拖拉机三大顶级技术在我国应用研究(上)（Three top tractor technologies are applied in China）

关键词：拖拉机CVT 动力换档 智能化 技术应用 产业化 应用研究

摘要：拖拉机CVT（tractor CVT）、拖拉机动力换档（Tractor power shift） 、拖拉机智能化（Intelligent tractor），被称为当今世界拖拉机制造业“三大顶级技术”。其应用水平反映一个国家农业装备制造业实力。本文就此进行综述性研究与评价，以期有利于我拖拉机产业技术进步。

Key words: tractor CVT, tractor power shifting, tractor intelligence, technology application, industrialization, application research.

Abstract: The CVT (tractor CVT), tractor power shift (Tractor power shift), and tractor intelligence (Intelligent tractor) are known as the "three top technologies" in today's global tractor manufacturing industry. Their application level reflects a country's strength in agricultural equipment manufacturing. This paper provides a comprehensive review and evaluation to promote technological progress in our tractor industry.

一、拖拉机制造业三大顶级技术在我国应用现状

1、拖拉机CVT技术（液压机械无级变速）

1）中国一拖技术突破与国产化。中国一拖已成功研发国产最大功率的 东方红LW4504无级变速拖拉机，突破了CVT核心零部件的设计、制造和电子控制技术，打破了国外垄断。CVT技术国产化，LW4504突破了重型无级变速拖拉机在设计、制造、电子控制及试验测试等关键技术难题。打破国外垄断。此前，大马力无级变速拖拉机的CVT技术及核心零部件长期依赖进口，此次突破重塑了国产农机的国际竞争力。智能化升级。搭载非道路国四排放标准柴油机，支持车载物联网平台管理，提升了设备智能化水平。

产品性能与定位。动力与效率，450马力功率满足大型农场重负荷作业需求，如耕、耙等复式作业，作业效率显著提升。操作便捷性。采用无级变速技术（相当于汽车“自动挡”），无需频繁换挡，降低机手劳动强度，尤其适合复杂作业场景。适应性，覆盖旱田、水田、丘陵山地等多种地形，是当前国产拖拉机中功率最大、技术最先进的机型。

行业影响与产业链带动。产业链协同。中国一拖作为工信部认证的“链主”企业，带动700余家零部件供应商（洛阳本地超200家），形成产业集群。技术引领作用。通过承接国家重大项目和技术攻关，推动国内拖拉机行业从“机械换挡”向“动力换挡/无级变速”升级。

应用场景与市场前景。适用领域，主要面向大型农场、规模化农业作业，尤其适合新疆等地的辣椒、小麦等作物高效采收。国际市场布局，中国一拖计划未来五年将出口占比提升至30%，目标成为全球农机领域一流企业。

未来发展方向。中国一拖将持续推进智能化工厂改造（如“卓越级智能工厂”）、拓展高附加值产品出口，并探索混合动力等新技术应用。

2）潍柴雷沃的CVT机型通过无级调速实现作业效率提升30%，燃油消耗降低10%，成为智慧农业的重要载体

核心技术优势与效率提升。无级变速技术。CVT传动系统实现0-40km/h全作业区段无级调速，无需频繁换挡，降低操作强度。通过自动匹配发动机转速与负载需求，优化动力输出，使综合作业效率提高30%，亩均油耗降低25.5%（特定测试场景）。动力与节能设计。搭载潍柴高压共轨发动机，结合负载敏感型液压系统（流量达150L/min），实现高效节能，综合燃油消耗降低10%。舒适性与智能化配置。驾驶室符合欧盟安全标准，配备降噪密封、恒温空调和集成智能操控平台，操作便捷性显著优于传统机型。

智慧农业场景应用。精准作业控制，CVT的高动态调速能力与北斗导航无人驾驶系统结合，可精准匹配播种、施肥、喷药等作业速度，确保作业均匀性，减少资源浪费。例如，播种时车速自动调节保障密度一致，喷药时流量与车速联动提升农药利用率。

全场景解决方案。针对中原、东北、西北等区域，提供耕、种、管、秸秆处理全流程智能化作业方案。例如，在黑龙江垦区实现无人翻地、耙地、起垄，作业效率与精度同步提升。

远程管理与数据集成。支持远程启动、熄火及关键部件自动控制，结合车联网和农场管理平台，形成“智能农机+精准作业+智慧管理”的生态闭环。

行业影响与未来价值。打破技术垄断，自主研发的CVT总成填补国内空白，核心部件实现自主可控，推动国产农机从“跟跑”到“领跑”。经济性与可持续性，通过降低油耗和提升亩产，为农场主节约成本，同时助力粮食增产和农业低碳化。产业链升级，作为行业“鲶鱼”，带动国产农机高端化转型，加速智慧农业技术普及。

应用场景优势。精准作业，CVT可动态调节车速，适应复杂地形（如坡地深翻、土壤比阻变化），避免传统机械换挡的频繁操作和动力中断，显著提高播种、施肥等作业的精度。无人驾驶适配，CVT的高动态控制能力可满足无人驾驶对速度稳定性和快速响应的需求，例如动态避障和路径规划。

市场推广。国内主流企业正加速从“机械换挡”向“动力换挡/CVT”升级，预计未来通过“智能农机+精准作业+智慧管理平台”模式扩大应用。

2、拖拉机动力换档（Tractor power shift）

动力换挡指的是在不切断动力输出的同时实现拖拉机的换挡工作，也就是不踩离合器就能换挡。专业表述为通过湿式离合器控制变速箱换挡，借助液压控制系统实现传统器的不间断换挡、换向操作。

动力换挡变速箱在1959年首次应用于卡特彼勒D9E履带拖拉机上，1990年以后，该技术普遍应用在国际主流大功率或重型拖拉机产品上。在中国，2008年福田雷沃成功研制了中国第一台动力换挡的拖拉机TN2604，2010年有动力换挡拖拉机下线，2012年形成完善的商业模式开始销售。

与其他换挡方式对比

与动力换向区别。动力换挡是改变发动机挡位以改变车速，而动力换向则是拖拉机前后速换向，即前进及后退。动力换挡需要通过改变拖拉机发动机的挡位来实现对车速的控制，动力换向则通过驾驶室的动力杆来调整前后速，从而实现前进和后退的转换。拖拉机的动力换挡一般有正常档、倒档和慢行档，动力换向有前进和后退的双方向。

与无级变速区别

动力换挡的优势。操作便捷与效率提升。动力换挡拖拉机采用电子控制系统，实现了拖拉机不间断换挡换向，将复杂的操作过程简化为简单的按钮操作，驾驶员可以在极短的时间内完成复杂的各种作业过程，不仅大大降低了操作难度和劳动强度，而且还大大提高了作业质量，从而实现了效率的提升。节省燃油。自动换挡系统确保拖拉机始终在最优转速区间运行，有效减少了燃油消耗与排放，进一步降低了使用成本，提升了能源利用效率。提高传动系工作效率。动力换挡技术克服了传统机械变速系统停顿换挡、动力中断的缺点，更加方便快捷，提高了拖拉机传动系工作效率。

国内动力换挡发展现状。目前，除了进口机型以外，一拖集团、中联重科、雷沃集团、五征集团等几家主要拖拉机生产厂家都有动力换挡机型推出。动力换挡拖拉机主要使用地集中在东北、西北新疆、内蒙古等地，在陕西、山西、河南、河北、山东、江苏等地区也有使用，且随着我国对大马力智能化拖拉机的需求增加，动力换挡拖拉机市场占有率在稳步提升。

面临挑战。价格因素，动力换挡主要应用在大型拖拉机上，价格比较贵，一定程度上影响了其普及。配套技术，拖拉机换挡技术要与整机相匹配，需要与电控泵等多个零部件协同作战，配套技术不完善，必须实现关键零部件自主研发才能真正掌握市场，降低成本。

根据农业农村部发布的《2024 - 2026年全国通用类农业机械中央财政资金最高补贴额一览表》，新三年补贴政策对拖拉机行业构成利好，特别强调了对动力换挡拖拉机、智控拖拉机、履带式拖拉机以及丘陵山地特种拖拉机的支持。200马力及以上动力换挡智控拖拉机的补贴额较传统机型有显著提高，且动力换挡、智控拖拉机对于换挡方式是宽泛概念，只要是自动换挡就可享受同等补贴，这有利于动力换挡拖拉机的推广。

3、拖拉机智能化（Intelligent tractor）

拖拉机智能化技术，是指在传统拖拉机的基础上，融入现代信息技术、传感技术、控制技术等，实现对拖拉机运行状态的实时监测、自动控制以及作业管理的智能化技术。

拖拉机智能化大体经历三个阶段。初始阶段（20世纪50年代 - 70年代），以机械化和电气化为主要特征，拖拉机智能化技术处于萌芽阶段。主要表现为拖拉机驾驶室配备了一些简单的仪表和控制器，如转速表、转向灯等。发展阶段（20世纪80年代 - 90年代）。随着微电子技术和计算机技术的快速发展，拖拉机智能化技术逐渐进入发展阶段。这一阶段，拖拉机智能化技术主要集中在电控系统、液压系统等方面，如电控喷油泵、液压助力转向等。成熟阶段（21世纪至今），随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术的兴起，拖拉机智能化技术进入成熟阶段。目前，拖拉机智能化技术已广泛应用于自动驾驶、远程监控、精准作业等方面。

近些年，我国拖拉机智能化取得突破性进展。中国一拖国产最大功率无级变速拖拉机。2024年中国国际农机展上，中国一拖自主研发的国产最大功率无级变速拖拉机——东方红LW4504首次亮相。大马力无级变速拖拉机涉及的CVT技术是一项系统工程，技术门槛高，相关核心零部件也长期被国外垄断，该拖拉机的亮相标志着中国一拖在重型无级变速的设计、制造、电子控制及试验测试等关键技术上实现重大突破。

340马力智能无级变速拖拉机。我国自主研发建造的340马力智能无级变速拖拉机亮相北京举行的十三五科技创新成就展。这款拖拉机以宽轮胎设计，整体加大轮胎对地面附着的面积，减少了对土地垄沟等破坏情况，配置8轮胎驱动，动力强大。它能按照北斗卫星的导航系统（BDS）进行规范作业，此前在我国不同区域实际进行了2千小时的田间操作测验，效率高、成果显著，是具有专利技术的高新机械产品，开启了我国高端农机具的新时代。

中国一拖智能化拖拉机相关成果。东方红智能拖拉机2.0系统，中国一拖针对中国市场主流拖拉机机型进行升级，研发出东方红智能拖拉机2.0系统，使普通拖拉机变为智能拖拉机。该系统能实现自动模式下的作业，机手可精准设置作业速度，让拖拉机在保持燃油性较好的区间自动运转，实现24小时不间断作业。此外，还配备转弯自动提升功能，可在转弯时自动抬起机具，待完成转向后再自动放下。

多场景应用成果。中国一拖的智能化拖拉机已在多个农业生产场景中得到应用。如在河南省焦作市温县，山药种植户使用搭载了东方红自动驾驶系统的拖拉机进行开沟、起垄作业，极大提高了作业效率；在黑龙江建三江七星农场、内蒙古通辽等地，无人驾驶拖拉机完成了无人驾驶玉米播种作业和水田耕整地作业，显示出智能化拖拉机在农业生产中的巨大潜力。

一拖股份新型轮式拖拉机柔性智能工厂。2024年12月31日，一拖股份的新型轮式拖拉机柔性智能工厂入选中国工业和信息化部卓越级智能工厂项目的第一批公示名单。该工厂采用物联网、大数据和人工智能等先进技术，不仅提升了生产效率，还实现了能源的优化配置，标志着拖拉机产业的技术革新和智能化发展进入新阶段。