動(dòng)力換擋變速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉機(jī)上應(yīng)用，由于具有換擋過(guò)程容易，保證動(dòng)力連續(xù)不斷，優(yōu)化了操作性能，提高拖拉機(jī)工作效率的特點(diǎn)，得到了很多廠家的認(rèn)可。動(dòng)力換擋變速箱可分部分動(dòng)力換擋變速箱和全動(dòng)力換擋變速箱兩種。部分動(dòng)力換擋的應(yīng)用領(lǐng)域主要在定軸輪系變速箱上。而經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，全動(dòng)力換擋變速箱如今已達(dá)到具有12個(gè)前進(jìn)擋位的多排擋全負(fù)載換擋，這種換擋方式多用于具有摩擦元件布置的周轉(zhuǎn)輪系變速箱結(jié)構(gòu)上，通過(guò)先進(jìn)的電液控制系統(tǒng)完成特定的執(zhí)行元件接合與分離，從而實(shí)現(xiàn)全動(dòng)力換擋的要求。這種變速箱廣泛的應(yīng)用于各大廠家的拖拉機(jī)上，其中包括了美國(guó)凱斯公司生產(chǎn)的CX系列、法國(guó)雷諾公司生產(chǎn)的175-74T2系列。

換擋規(guī)律通過(guò)研究拖拉機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械變速箱廠家各擋位自動(dòng)換擋時(shí)刻與控制參數(shù)(如作業(yè)速度、負(fù)荷程度、滑轉(zhuǎn)率、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩等)之問(wèn)的關(guān)系，并經(jīng)過(guò)性能仿真優(yōu)化后，確定最佳換擋點(diǎn) ，避免換擋循環(huán)。 目前手扶農(nóng)業(yè)機(jī)械變速箱拖拉機(jī)自動(dòng)變速器換擋規(guī)律是從汽車傳動(dòng)系所采用的以車速和油門開(kāi)度為控制參數(shù)的“兩參數(shù)換擋規(guī)律”基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。但這些傳統(tǒng)的換擋規(guī)律是建立在被控對(duì)象精確數(shù)字模型基礎(chǔ)上，對(duì)于拖拉機(jī)和工程車輛，由于工況復(fù)雜，負(fù)荷變化劇烈，建立其精確模型比較困難，使基于數(shù)學(xué)模型的各類控制方法難以解決這一問(wèn)題。因此近年來(lái)許多研究將智能控制理論應(yīng)用于換擋規(guī)律，如I．Sakai等提出了模糊換擋策略 J，K．Hayashi等提出了根據(jù)輸入轉(zhuǎn)速和加速踏板位置變化量利用模糊邏輯判斷車輛負(fù)載和駕駛員意圖、根據(jù)車輛速度、負(fù)載、駕駛員意圖和加速踏板位置利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理決策換擋位置的智能控制策略 。Jonas Fredrikson采用自適應(yīng)反饋方法構(gòu)建控制器，并提出將發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)控制一部分的非線性換擋控制方法 ?，F(xiàn)代控制方法的引入，并增加能夠反映具體作業(yè)狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)的參數(shù)，使得換擋時(shí)機(jī)和擋位分布更加合理，可以大大提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和作業(yè)效率。

該公司在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)手扶農(nóng)業(yè)機(jī)械變速箱無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系拖拉機(jī)的時(shí)候，采用了ZF公司的無(wú)級(jí)變速箱，但是，在早期只是將其裝配于在德國(guó)曼海姆（Mannheim）拖拉機(jī)生產(chǎn)的部分拖拉機(jī)上。這就是說(shuō)只將其無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系裝用于從6130型（66 kW/90 hp）拖拉機(jī)到7530型拖 拉機(jī)上，另外，后來(lái)還在7930型 和8030系列拖拉機(jī)，均裝用了這 種無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系。與此不同的 是，JohnDeere公司的7930型和 8030系列拖拉機(jī)裝用的這種無(wú)級(jí)變速箱農(nóng)業(yè)機(jī)械變速箱廠家設(shè)計(jì)采用了兩個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)。盡管這兩種無(wú)級(jí)變速箱的結(jié)構(gòu)不同，但是其使用功能和駕駛操縱方法均是一樣的。其結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)是其部件結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單化。 例如，John Deere公司的拖拉機(jī)裝用的無(wú)級(jí)變速箱，其駕駛操縱只用一個(gè)手柄，一個(gè)旋鈕和一個(gè)裝置于機(jī)載計(jì)算機(jī)上的兩個(gè)操縱按鍵完成。駕 駛?cè)藛T可以推動(dòng)換擋手柄，以調(diào)節(jié)其拖拉機(jī)漸進(jìn)式前進(jìn)速度，但是，也可以操縱第一個(gè)速度區(qū)段 （速度在20 km/h以下）或第二個(gè)速度區(qū)段（行駛速度范圍在0～40 km/h），然后，采用裝在同一個(gè) 操縱手柄頭上的旋鈕開(kāi)關(guān)，對(duì)其行駛速度進(jìn)行精確調(diào)整和控制。 這個(gè)傳動(dòng)變速箱有4個(gè)速度區(qū) 段，為機(jī)械傳動(dòng)部份，而其各區(qū) 段之間的換檔則采用液壓操縱。 所裝用的4個(gè)機(jī)械速度區(qū)段的各區(qū) 段的速度范圍為0～3 km/h、0～9 km/h、0～15 km/h和0～25 km/ h。當(dāng)其液壓油泵液壓油流量達(dá)到 最大時(shí)，其機(jī)械功率轉(zhuǎn)換為液壓 功率，這個(gè)變速箱的液壓功率傳 動(dòng)比例最大為30%。與此相反， JohnDeere公司在美國(guó)工廠制造 的這種變速箱的液壓功率所占的 傳動(dòng)功率的比例較大，其全部機(jī)械功率僅能達(dá)到8 km/h，這類變速箱的最高行駛速度為40 km/h。

手扶農(nóng)業(yè)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)農(nóng)業(yè)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。