手扶輪式拖拉機(jī)變速箱總成動(dòng)力換擋變速箱主要由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 、液壓控制 系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng) ( TCU) 3 部分組成 。與傳統(tǒng)手動(dòng) 換擋變速箱不同 ,動(dòng)力換擋輪式拖拉機(jī)變速箱總成廠(chǎng)家變速箱的換擋操作通過(guò)換擋離合器實(shí)現(xiàn) ,換擋離合器的結(jié)合與分離由液壓系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng) ,而液壓系統(tǒng)受變速箱控制單元 ( TCU) 控制 。根 據(jù)換擋過(guò)程是部分還是全部由換擋離合器控制 ,動(dòng)力換擋變速箱又分為半動(dòng)力換擋變速箱和全動(dòng)力換擋變速箱。在正常的工作過(guò)程中，動(dòng)力換擋一般由兩組摩擦片來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)檔位，同時(shí)由于是通過(guò)控制壓力油的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)濕式多片離合器片的分離以結(jié)合，所以檔位的選擇式通過(guò)控制相應(yīng)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋部分的檔位切換。由于式通過(guò)電控液來(lái)實(shí)現(xiàn)的換擋，所以在換擋的瞬間，動(dòng)力式不需要切斷的，只要電控液部分的控制做到準(zhǔn)確無(wú)誤，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力無(wú)中斷的換擋。 對(duì)于此種換擋方式的核心，由于缺少了離合器的參與，所以對(duì)于各組離合器內(nèi)部活塞的壓力建立的開(kāi)始點(diǎn)、和壓力建立的時(shí)間控制需要非常精準(zhǔn)。

動(dòng)力換擋變速器輪式拖拉機(jī)變速箱總成廠(chǎng)家是通過(guò)液壓操縱離合器的接合和分離來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋的，但由于液體的不可壓縮性，換擋操縱液壓系統(tǒng)剛度較大，如果換擋元件接合過(guò)猛，會(huì)產(chǎn)生換擋沖擊，使傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷，加劇零部件的磨損，降低使用壽命，而且易使駕駛員疲勞。良好的換擋品質(zhì)要求換擋迅速、平穩(wěn)、無(wú)沖擊，且對(duì)動(dòng)力傳遞影響小，盡量使動(dòng)力不中斷。在實(shí)際換擋過(guò)程中，各擋位離合器大多是由單向開(kāi)關(guān)閥控制，當(dāng)開(kāi)關(guān)閥打開(kāi)時(shí)，離合器內(nèi)壓力只能增加，而當(dāng)開(kāi)關(guān)閥處于關(guān)閉位置，離合器內(nèi)液體壓力為零，因此原離合器分離的準(zhǔn)確時(shí)間無(wú)法確定，另外離合器液壓還受溫度、離合器盤(pán)磨損以及轉(zhuǎn)速影響，不能有效測(cè)定實(shí)際的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這些都對(duì)閉環(huán)控制形成障礙，使換擋過(guò)程受溫度與負(fù)荷影響顯著減小。國(guó)內(nèi)用試驗(yàn)的方法研究了手扶輪式拖拉機(jī)變速箱總成動(dòng)力換擋變速箱換擋過(guò)程中，換擋離合器壓力變化過(guò)程對(duì)旋轉(zhuǎn)速度的影響，發(fā)現(xiàn)在理想換擋點(diǎn)變速箱換擋最平穩(wěn) 。

動(dòng)力換擋手扶輪式拖拉機(jī)變速箱總成自動(dòng)變速器的基本工作原理，由駕駛員通過(guò)油門(mén)踏板 ，制動(dòng)踏板和換擋手柄向變速器控制器( TCU ） 表達(dá)意圖 ，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、作業(yè)速度 、擋位 、油門(mén)開(kāi)度等傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拖拉機(jī)的作業(yè)狀況，并將相應(yīng)的電信號(hào)輸入 TCU ,TCU 按存儲(chǔ)在其中的設(shè)定程序模擬熟練駕駛員的駕駛規(guī)律（ 最佳換擋規(guī)律 、發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律等） ，通過(guò)選換擋液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)換擋離合器的結(jié)合及分離進(jìn)行控制 ，以實(shí)現(xiàn)輪式拖拉機(jī)變速箱總成廠(chǎng)家發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的最佳匹配，從而獲得優(yōu)良的作 業(yè)性能和迅速換擋能力 。

在拖拉機(jī)發(fā)展的早期，使用的主要是手扶輪式拖拉機(jī)變速箱總成手動(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。同步器換擋變速箱輪式拖拉機(jī)變速箱總成廠(chǎng)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。

手扶輪式拖拉機(jī)變速箱總成變速器與拖拉機(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(xiàn)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)輪式拖拉機(jī)變速箱總成廠(chǎng)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。總之，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。

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(chǎng)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(chǎng)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。