从昌平王家庄返回京城的路上,王焕勃靠在后座,闭目养神。窗外,秋日的田野飞速倒退,收割后的土地裸露着,偶见零星的农人或牲畜在田间劳作,动作迟缓而费力。他的思绪,却还停留在王家庄的村口丶田间丶祠堂,以及乡亲们那些充满感激却又难掩困顿的脸上。
尤其让他印象深刻的,是村长王远山无意间提起的一件事:「……咱们这儿,靠温榆河的支流灌溉。可这些年,上游几个村子人也多了,地也垦了,用水就紧张。一到旱天,为抢水浇地,几个村子没少闹矛盾,打架拌嘴是常事。公社也调解过,可水就那麽多,地不能不浇啊……」 王远山叹了口气,「要是能多打几口深井就好了。可打井设备贵,咱们村买不起,请乡里的打井队,排期得等到后年去……」
还有堂叔王金河带他看自家田地时,指着那头瘦骨嶙峋的老黄牛说:「全指着它了。可它也老了,干不动重活。春耕秋收,人拉犁丶肩挑担的时候也不少。要是能有台铁牛(拖拉机)就好了,哪怕小点的,也能顶大用!」
「铁牛」,拖拉机。在当时中国的广大农村,是比汽车还要稀缺和珍贵的「宝贝」。第一个五年计划虽已开始,苏联援建的156个项目中有拖拉机厂(洛阳第一拖拉机厂),但要等到1959年才能投产「东方红」履带式拖拉机。而且,那种大型履带拖拉机主要用于大规模开荒和国营农场,对于华北地区常见的小块田地丶复杂地形,并不完全适用,价格也绝非普通生产队能承受。广大农村,尤其是像王家庄这样的普通村庄,耕作丶运输丶排灌,主要依靠人力丶畜力和极其简陋的农具。生产效率低下,农民劳动强度极大。
「用水困难…耕地靠牛…运输靠挑…」 王焕勃的手指在膝盖上轻轻敲击着。这些问题,并非王家庄独有,而是当时中国千万个农村普遍面临的困境。农业是国民经济的基础,农业机械化是提高生产力丶解放劳动力丶实现粮食增产的关键。但适合中国国情的丶普及型的农业机械,却严重匮乏。
一个念头,在他心中越来越清晰:为什麽不能设计制造一种适合中国大部分农村地区实际情况的小型丶多用途丶价格相对低廉的拖拉机呢?它应该能耕地,能运输,能抽水,能打井,甚至能带动脱粒机丶碾米机…成为农村生产生活的「万能帮手」。
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这个想法一旦产生,便如同野火般蔓延开来。结合他在另一个时空的知识储备和对当前国内工业能力的了解,一款「多功能小型轮式拖拉机」的雏形,迅速在他脑海中勾勒出来。
回到西跨院书房,王焕勃没有休息,立刻铺开大幅绘图纸,拿起绘图工具。他没有启动盘古的辅助设计功能,而是先用手绘的方式,将脑海中翻腾的构思初步定型。这是一种工程师的本能,也是将感性认知转化为理性设计的第一步。
首先,是定位。他设计的不是大型农场的「钢铁巨兽」,而是面向生产队丶互助组乃至条件较好的个体农户的「生产生活多面手」。它必须足够小巧灵活,能适应田埂丶坡地丶狭窄村道;必须皮实耐用,结构简单,维修方便,能耐受恶劣的使用环境;必须功能多样,通过更换或加挂不同机具,实现「一机多用」,最大化利用价值;最后,也是最重要的,必须价格可控,尽可能采用成熟技术和国内能生产的材料部件,降低制造成本和使用门槛。
基于这些原则,他开始勾勒核心部分——底盘与动力系统。
底盘,他放弃了复杂的履带式,选择了结构更简单丶重量更轻丶速度更快的轮式。前轮导向,后轮驱动。考虑到水田丶烂泥地的通过性,后轮采用大花纹的加宽低压轮胎,增加接地面积,减少下陷。前轮略小,转向灵活。轴距和轮距经过精心计算,确保在狭窄田埂上仍有较好的稳定性和转弯半径。
动力心脏,他毫不犹豫地选择了柴油机。柴油机扭矩大,皮实耐造,燃料相对汽油更易得(当时农村已有少量柴油用于排灌机械),且经济性更好。但现有国产小型柴油机,普遍存在马力偏小(20-30马力)丶启动困难(手摇启动费力)丶振动噪音大丶油耗偏高的问题。
「马力要提升,至少要到40马力。」王焕勃在图纸上标注。这个马力,对于牵引单铧犁丶旋耕机丶拖带两吨以下拖车丶驱动小型水泵或打井机,都足够了。而且,40马力的柴油机,国内相关厂家经过技术攻关,是有可能制造出来的。
「启动方式必须改进。」他想起了王金水摇动那台老旧柴油水泵时,憋得通红的脸和暴起的青筋。电启动!必须上电启动!虽然这在当时的拖拉机上还很罕见,尤其是小型拖拉机。但技术上是可行的!利用红星厂下属红星电瓶厂(得益于汽车产业发展而建立)生产的12伏大容量蓄电池,搭配直流启动电机,实现钥匙一拧,轻松点火!这将极大降低操作门槛,尤其对力量较弱的妇女或老人更友好。他迅速在发动机位置旁边,画上了一个蓄电池盒和启动电机的示意位置。
「燃烧效率要优化,油耗要降下来。」他回忆着后世一些高效柴油机的设计理念,在图纸上标注了优化燃烧室形状丶改进喷油系统(采用更精密的柱塞泵和喷油嘴)丶加强进气效率(考虑简单的惯性增压或优化进气道)等技术要点。目标是让这台「小钢炮」的燃油消耗率,比现有同类产品降低15-20%,使用经济性大幅提升。
接下来是传动与行走系统。这是实现「多功能」和「公路运输」的关键。传统的农用拖拉机变速箱档位少,速度区间窄,主要用于田间低速作业。王焕勃要设计的,是既能「慢工出细活」,又能「跑得快拉得多」的多面手。
他设计了一个具有多个前进档和倒档的手动变速箱。其中特别划分了三个速度区间:
超低速档位(爬行档):用于田间最精细的作业,如起垄丶播种,或者牵引重载在极端泥泞路况下脱困。
低速作业档位(1-3档):适用于大部分耕地丶耙地丶旋耕丶收割等常规田间作业速度。
道路运输档位(4-6档,其中6档为超速档):当拖拉机挂上专用的货运拖斗后,可以切换到这些档位,在土路或条件较好的砂石路丶甚至平坦的柏油路上行驶。他初步设定,在挂载1.5吨标准拖斗丶于平坦硬实路面上,最高档应能实现约45公里/小时的持续行驶速度。这个速度,足以让它在农村与农村丶农村与县城之间进行高效的短途运输,成为农村极为稀缺的机动运输力量。
为了连接各种农具和拖斗,他在拖拉机后部设计了一个坚固的丶标准化的三点悬挂装置和动力输出轴(PTO)。三点悬挂可以快速挂接犁丶耙丶播种机等常规农具。PTO轴则可以输出动力,驱动旋转锄丶收割机丶水泵丶打井机丶脱粒机丶发电机等需要动力的配套机具。这就像给拖拉机装上了「万能接口」,拓展性极强。
驾驶操作,他力求简洁直观。方向盘式转向(比操作杆更易上手),手油门丶脚离合丶脚刹车(带制动锁)丶档杆丶PTO操控杆,布局符合人体工程学。仪表盘上,速度表丶转速表丶水温表丶油量表丶电瓶指示灯,一应俱全,让驾驶员能随时掌握机器状态。舒适的弹簧减震座椅,在当时的拖拉机上绝对是奢侈配置,但能极大改善长时间驾驶的疲劳。