拖拉机变速箱的发展及前景分析

杜仁义

摘要：变速箱是拖拉机机械系统的重要组成部分，介绍拖拉机的发展过程和现阶段的发展水平，有利于拖拉机变速箱的研发与进步，分析拖拉机变速箱未来的发展方向，有利于看清科研前沿，掌握市场动机，变速箱的发展也将使得拖拉机的操作和工作变得更加的简单和舒适。

关键词：拖拉机；变速箱；发展过程；前景

中图分类号：S21903文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.03.032

0前言

我国是农业大国，近年来我国的农业机械水平发展迅速，拖拉机作为农业机械中保有量最多的机械，其在农业中的作用是不可取代的。本文主要分析农用拖拉机的传动系统中变速箱的重要地位。变速箱的很多零件在拖拉机的工作中起关键作用，它是拖拉机未来发展的重要部件，是拖拉机技术革新的重中之重，学习和掌握拖拉机的发展历程、现阶段研究水平以及分析未来的发展趋势，有利于我国的拖拉机技术向现代化高技术发展，有利于提高我国生产拖拉机的质量和使用性能。

1拖拉机变速箱发展历程

拖拉机所使用的变速箱按照技术发展的先后大体上可分为3种类型，包括常用的手动变速箱、后期研发的负载换挡变速箱和更为先进的自动变速箱。

1.1手动变速箱发展

在拖拉机发展的早期，使用的主要是手动变速箱，它的结构较为简单，在技术上可分为：滑动齿轮换挡、啮合套换挡以及同步器换挡三种方式，滑动齿轮换挡主要是通过主齿轮在驱动轴上来回滑动，在不同的位置上与从动齿轮啮合，是最基础的变速方式。啮合套换挡是指在主动轴上存在一个空套齿轮，它与从动轴上的齿轮长期处于啮合状态，通过移动主动轴上的啮合套，将主动轴的动力传递给空套齿轮。同步器换挡变速箱利用了摩擦原理，这有利于保证主从动齿轮在啮合时有相等的圆周速度，这就使得在换挡过程中更加平顺，避免了齿轮啮合时的冲击，确保了齿轮的使用寿命，这在拖拉机手动变速箱的发展过程中具有重要的意义。啮合套换挡相对于滑动齿轮换挡具有体积小、换挡相对容易的优点。由于滑动齿轮换挡和啮合套换挡具有结构简单、加工制造成本低等优点，所以它们在拖拉机产生的初期应用极为广泛。但随着操作者对拖拉机驾驶平顺性以及变速箱使用寿命的要求日益增长，同步器换挡变速箱的优势也就逐渐凸显出来。自从20世纪30年代同步器变速箱被发明，它在欧美市场的使用就越来越广泛，这也就导致了滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构的变速箱已经逐渐被淘汰。对于我国，由于拖拉机技术起步较晚，现阶段滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构还在很大程度上被使用，由于手动变速箱换挡时会中断拖拉机动力，使得拖拉机的工作效率降低，操作变得更为繁琐，因此，随着时代的发展，对于变速箱操作的简化要求也就越来越高。

1.2负载换挡变速箱发展

负载换挡变速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉机上应用，由于具有换挡过程容易，保证动力连续不断，优化了操作性能，提高拖拉机工作效率的特点，得到了很多厂家的认可。负载换挡变速箱可分部分负载换挡变速箱和全负载换挡变速箱两种。部分负载换挡的应用领域主要在定轴轮系变速箱上。而经过多年的发展，全负载换挡变速箱如今已达到具有12个前进挡位的多排挡全负载换挡，这种换挡方式多用于具有摩擦元件布置的周转轮系变速箱结构上， 通过先进的电液控制系统完成特定的执行元件接合与分离 ， 从而实现全负载换挡的要求。这种变速箱广泛的应用于各大厂家的拖拉机上，其中包括了美国凯斯公司生产的 CX系列、法国雷诺公司生产的175 -74T2系列， 以及德国约翰迪尔公司生产的6000/7000系列拖拉机。

1.3自动变速箱发展

拖拉机自动变速箱与汽车上使用的自动变速箱原理和工作过程相似，不需要驾驶员参与换挡，换挡过程按照既定程序进行，按照自动变速箱采取的传动形式可分为液力机械式变速箱、静液压式变速箱以及液压机械式变速箱三種。（1）液力机械式变速箱的主要特点是：其传动通过液力变矩器或是液力耦合器与变速箱进行串联，使拖拉机起步更加平稳，防止过载破坏。（2）静液压式变速箱的主要特点是：将液压传动装置和变速箱串联传动，液压传动装置负责发动机的全部功率，操作简单平稳。（3）液压机械式变速箱的主要特点是：除了将液压传动装置和变速箱串联传动外，还需要通过差动机构功率的合流或分流，完成液压传动装置与纯机械传动的选择性传动。自动变速箱在先进的拖拉机上应用的越来越广泛。

2拖拉机变速箱的发展趋势

（1） 挡位增多化发展。更多的挡位不仅有利于换挡顿挫感的减少，还有利于降低拖拉机的油耗，提升拖拉机的动力，同时使得拖拉机有更多的速比分配。

（2） 自动控制化发展。更多的采用电控和液压来完成换挡动作，对操作过程做到极致简化。

（3） 高新技术更多应用。随着科学技术发展，网络技术、模糊控制技术、远程遥控技术以及自动检测技术等更多的高新技术将应用于拖拉机变速箱。

（4） 挡杆电子化。电子挡杆可极大的节约驾驶空间，同时使得操作进一步简化。

3结语

拖拉机变速箱在整个机械传动系统中具有重要的作用，通过对其发展过程的研究以及对未来发展方向的分析，有利于推动我国拖拉机变速箱的发展，有利于促进农业机械现代化进程的实施。