壓懸掛是指，數據采集系統通過力、位置、轉速等傳感器獲取拖拉機耕作時的耕作阻力、耕作深度、拖拉機滑轉率，并提高處理器輸出指令進而控制液壓油缸的伸縮實現控制懸掛的提升與下降，保證懸掛的工作狀態或調整到預設的耕作位置，實現耕作深度的自動控制，現常用的液壓懸掛控制方式有力、位綜合控制或者力、位、滑轉率綜合控制。

電控液壓懸掛控制系統（EHR）技術較為成熟，在國外先進企業得到了廣泛應用，該系統在實現耕作深度自動控制的基礎上還可以實現故障診斷、主動減震、擴展控制、前提升器高度控制、接地壓力控制等功能。試驗表明，該系統控制誤差較小，精度較高。中國農業大學、南京農業大學、江蘇大學等高校就自動耕深控制技術的智能控制算法、CAN總線傳輸技術、多參數調節技術等進行了深入的研究，取得了豐富的理論成果，制作了樣機，取得了一定的研究成果。部分公司也推出了較為成熟的產品，其中悅達智能農業裝備有限公司在綜合市場與成本的前提下，研制了新型的適合中國國情的力位綜合控制的電控液壓懸掛系統。

1.4導航駕駛系統

拖拉機自動導航駕駛具有直線行駛偏差小、滿足夜間作業、降低駕駛員疲勞強度、減少人力資源、提高作業效率等優點，是精準農業的基礎。實現拖拉機導航的方法有多種，包括衛星導航、視覺導航、電磁導航等，現在拖拉機上應用較多的就是衛星導航方法，自動導航駕駛技術的關鍵在于環境感知技術、地圖構建技術、路徑規劃技術、轉向控制技術等。根據駕駛的自動程度，拖拉機導航駕駛系統又可以分為輔助駕駛系統、自動駕駛系統、無人駕駛系統，各有優缺點，具體分類如表２所示。國外先進拖拉機企業現已有成熟的導航產品，且已實現模塊化，移植性較好，通過參數的調整設置，可以靈活的應用到不同的拖拉機上。

表2基于衛星的拖拉機自動導航駕駛系統分類

上世紀70年代美國發明GPS以來，其在農業上的應用范圍、方式得到不斷拓展。如今北斗導航系統工作衛星已達33顆，服務性能不斷提高，民用范圍逐漸擴大，基于北斗導航的自動駕駛拖拉機也在研發試用當中。中國農業大學、南京農業大學、華中農業大學、重慶理工大學等高校就自動導航轉向控制系統、控制決策方法、障礙物識別等關鍵技術進行了研究試驗，取得了豐富的理論成果。部分企業也推出了自動導航拖拉機，雷沃重工股份有限公司、中國一拖集團有限公司均推出了自主研發的自動導航拖拉機，以雷沃重工為例，其自動導航拖拉機可實現定位、導航、機具自動調節等功能，控制精度高，可滿足多種田間作業。