國內企業(yè)該如何開發(fā)自己的動力換擋拖拉機？

動力換擋作為一種變速箱技術在工程機械和商用車上已經應用很多年了，并且完全實現了國產化，但是在國產拖拉機領域，至今還是無法突破的技術難點，國產拖拉機仍是以機械傳動為主。

國內拖拉機企業(yè)該如何發(fā)展自己的動力換擋拖拉機呢？筆者站在市場的角度說一說自己的思考。

重新認識動力換擋

作為農機行業(yè)從業(yè)者，筆者早在20年前就接觸到動力換擋拖拉機了，但動力換擋究竟為何物呢？

動力換擋就是拖拉機作業(yè)過程中，在不切斷動力輸出的同時實現拖拉機高低擋互換，也就是不踩離合器就能換擋了。這不就是汽車上的自動擋嗎？簡單的理解沒有錯。

但重點要關注的是液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)，這就是嚙合套換擋、同步器換擋和動力換擋最大的區(qū)別，前兩者的換擋是通過復雜的機械傳動實現的，后者是將需要通過復雜精密的機械傳動實現的功能，通過液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)間接實現。

相比傳統(tǒng)換擋方式，實現的方式變了，結構得到極大減化，可靠性也會增加，從簡單機械傳動到復雜機械傳動，動力換擋技術是一個必然的趨勢。

動力換擋拖拉機的優(yōu)勢

全世界有上千家拖拉機企業(yè)都在鉆研動力換擋技術，國內上百家企業(yè)對動力換擋技術更是趨之若鶩，說明這個技術有極大的好處，能為企業(yè)的產品帶來超強的競爭力。有專家總結了動力換擋的4大優(yōu)勢。

1.不停車增加擋位，完全做到低擋起步、高擋作業(yè)

嚙合套換擋拖拉機在換擋過程中要分離主離合器，動力傳遞需中斷，降低了拖拉機生產效率。而動力換擋拖拉機能在整個作業(yè)過程中實現動力不間斷，作業(yè)效率高。

動力換擋拖拉機采用電子控制系統(tǒng)實現不間斷換擋、換向，將復雜操作過程簡化為簡單按鈕操作，駕駛員可以在極其短暫時間內輕松完成各種復雜作業(yè)，不僅大大降低了操作難度和勞動強度，而且還提高了農田耕作作業(yè)質量和作業(yè)效率。

2. 換擋時間短，節(jié)省燃油消耗

動力換擋拖拉機換擋時間一般為0.15～0.45s，換擋時間短，油耗低；而同步器換擋結構拖拉機換擋時間為1～2s，是動力換擋時長的6倍左右。

3. 動力換擋操縱輕便、操控環(huán)境舒適

動力換擋操縱通常采用機電液一體控制，通過觸動按鈕變換擋位，操縱輕便，駕乘舒適。機械換擋機構通常有撥叉、滑桿、操縱桿等，換擋靠人力機械操縱完成，不僅操縱費力，而且操縱桿多，作業(yè)勞動強度大。

4. 動力換擋拖拉機故障率低

動力換擋拖拉機工作部件多為濕式摩擦片，有獨立潤滑系統(tǒng)，傳動系部件使用壽命長，經濟性好。動力換擋變速箱的擋位與拖拉機發(fā)動機的匹配性更好，不易發(fā)生超負荷；機械換擋拖拉機換擋過程中機械沖擊大，傳動系部件壽命短。

國內動力換擋拖拉機研發(fā)情況

1.  國內動力換擋拖拉機現狀

動力換擋變速箱在歐美等農機產業(yè)發(fā)達國家的大功率拖拉機上得到廣泛應用和推廣，但是在國內來說，由于農機產業(yè)長期在低端徘徊，同時缺乏長期、持續(xù)的研發(fā)投入，動力換擋變速箱一直處于幾乎停滯的狀態(tài)。

2010年后，中國一拖通過收購法國一家專業(yè)的動力換擋配套廠獲得了技術，逐步研發(fā)了東方紅LA、LF等系列重型動力換擋拖拉機，實現了我國大功率拖拉機在該項目上零的突破。

有些企業(yè)通過向國外配套廠購買的形式研發(fā)出了配置動力換擋變速箱的拖拉機，大多是ZF的動力換擋變速箱。

中國一拖、雷沃阿波斯、五征集團、常州東風、中聯重科、常發(fā)等企業(yè)開展了拖拉機動力換擋技術的科研攻關和樣機研制，并有部分產品投放到市場。

如五征集團的雷諾曼1804、2004、2104，中聯重科的PL2304、PL2604，中國一拖的東方紅2404、2204，雷沃重工的P2654等，但與國外相比，仍處于技術引進消化吸收的起步階段。

2. 國內動力換擋拖拉機技術來源

（1） 直接收購傳動系企業(yè)

2011年，中國一拖集團收購了法國McCormick公司，該公司是一家資深的傳動系配套商，主要從事66.2～169.1kW（90～230hp）拖拉機專用動力換擋傳動系統(tǒng)的制造，技術水平屬于國際主流機型水平。 中國一拖通過購買法國McCormick，直接獲得了動力換擋技術以及整套的制造工藝。

（2）收購拖拉機整機廠

最快捷的辦法就是收購一家擁有動力換擋技術或是能整合動力換檔技術的拖拉機整機企業(yè)。

在國內有兩家企業(yè)做過嘗試，其一是雷沃重工，其二是山東常林。雷沃重工2015年收購了意大利企業(yè)阿波斯并在歐洲建立了研發(fā)中心，推出了P5000系列動力換擋拖拉機。

（3）聯合開發(fā)

中聯重科2013年在美國設立了“北美研發(fā)中心”，2015年在德國漢諾威展出了PL2304動力換擋拖拉機，后來又推出PG2004動力換擋拖拉機，搭載德國ZF的動力換擋/換向變速箱。

中聯重科歐洲研發(fā)中心主要職能是技術整合，也就是整機應用研究，而不是自己開發(fā)動力換擋變速箱。

（4）企業(yè)自主開發(fā)

中國一拖在收購法國McCormick公司之前，就曾通過集成創(chuàng)新的形式自主開發(fā)了294kW（400hp）重型拖拉機，變速箱是一拖自主知識產權的技術。此外也有湖北某企業(yè)宣稱獨立開發(fā)出了大中型動力換擋拖拉機，但是目前市面上并沒有見到產品。

（5）在ZF等專業(yè)廠家的技術平臺上開發(fā)

約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、愛科、科樂收等歐美主流拖拉機企業(yè)都有自己成熟的動力換擋變速箱，這是企業(yè)的技術競爭力，當然不會賣給其他企業(yè)。

所以雷沃阿波斯、中聯重科、五征集團等開發(fā)的動力換擋產品，其變速箱都是采購德國ZF公司的。2019年中國國際農機展上，著名的橋箱供應商卡拉羅公司也推出了面向中國市場的動力換擋總成。

如何看待動力換擋技術

1.  歐美普及技術，國內先進技術

國內農機行業(yè)，動力換擋在目前是絕對的高新技術，但這并不是什么超前的技術，而是受制于制造水平、加工能力和系統(tǒng)集成能力限制的高門檻技術。

就是技術本身獲取并不難，但憑農機行業(yè)現有的技術轉化能力、加工能力和裝配能力以及系統(tǒng)集成能力、信息化控制水平等，很難加工出和國外同樣水平的變速箱。

有專家認為，動力換擋拖拉機從設計、制造到裝配是一個體系化工程。動力換擋變速箱，從齒輪制造、離合器轂制造、摩擦材料的選擇、控制閥體制造及液壓元件的制造，其中任何一個環(huán)節(jié)對國內大部分廠家來說都有難度。國內由于缺乏長期、持久的技術及研發(fā)投入，導致我們在動力換擋傳動系方面整體落后。

2. 技術發(fā)展緩慢主要原因是需求量有限

國內拖拉機行業(yè)動力換擋技術為什么發(fā)展如此慢呢？筆者認為主要原因是147kW（200hp）以上重型拖拉機需求量小。

從2018、2019年補貼數據分析，183.8kW（250hp）以上拖拉機的銷售數量在350臺左右，該功率段拖拉機需要裝配動力換擋或CVT變速箱，而在這個功率區(qū)間國產拖拉機幾乎沒有銷售。也就是說該功率段產品，國產品牌用戶不認可，所以處于有機無市、有價無市的尷尬境況。

國產品牌雖然都很重視動力換擋技術，但是有機無市和有價無市之下，企業(yè)不敢投入太多資金，所以國產品牌主要是采購ZF變速箱開發(fā)集成產品，這是一種低成本的投資，雖然利潤少，但是風險也小。如果需求量足夠大，相信國產拖拉機品牌會研發(fā)出有自主知識產權的動力換擋拖拉機的。

3. 屬于技術集成平臺，是系統(tǒng)工程

動力換擋變速箱不是獨立的總成，而是技術集成平臺，是一個復雜的系統(tǒng)工程。有專家分析了ZF T7000系列變速箱，五征、雷沃和中聯重科，包括國產道依茨動力換擋拖拉機，都是在這個變速箱基礎上開發(fā)的拖拉機。

ZF T7000系列變速箱由3部分構成，第一部分為動力換擋部分，第二部分為6擋同步器主箱部分，第三部分為后橋部分。其中在動力換擋部分和6擋同步器主箱中間，有一個多片濕式離合器片構成的主離合器。

第一部分動力換擋部分的機械部分，其制造環(huán)節(jié)國內能夠勝任，但變速箱的控制策略很難搞清楚；濕式多片主離合器技術，硬件部分國內能夠勝任，但是看不見摸不著的控制邏輯是難點。

第二部分6擋手動機械變速箱部分，國產應該沒有難度。

第三部分后橋部分，有一級或者是兩級行星減速、濕式多片制動器、濕式差速鎖，以及濕式離合器片的4擋轉速動力輸出軸，國內開發(fā)有難度。

國內企業(yè)如何開發(fā)動力換擋拖拉機

1.  先做好嚙合套和同步器產品

國內183.8kW（250hp）以上拖拉機年需求量不到2%，主流需求仍然是嚙合套換擋和同步器換擋。

對于沒有中國一拖、雷沃阿波斯那樣有雄厚實力的公司，如果數億，甚至數十億元開發(fā)出來的產品一年只有幾十臺，甚至可能是幾臺的銷量，還不如做好現在的嚙合套產品或同步器產品。

電子技術可以跳躍式發(fā)展，但是機械傳動的硬件部分制造技術需要循序漸進以及技術傳承和經驗積累。

從嚙合套、同步器到動力換擋，相當于蒸汽時代直接進入電氣時代，中間有技術斷層，所以嚙合套和同步器制造技術以及集中經驗是切入動力換擋的必經之路。

2. 先集成創(chuàng)新再自主開發(fā)

動力換擋分為底層技術和應用技術。底層技術就是自己掌握設計、研發(fā)和生產整套傳動系統(tǒng)的技術；應用技術就是購買第三方的傳動系，在這個技術平臺上集成其他的軟硬件開發(fā)動力換擋拖拉機，在國內被稱為集成創(chuàng)新。

國產拖拉機十幾年的進步，最成功的一條道路就是集成創(chuàng)新。在當前階段，國產拖拉機企業(yè)要強化的是自己的系統(tǒng)集成能力，而不是原創(chuàng)能力，集成別人的優(yōu)質部件過程中吃透動力換擋傳動系，在這個基礎上再著手建立自己的動力換擋研發(fā)體系和自主開發(fā)。

3. 與動力廠家、跨行業(yè)配套廠家聯合開發(fā)

2019年中國國際農機展上，筆者看到了玉柴和浙江海天聯合開發(fā)的YCT1604、YCT2404動力換擋底盤總成；另一家汽車零部件企業(yè)杭州前進齒輪橋箱公司也面向農機行業(yè)推出了PTL2204動力總成。

另據坊間消息，濰柴動力一直想介入國產大功率動力換擋配套體系，也在做和玉柴同樣的事情，研發(fā)動力換擋總成。濰柴旗下有陜西法士特，是國內專業(yè)的商業(yè)汽車橋箱供應商，早在2018年，有消息人士透露法士特在研發(fā)農機重型變速箱，并已經在做田間試驗。

采取開放與合作的精神，與國內有意向在農機領域發(fā)展的動力廠家、跨行業(yè)配套廠家聯合開發(fā)，有可能會加速國產動力換擋拖拉機的進程。

4. 服務非常關鍵，決定產品成敗

用戶對拖拉機服務看重的是及時性、方便性、配件充足、維修質量。從市場一線反饋的信息看，國產動力換擋產品售后服務最大的問題是能力問題。

一方面是生產企業(yè)內部的人員沒有接觸過動力換擋拖拉機，修不了技術含量高的復雜機器；另一方面是社會化服務體系沒有建立起來，現有的維修工不會修，且缺乏專業(yè)的工具。

筆者建議，動力換擋產品一定要集中投放，最好是東北和新疆維吾爾自治區(qū)地區(qū)，并且在這些地區(qū)也選擇需求量大、服務網點密集的地方投放，在產品上市之前要先把配件鋪到位，并且維修服務人員要提前培訓，尤其是要實戰(zhàn)培訓。

另外要在產品投放區(qū)域準備備用機，機器作業(yè)中出了問題，給用戶提供備用產品，讓用戶先干活，出故障的車子慢慢修。只要不耽誤用戶掙錢，大問題就是小毛病，小毛病就是沒問題。