拖拉机K值到底是怎么采用？最权威的解读来了

从技术、政策和产业发展谈拖拉机K值的三重意义

安徽省农业农村厅 盛海

近期，多个省份陆续在农机购置补贴政策拖拉机产品分档技术参数中增加了K值，引发农机行业众说纷纭。赞誉的，疑问的，观望的，小小K值一时间成为农机人目光的焦点。本文试图从产品、政策、产业三个维度谈谈对K值意义的认识。

一、K值的技术意义

K值，最小使用比质量，是拖拉机最小使用质量与配套发动机标定功率比值，其直观意义是单位功率的质量。仅仅只是个进入补贴的数值吗？它又有什么技术内涵？

（一）K值凭什么能成为分档参数

大家知道，拖拉机的主要功能有两个，一是提供牵引力，二是提供输出动力。又以提供牵引力为主要功能，否则就沦为一台行走的发动机。拖拉机牵引力的产生需要两个方面条件：内燃机的动力经传动系统使驱动轮获得驱动扭矩；驱动轮轮胎向后的水平作用力从而使地面对驱动轮产生水平反作用力。这个反作用力就是推动拖拉机向前行驶的驱动力。驱动力克服车轮滚动阻力后即得拖拉机牵引力。

通过土壤力学中的库仑公式可得拖拉机可能发挥的最大驱动力：

H=Fc+Wtgϕ

H—土壤对拖拉机最大驱动力；F—接地面积；c—土壤内聚力；W—拖拉机质量；ϕ—土壤内摩擦角。

式中表明在土壤条件一定的情况下，最大驱动力只与接地面积和拖拉机质量成正相关。注意：此时最大驱动力与发动机动力无关，发动机动力传动到车轮后，就完成了使命。拖拉机质量一定，再大的发动机动力也无法获得更多的牵引力。

功率代号是拖拉机的第一主参数，用户购买拖拉机一般以功率为主要选择参考。通过这个公式应该清楚，拖拉机发动机的功率大小只代表着可能传递到驱动轮上的动力大小，而在发动机动力充分情况下，决定拖拉机牵引力的其实是接地面积和承载重量。如果拖拉机质量不足，那即使发动机有再大的输出功率，也不足以使拖拉机产生足够的牵引力。K值正是把拖拉机的发动机功率与输出牵引功率通过拖拉机质量建立起联系的关键参数。如果K值不足，则发动机输出动力转化为拖拉机牵引力的能力就不足。

农业机械推广鉴定大纲《DG/T 001—2019农业轮式和履带拖拉机》规定，发动机功率转化为最大牵引功率的比例不能低于75%，那些K值较低动力转化能力不足的拖拉机确实是通过了鉴定。通过分析库仑公式我们也可以知道原因，第一，GB/T 3871.9-2006《农业拖拉机试验规程第9部分:牵引功率试验》规定拖拉机牵引性能试验是在“清洁、水平、干燥，接缝应尽可能少的混凝土路面或柏油碎石路面”进行，土壤内聚力c和土壤内摩擦角ϕ有充分保证；第二，增加拖拉机的设计配重和轮胎配重以增大W；第三。使用高挠度低气压的轮胎以加大接地面积F。过大的拖拉机前后配重，会使拖拉机底盘在使用中的受力状况恶化，这也是很多文章提到的拖拉机强度不足带来的种种早期失效原因；而拖拉机实际使用土壤条件千变万化，勉强通过鉴定的拖拉机适应能力较差，不能在土壤内摩擦角ϕ较小的农田正常发力。所以很多用户常常反映，“大马拉小车”的拖拉机工作无力的情况，这样的拖拉机从事带动力输出的旋耕作业还凑合，深翻深松就力不从心了。综合考虑国内拖拉机行业技术水平，对同样动力的轮式拖拉机，K值的大小可以作为识别是“真汉子”还是“假把式”的参考，因此K值成为补贴技术参数可谓实至名归。

（二）K值的技术局限

任何事物都不是万能的。在肯定K值技术意义的同时，也要看到K值存在的局限性，一是K值并不能全面反映拖拉机的质量水平；二是K值并不是决定动力性能的唯一参数；三是K值存在一个合理的范围，并不是K值越大就必然产生更大的牵引动力。

我们通过转换库仑公式，得到单位功率的最大驱动力公式：

H/N=Fc/N+Ktgϕ

N—发动机功率；K—拖拉机使用质量与配套发动机标定功率比值。

有两种极端情况：在干砂上内聚力c为0时，全部的牵引力都依赖车辆重量产生，K值的作用突出；在泥浆中ϕ为0，牵引力完全依靠车辆轮胎的接地面积以及土壤的内聚力来产生，K值的作用微乎其微。在通常情况下，砂性土比黏性土的土壤内摩擦角稍大但变化不显著（ϕ:20°-37°/tgϕ:0.36-0.75），而黏性土比砂性土的土壤内聚力大且差别显著（c:0.01N/㎡-1.00N/㎡），造成c的变化程度远大于tgϕ的变化程度，也就是说，K值所占权重远小于接地面积F所占权重。变化K值远没有变化F值对牵引力的影响大，K值并不是决定拖拉机牵引力的唯一因素。在实际使用中，拖拉机所配轮胎型号、作业的土壤类型及土壤含水率等因素均会对实际牵引力产生本质影响。

总体来分析，我国南北地区各类土壤耕地条件差异较大，因此在北方旱地应使用较大K值的拖拉机，而在南方土壤水分含量较高的耕地，尤其是水田作业可能选择K值稍低、高胎纹、大接地面拖拉机的更为适合。在国际知名的农机品牌中K值低于45（kg/kw）的轮式拖拉机是鲜见的。我国各省份根据地域情况，把补贴分档参数K值定在37—45范围，应该是一个合理的起步要求。

（三）设置K值的技术必然性

行业内仍然有声音质疑补贴参数增加K值的技术合理性，认为可能会限制轻底盘、新材料拖拉机的发展。也有技术专家建议，按“结构质量”定义K值可能好于“使用质量”。这些观点都有一定的道理。虽然K值并非是新事物；虽然K值重要度随着材料科学的发展降低；虽然K值定义与结构强度关联度不完美，但是，K值抓住了“大马拉小车”拖拉机的要害，同时可以满足农机购置补贴政策实施各个环节的具体要求，即具备技术的合理性，鉴定的可测性，分档的简明性，投档的可操作性，当之无愧成为当前购机补贴政策的首选。对于为特定领域开发的新型轻底盘拖拉机，国家政策一定会有合理安排。