拖拉機是一種自走式動力機械，用于牽引和驅(qū)動工作機械完成各種移動作業(yè)，也可作為固定工作動力。拖拉機作為農(nóng)業(yè)機械的重要組成部分，可以滿足農(nóng)、林、牧、副、漁等行業(yè)的生產(chǎn)需要，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)展成為國民經(jīng)濟不可或缺的組成部分。19世紀歐洲進入蒸汽機時代后，拖拉機逐漸投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1889年，查達發(fā)動機公司制造了世界上第一臺裝有汽油內(nèi)燃機的農(nóng)用拖拉機——“巴嘉”拖拉機，為拖拉機的推廣應用奠定了基礎。1912年，德國西門子公司首次生產(chǎn)出電動拖拉機。我國第一臺自行研制的“東方紅”拖拉機是1958年7月由第一拖拉機廠生產(chǎn)的。

拖拉機由發(fā)動機、底盤、工作裝置、電氣設備和其他系統(tǒng)或裝置組成。發(fā)動機的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給驅(qū)動輪，使拖拉機行駛，用裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動力輸出裝置的農(nóng)業(yè)機械與拖拉機共同完成生產(chǎn)作業(yè)。拖拉機按使用類型分為園藝拖拉機、中耕拖拉機和專用拖拉機；輪式拖拉機、履帶式拖拉機等。根據(jù)結(jié)構(gòu)類型；按動力分為大、中、小型拖拉機；按驅(qū)動方式分為內(nèi)燃機、純電動和混合能源拖拉機。

動態(tài)原理

拖拉機通過柴油機燃燒柴油和空氣的混合物，產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，通過動力傳動系統(tǒng)傳遞給行走機構(gòu)和其他工作裝置。此外，裝有液壓懸掛裝置、牽引裝置或動力輸出裝置的農(nóng)業(yè)機械，在與拖拉機作業(yè)時，可以完成相應的作業(yè)任務。另外，柴油機作為固定驅(qū)動動力時，可以通過皮帶或動力輸出軸直接驅(qū)動脫粒機、水泵等需要固定動力的機械設備。

驅(qū)動原理

拖拉機靠內(nèi)燃機的動力通過傳動系統(tǒng)行駛，使驅(qū)動輪獲得驅(qū)動扭矩T，獲得驅(qū)動扭矩的驅(qū)動輪通過輪胎胎面和輪胎表面與地面之間的水平力(切向力)以及功率相等方向相反的水平反作用力F共同工作，使拖拉機行駛。同時，通過操縱轉(zhuǎn)向機構(gòu)和剎車，拖拉機可以緊急轉(zhuǎn)向和停車。

拖拉機和汽車的整體結(jié)構(gòu)基本相似，一般由發(fā)動機、底盤、工作裝置和電氣設備組成。

發(fā)動機：發(fā)動機是拖拉機行駛和工作的動力源，一般使用柴油機。主要由曲柄連桿機構(gòu)、通風系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)和預熱裝置組成。拖拉機柴油機設計為低速大扭矩(≤2300轉(zhuǎn)/分)。

底盤：拖拉機底盤是指除發(fā)動機和電氣設備以外的所有系統(tǒng)和裝置。底盤連接發(fā)動機與各種系統(tǒng)和部件，將發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化為拖拉機所需的驅(qū)動力和牽引力。拖拉機底盤主要由傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。

傳輸系統(tǒng)：拖拉機傳動系統(tǒng)的作用是將發(fā)動機的動力傳遞給驅(qū)動輪，實現(xiàn)減速和增加扭矩。傳動系統(tǒng)一般由離合器、變速箱、聯(lián)軸器、后輪軸和中央傳動裝置組成。小型拖拉機和手扶拖拉機包括皮帶傳動。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷、橫拉桿、縱拉桿等轉(zhuǎn)向器部件組成。轉(zhuǎn)向時操縱方向盤，通過轉(zhuǎn)向器使轉(zhuǎn)向臂向前或向后擺動，驅(qū)動傳動裝置使前輪向左或向右偏轉(zhuǎn)，從而改變機動車的行駛方向。當方向盤向右轉(zhuǎn)動時，橫拉桿向后移動，轉(zhuǎn)向臂和橫拉桿的前端向右移動，前輪的前端也向右移動。

制動系統(tǒng)：拖拉機制動系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分、開啟機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)組成。踩下制動踏板時，壓縮空氣通過制動閥壓入各制動氣室，制動臂帶動凸輪轉(zhuǎn)動。兩個閘瓦打開后，摩擦片壓在轉(zhuǎn)動的閘瓦上，隨著車輪轉(zhuǎn)動的閘瓦在強大的摩擦力下被制動，從而實現(xiàn)拖拉機的制動。液壓制動是制動總泵產(chǎn)生的油壓傳遞到各車輪的制動輪缸，兩側(cè)的制動蹄被油壓推開，使制動蹄的摩擦片被抱緊，起到制動作用；當松開踏板時，制動系統(tǒng)的壓力被釋放，制動蹄在回位彈簧的作用下恢復到原來的位置，這樣制動蹄的摩擦片與制動彈簧之間的摩擦力被釋放，拖拉機的制動被釋放。

步行系統(tǒng)：拖拉機的行走系統(tǒng)有兩種:輪式和履帶式。拖拉機行走系統(tǒng)由車架、車軸、車輪和懸架等組成。行駛系統(tǒng)的主要作用是將發(fā)動機傳遞給驅(qū)動輪的扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動力；支撐車身重量，減少沖擊和振動。

工作裝置：拖拉機的工作裝置通常被歸為底盤的一部分，主要用于牽引、懸掛和驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械進行各種農(nóng)業(yè)機械作業(yè)。拖拉機的工作裝置包括牽引裝置、動力輸出裝置和液壓懸掛裝置等。這些工作裝置使拖拉機能夠完成耕作、播種、施肥、噴藥、收割等農(nóng)業(yè)作業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

拖車齒輪：有些農(nóng)用工具(如拖拉機式的收割機、播種機)沒有自己的行走裝置，都是由拖拉機拉著工作。連接拖拉機和農(nóng)具的裝置叫做牽引裝置。拖拉機牽引裝置連接農(nóng)業(yè)機械和工具的連接點稱為牽引點。牽引點的位置可以左右或上下調(diào)節(jié)。

動力輸出裝置：動力輸出裝置是將拖拉機發(fā)動機的部分甚至全部動力以旋轉(zhuǎn)機械能的形式傳遞給農(nóng)業(yè)機械的一種工作裝置，主要包括動力輸出軸和動力輸出皮帶輪。

液壓懸掛裝置：液壓提升和控制農(nóng)業(yè)機械的整套裝置稱為液壓懸掛裝置。其功能是:連接和牽引農(nóng)業(yè)機械和工具；操縱農(nóng)業(yè)機械升降；控制農(nóng)業(yè)機械的耕作深度或提升高度；加重拖拉機驅(qū)動輪以提高拖拉機的附著性能；向工作機輸出液壓能，用于其他操作。液壓懸掛裝置由懸掛機構(gòu)和液壓系統(tǒng)組成。

電氣設備：拖拉機電氣設備主要包括發(fā)電機、蓄電池、照明系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和導航系統(tǒng)。發(fā)電機是負責發(fā)電的部件，將機械能轉(zhuǎn)化為電能供其他用電設備使用。蓄電池負責儲存電能，并在需要時為整個電氣系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源；照明系統(tǒng)包括前照燈、示寬燈、尾燈等。，用于提供夜間照明和信號指示；儀表系統(tǒng)一般包括車速表、水溫表、油壓表等。，用于監(jiān)控和顯示車輛的運行狀態(tài)；空調(diào)系統(tǒng)通過制冷循環(huán)原理將空氣中的熱量排出，為駕駛者創(chuàng)造舒適的駕駛環(huán)境；導航系統(tǒng)通過衛(wèi)星定位技術(shù)幫助駕駛員確定當前位置，規(guī)劃路線，提供導航信息。

按結(jié)構(gòu)分類

輪式拖拉機。分為兩驅(qū)和四驅(qū)。兩輪驅(qū)動拖拉機通常用于一般農(nóng)田作業(yè)和運輸作業(yè)，總輪數(shù)和驅(qū)動輪數(shù)用4X2表示。四輪驅(qū)動拖拉機以4X4為代表，主要用于重而粘的農(nóng)田作業(yè)和泥濘道路運輸作業(yè)，牽引效率較高。

履帶式拖拉機它主要適用于土壤重而潮濕的土地的野外作業(yè)，以及農(nóng)田水利、土方工程和農(nóng)田基本建設。手扶拖拉機只有一個行走軸，可以有一個或兩個驅(qū)動輪。在農(nóng)田作業(yè)時，操作者通常步行操作，習慣上稱為手扶拖拉機。一些手扶拖拉機還裝有尾輪，用于支撐和輔助轉(zhuǎn)向。船拖拉機。它主要用于漚制操作。它由船舶底盤支撐，由槳式葉輪驅(qū)動。

按目的分類

普通拖拉機。常規(guī)結(jié)構(gòu)特征。適用于各種農(nóng)田移動作業(yè)、固定作業(yè)和運輸作業(yè)，在一般條件下應用廣泛。園藝拖拉機。主要適用于果園、菜地、茶林等地作業(yè)。它的特點是體積小、底盤低、功率低、靈活，可以很容易地進入狹窄的空間進行作業(yè)。

中耕拖拉機。主要用于中耕，也可用于其他作業(yè)。它離地間隙高，行走裝置窄，適用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕。

專用拖拉機。適用于一些特殊的工作環(huán)境或有特殊需求的工作。比如山地拖拉機適合在山區(qū)作業(yè)，漚麻拖拉機適合在水田作業(yè)，葡萄園拖拉機適合在葡萄園作業(yè)。

按功率分類

大型拖拉機。功率超過73.6千瓦(100馬力)。

中型拖拉機。功率14.7~73.6千瓦(20~100馬力)。

小型拖拉機。功率在14.7千瓦(20馬力)以下。

按駕駛模式分類

純電驅(qū)動。電動拖拉機主要用于高原缺氧、地下礦山、易燃易爆場所等有特殊需要的場所。

內(nèi)燃機驅(qū)動。傳統(tǒng)拖拉機主要采用的駕駛方式也是目前主流的拖拉機駕駛方式。

混合動力驅(qū)動?；旌蟿恿ν侠瓩C多用于農(nóng)田管理等環(huán)境工作，可以提高工作效率，減少污染排放。

由于拖拉機根據(jù)結(jié)構(gòu)、功率等國家標準不同而不同，所以以50kW以下普通輪式拖拉機的主要性能要求為例:

1.動力輸出軸的性能

拖拉機

在發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速下，動力輸出軸的最大功率不得低于企業(yè)規(guī)定值的95%，且不得超過發(fā)動機額定功率(12h)。對于全功率輸出軸，企業(yè)規(guī)定的值不得小于發(fā)動機額定功率的0.85倍(12h)。

動力輸出軸在變載荷下的平均燃油消耗率:不大于22.06 kw的拖拉機應不大于365g/(kW·h)；22.06 kW~50 kw的拖拉機應不大于350g/(kW·h)。動力輸出軸的扭矩儲備率應不低于15%。動力輸出軸最大扭矩點的轉(zhuǎn)速與動力輸出軸最大功率點的轉(zhuǎn)速之比(發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速下)不得大于75%。

2.無后動力輸出軸拖拉機的發(fā)動機性能發(fā)動機額定功率(12h):在額定轉(zhuǎn)速下，不小于發(fā)動機銘牌的95%。發(fā)動機臺架試驗表明，變負荷下的平均燃油消耗率不應大于310g/(kW·h)。發(fā)動機臺架試驗時，發(fā)動機扭矩儲備率應不低于12%。發(fā)動機臺架試驗時，發(fā)動機最大扭矩點轉(zhuǎn)速與最大功率點轉(zhuǎn)速之比不應大于80%。

3.牽引性能

拖拉機的最大牽引力應滿足企業(yè)的要求。拖拉機的最大牽引功率不小于發(fā)動機額定功率的0.75倍(12h)。拖拉機在最大牽引功率條件下的燃料消耗率:(1)不大于22.06千瓦的拖拉機應不大于355克/(千瓦·小時)；(2)22.06千瓦~ 50千瓦的拖拉機應不大于340克/(千瓦·小時)。

4.起動性能

拖拉機應能在-5℃的環(huán)境溫度下平穩(wěn)起動。

5.高溫性能

當環(huán)境溫度為40C時，應進行拖拉機的高溫性能試驗。發(fā)動機冷卻液溫度應低于100C(壓力水箱應為企業(yè)規(guī)定的數(shù)值)，發(fā)動機潤滑油溫度和排氣溫度、拖拉機變速器和液壓系統(tǒng)油溫不得高于企業(yè)規(guī)定的最高限值。

6.液壓懸掛性能

牽引車(加載點在懸掛軸后610 mm處)的最大提升力不應小于企業(yè)規(guī)定的數(shù)值，每千瓦牽引功率的提升力不應小于300 N。在企業(yè)規(guī)定的最大提升力下，提升時間應不超過3 s，提升過程中不允許出現(xiàn)晃動、爬行、異響、漏油、安全閥開啟等現(xiàn)象；30分鐘的靜態(tài)沉降不應大于加載點提升行程的4%。對于具有液壓輸出功能的拖拉機，最大液壓輸出功率與發(fā)動機額定功率(12 h)的比值應不小于10%。

7.結(jié)構(gòu)比質(zhì)量

拖拉機結(jié)構(gòu)比重:(1)兩輪驅(qū)動拖拉機應不大于60kg/kw；；(2)四輪驅(qū)動拖拉機不得超過65公斤/千瓦。

8.可靠性

拖拉機可靠性試驗的平均無故障時間(MTBF)應不小于210 h，無故障綜合得分值(Q)應不小于70。

隨著時代的發(fā)展，拖拉機也在不斷創(chuàng)新和改進?，F(xiàn)在拖拉機的種類和大小很多，可以滿足農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)等行業(yè)的生產(chǎn)需要，也為工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供支持。拖拉機已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中不可缺少的生產(chǎn)工具。

在農(nóng)業(yè)運輸中，輪式和履帶式拖拉機可用于一般農(nóng)田作業(yè)和運輸作業(yè)，在重土重載的農(nóng)田作業(yè)和泥路運輸作業(yè)中具有較高的牽引效率。

中耕作業(yè)時，中耕拖拉機離地間隙較高，行走裝置較窄，可用于玉米、高粱、棉花等高桿作物的中耕作業(yè)。

在林業(yè)采伐和運輸中，由于林區(qū)惡劣的工作條件(如在森林、伐木場地不平的多石地區(qū)、坡地、冰雪地等。)，專用林業(yè)拖拉機進行作業(yè)，一般配備林業(yè)生產(chǎn)專用設備，如絞車、運稻機、帶抓木機的液壓升降臂、撫育集材的拖車和各種森林經(jīng)營機械等。