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在拖拉機(jī)發(fā)展的早期,使用的主要是生產(chǎn)收獲機(jī)械變速箱手動(dòng)變速箱,它的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,在技術(shù)上可分為:滑動(dòng)齒輪換擋、嚙合套換擋以及同步器換擋三種方式,滑動(dòng)齒輪換擋主要是通過(guò)主齒輪在驅(qū)動(dòng)軸上來(lái)回滑動(dòng),在不同的位置上與從動(dòng)齒輪嚙合,是最基礎(chǔ)的變速方式。嚙合套換擋是指在主動(dòng)軸上存在一個(gè)空套齒輪,它與從動(dòng)軸上的齒輪長(zhǎng)期處于嚙合狀態(tài),通過(guò)移動(dòng)主動(dòng)軸上的嚙合套,將主動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞給空套齒輪。同步器換擋變速箱收獲機(jī)械變速箱廠家利用了摩擦原理,這有利于保證主從動(dòng)齒輪在嚙合時(shí)有相等的圓周速度,這就使得在換擋過(guò)程中更加平順,避免了齒輪嚙合時(shí)的沖擊,確保了齒輪的使用壽命,這在拖拉機(jī)手動(dòng)變速箱的發(fā)展過(guò)程中具有重要的意義。
生產(chǎn)收獲機(jī)械變速箱半動(dòng)力換擋自動(dòng)變速器是由手動(dòng)加自動(dòng)聯(lián)合控制,其中主變速一般由液壓控制的換擋離合器操縱,其擋位可通過(guò)控制器依照換擋規(guī)律實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,如卡特彼勒公司Challeng—er 35系列拖拉機(jī)就是在其10—16擋高段范圍內(nèi)可自動(dòng)換擋。而副變速收獲機(jī)械變速箱廠家各速度區(qū)段之間的切換最早是由換段桿操縱滑動(dòng)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn),隨后發(fā)展為嚙合套和同步器,使換段更加平順,迅速,且減小了換段沖擊。換段是由駕駛員根據(jù)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)直接手動(dòng)控制。如國(guó)內(nèi)福田雷沃公司的P2654以及中國(guó)一拖的LZ2404拖拉機(jī)裝配的就是以手柄操縱的同步器換段機(jī)構(gòu)。
生產(chǎn)收獲機(jī)械變速箱拖拉機(jī)無(wú)級(jí)變速可直接采用液壓泵和液壓馬達(dá)的形式,但靜液壓傳動(dòng)效率低和噪聲大;機(jī)械的無(wú)級(jí)變速大多采用V 帶和膠帶輪直徑變化的傳動(dòng)形式。膠帶用橡膠或金屬制造,但傳動(dòng)比變化范圍小。試驗(yàn)時(shí)牽引Case 公司530B 型聯(lián)合整地機(jī),深松30 cm,牽引阻力約49 kN 左右。當(dāng)拖拉機(jī)通過(guò)試驗(yàn)地的一小段坡地時(shí),阻力增大很多,拖拉機(jī)收獲機(jī)械變速箱廠家平穩(wěn)自動(dòng)降速很快通過(guò);而同樣功率的有自動(dòng)動(dòng)力換擋的拖拉機(jī)需要頻繁換擋,速度變化大,生產(chǎn)率降低;這時(shí)無(wú)級(jí)變速的優(yōu)越性非常突出。這臺(tái)拖拉機(jī)現(xiàn)已使用4年,基本無(wú)故障,工作可靠。
生產(chǎn)收獲機(jī)械變速箱變速器與拖拉機(jī)上其它控制器之間的數(shù)據(jù)共享通信技術(shù)。如ZF公司T7000系列拖拉機(jī)將傳動(dòng)系控制系統(tǒng)與動(dòng)力換擋變速器控制器通過(guò)CAN總線集成,使整個(gè)傳動(dòng)系可模塊化定制,方便系統(tǒng)連接。此外通過(guò)拖拉機(jī)收獲機(jī)械變速箱廠家各設(shè)備之間的信息交換,可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和農(nóng)具作業(yè)狀態(tài)參數(shù)一體化監(jiān)測(cè)與控制,以及遠(yuǎn)程故障診斷處理等,大大提高了拖拉機(jī)使用維護(hù)的方便性和可靠性??傊?,采用電液控制具有下列優(yōu)點(diǎn):(1)可解決換擋平順性問(wèn)題,避免換擋沖擊,提高換擋品質(zhì);(2)可根據(jù)作業(yè)工況靈活制定換擋策略,以實(shí)現(xiàn)不同作業(yè)需求,比如順序換擋,插花換擋,穿梭換擋和可編程換擋等換擋邏輯 ;(3)可與其它機(jī)載設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合作業(yè),實(shí)現(xiàn)諸如田間巡航、電子地頭轉(zhuǎn)向、GPS導(dǎo)航等智能化作業(yè)需求,方便駕駛員的操作。