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2025年,动力换挡拖拉机迅猛发展

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补贴系统数据显示,2025年1—8月,通过农机购置补贴系统销售的动力换挡拖拉机近15000台,而2024年全年仅2000台。这一数据充分表明,国内拖拉机正加速升级换代,动力换挡拖拉机正逐步取代手动挡拖拉机。

然而,动力换挡拖拉机并不简单。尽管其名称统一,但根据动力换挡实现方式的不同,可分为多种类型,这常让人困惑。例如,有人认为动力换向即动力换挡,有人称自家的拖拉机为全动力换挡,而别家的则是半动力换挡或假动力换挡。因此,有必要对动力换挡拖拉机的变速箱进行结构化分析。

一、Hi-Lo动力换挡拖拉机

1.什么是Hi-Lo动力换挡?

Hi-Lo是什么意思呢?Hi代表高速挡,Lo代表低速挡,本质上,这是部分动力换挡(Partial PowerShift, PPS)的一种实现形式。它的核心功能是在不中断动力(不断开主离合器) 的情况下,通过一个电液控制的拨杆或按钮,实现当前档位在“高速”和“低速”两个微档位之间的切换,相当于将主变速箱的每一个档位都一分为二。例如,一个拥有12个前进挡的主变速箱,在配备了Hi-Lo功能后,实际可用的档位就变成了24个(12 × 2)。

Hi-Lo结构相对全动力换挡(FPS)和无级变速(CVT)来说简单得多,成本增加有限,但却能带来体验上的巨大提升。它是拖拉机从手动挡迈向电液智能换挡的最关键、最实用的一步。

但它也有局限性,它只能在当前主档位内进行Hi-Lo切换。如果要从一个主档位(如第3档)换到另一个主档位(如第4档),通常还是需要踩离合器或使用另一个范围切换杆(但操作频次已大大降低),且档位切换范围有限,Hi和Lo之间的速比变化通常是固定的,例如速度差在15%~20%之间。,不如CVT那样可以无级平滑地变化到任意速度。

2、使用Hi-Lo的工厂和品牌

首先声明,Hi-Lo动力换挡并不落后,恰恰是最经济实惠的一种解决平滑换挡问题的方案,国内外几乎所有的大品牌都在采取这种技术。

如约翰迪尔的5E、5M、6M等中端系列产品都搭载了Hi-Lo功能(约翰迪尔常称之为“高低速动力换挡”或“左手指动换挡”),操作杆通常位于方向盘左下侧,驾驶员在握住方向盘的同时就能轻松操作。

凯斯纽荷兰的Case IH Maxxum系列和New Holland T5系列等,普遍配备了ActiveDrive 8变速箱和Dynamic Command™变速箱,这些先进的变速箱都具有半动力换挡功能,类似于约翰迪尔的配置。

久保田和井关的大马力拖拉机,如久保田M7系列、井关T系列等,均广泛配备了Hi-Lo动力换挡功能,以提升产品的舒适性和竞争力。

国内拖拉机企业以Hi-Lo换挡为起点,向全动力换挡和CVT技术进化是必然趋势。一拖早在2016年“智锐”系列拖拉机上就采用了Hi-Lo换挡技术,该技术通过收购法国变速箱工厂获得。目前,东方红LX、LG、LY等系列的多个型号均将“爬行挡+动力换向/高低档”作为标准配置,这是国产拖拉机从纯手动挡升级换代的主要标志。

潍柴雷沃在M、P系列等中大马力拖拉机上快速应用了Hi-Lo动力换挡技术,是其产品实现高端化、智能化的重要组成部分。

总结看,Hi-Lo动力换挡是一项非常经典、实用且高效的折中技术,它用相对较低的成本,解决了拖拉机作业中最核心的“微调车速而不中断动力”的痛点,在国际市场,它是中端产品的“入场券”,在国内市场,它是国产品牌技术升级和产品溢价的核心体现,是目前国产拖拉机从低端价格竞争走向中高端价值竞争的最主要技术载体之一。

二、区间动力换挡拖拉机

1、什么是区间动力换挡拖拉机?

区间动力换挡,有时也称为区域动力换挡,可以理解为“加强版”的Hi-Lo技术。它在传统齿轮变速箱中植入了多组湿式离合器,使得驾驶员能够在几个大的速度“区间”之间进行动力切换,而不仅仅是在一个基础档位内切换Hi和Lo。

区间动力换挡拖拉机的变速箱通常分为主变速、区间变速和Hi-Lo(或行星齿轮)机构三大部分。

主变速通常有3~4个档位,通过传统的啮合套或同步器切换(需要离合器中断动力)。

区间变速器是技术的核心,它包含多组湿式离合器,通常用来控制2个或3个不同的速度“区间”(例如:田间作业区间、道路运输区间),同时在每个区间内部,通常还会集成一个Hi-Lo模块,用于在每个区间内再进行一次动力换挡,实现速度的精细微调。

一个典型的例子:一款16F+16R的区间动力换挡变速箱,其结构可能由4个动力换挡档位和4个速度区间组成,这4个速度区间分别为:L(低速)、M(中速)、H(高速)、S(超低速/爬行)。

每个区间内有4个档位,这4个档位之间可以实现动力换挡,最终实现了 4区间 × 4档位 = 16个前进挡。

其局限性在于,切换速度区间时仍需进行一定操作(如松油门或短暂中断动力),无法像全动力换挡(FPS)或无级变速(CVT)那样实现全速度范围的无间断动力流。此外,操作稍显复杂,驾驶员需理解“区间”与“档位”的两级操作逻辑。虽然比纯手动挡简单,但不如CVT(直接设定速度)或FPS(顺序加减档)直观。

2、使用区间动力换挡技术的工厂和品牌

约翰迪尔e23 和 e27 PowrShift™变速箱。这是约翰迪尔在中大马力段(如6R、7R系列早期型号)的经典配置。

e23是约翰迪尔在中国销售了几十年动力换挡机型,国内老用户对之非常熟悉,它提供4个主档位(可能需离合器),3个动力换挡区间(A-B-C,无需离合器),和每个区间内的Hi-Lo动力切换(无需离合器),共同组成24个前进挡。它完美诠释了区间动力换挡的定义:在区间之间动力切换,主档位之间可能仍需中断。

凯斯纽荷兰公司的Fuller® 或同等级别变速箱。这两家公司的中高端机型,如 Case IH Puma系列、New Holland T7系列等,普遍采用4×4或4×5(4个区间,每个区间5个档位)的区间动力换挡方案。

爱科集团旗下在跨国销售的麦赛福格森拖拉机采用Dyna-4™、Dyna-6™技术,Dyna-4提供4个区间×4个动力换挡档位(16F+16R),Dyna-6提供4个区间×6个动力换挡档位(24F+24R)。其区间切换通常通过一个旋钮完成,操作非常便捷。是 MF 6700S, 7700S, 8700S系列的核心配置。

对于国内拖拉机企业而言,区间动力换挡是技术研发的深水区,是迈向全动力换挡和CVT的必经之路,目前能够自主研发并量产该技术的企业凤毛麟角。

中国一拖成功自主研发并量产了自主知识产权的区间动力换挡变速箱。应用在其 LX、LD、LG等系列的高端型号上(例如东方红LX2204动力换挡拖拉机)。这标志着国产拖拉机彻底打破了国外技术垄断,实现了从齿轮零件、液压离合器包到电控系统(TCU)的全面自主化,是其技术发展史上的重大突破。

潍柴雷沃近几年在动力换挡拖拉机上投入了非常大的力度,通过技术整合与自主开发,在其 P系列、M系列 等中大马力拖拉机上推出了区间动力换挡产品。

三、全动力挡换

1、什么是全动力换挡

截至今天,全动力换挡技术应该是动力换挡的天花板,是最先进的技术,与Hi-Lo、区间动力换挡相比,全动力换挡机构中引进了液压控制系统、行星齿轮结构,此乃实现全动力换挡的关键所在。

全动力换挡能在整个速度范围内,所有档位之间的切换都无需中断动力,这项技术的关键是精密机械、液压和电子控制的高度融合。

全动力换挡变速箱完全摒弃了传统的啮合套、同步器等需要中断动力才能换挡的机械结构。其核心原理在于,通过多组湿式离合器的电液控制系统,在换挡过程中,实现即将接合的离合器缓慢结合、即将分离的离合器快速分离,从而达成动力的无缝衔接与传递。

其主要由以下核心模块构成:多组湿式离合器包、电液控制系统、电子控制单元(ECU)、液压控制阀块、行星齿轮机构。

特别值得探索的是行星齿轮机构,它与离合器包配合使用。行星齿轮结构紧凑且承载能力强,通过齿圈、行星架、太阳轮的不同组合与配合,实现千变万化的传动比,进而达成不同的转速,实现平滑换挡。

全动力换挡拖拉机驾乘体验极佳,但也存在局限性,如制造成本高昂、结构复杂、研发难度大,对系统集成、控制软件算法及制造工艺要求极高,维修保养繁琐,传动效率有所降低等。

2.使用区间动力换挡技术的工厂和品牌

全动力换挡是农机工业皇冠上的明珠,只有少数最优秀的企业才拥有这一领域的技术,以及最重要的是制造能力。

作为全球农机市场的领导者,约翰迪尔不仅在市场占有率上占据领先地位,其产品线也十分丰富。约翰迪尔的AutoPower™、CommandQuad™ 技术以及DirectDrive™(基于全动力换挡的无级变速技术)都是其技术实力的体现。

约翰迪尔8R/9R系列拖拉机,作为全球农业机械的旗舰产品,广泛配备了AutoPower变速箱,提供从部分到全动力换挡的多种配置。这些拖拉机的操作通过一个直观的挡杆完成,档位切换流畅无比,确保了在各种作业条件下的高效率和可靠性。DirectDrive™ 则在其旗舰机型上提供类似CVT的体验,但底层机械结构仍基于动力换挡行星齿轮组。

凯斯纽荷兰Full PowerShift全动力换挡变速箱广泛应用于Case IH的Maxxum、Magnum系列和New Holland的T7、T8系列大型拖拉机,例如,Case IH的“18x6全动力换挡”变速箱提供18个前进挡,全部可在动力下切换。

赛迈道依茨-法尔旗下DEUTZ-FAHR 和SAME牌的高端机型(如Deutz-Fahr 9系列)也配备了先进的全动力换挡或基于其上的CVT技术(如其TMT变速箱)。

国产品牌中,一拖和雷沃具备全动力换挡拖拉机的研发和制造能力,目前收归迪玛旗下的皓迪科技,在2025年驻马店全国农机展上展出了全动力UP4004,16F+4R。

总结:经过十几年时间的学习、借鉴、探索和产业积累,国产品牌已经具备研发和生产动力换挡拖拉机的能力,如果说2024年是国产动力换挡拖拉机商业化试水的一年,那么2025年将是大批量商业应用的元年,全年预计会有超过20000台的销量,今后150马力及以上拖拉机将会快速实现动力换挡化。

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网友评论仅供其表达个人看法,并不代表农机新闻立场。

子弹再飞
2025-09-20 10:31:49

现阶段是主机厂在等液压离合器、电控系统的进展?还是等供应链在等整机的系统设计和各种测试验证?

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天下第一招财猫
2025-09-20 10:13:18

用半自动动力换挡描述hi lo更合适

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金桔
2025-09-20 09:47:23

这么好的传动技术能成为50到70马力的标配,才是农机化的全面进步

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