無級變速和電傳動農業作業機械現狀研究*

薛麗君，趙業慧，宋悅，鄒方磊，姜紅花，王光明

(1. 山東農業大學信息科學與工程學院，山東泰安，271018； 2. 山東農業大學機械與電子工程學院，山東泰安，271018； 3. 山東省園藝機械與裝備重點實驗室，山東泰安，271018； 4. 南京農業大學工學院，南京市，210031； 5. 中國農業大學工學院，北京市100083)

0 引言

農業作業車輛的作業工況較為復雜，除了道路運輸以外，大多都要在地面條件較差的田間進行。以拖拉機為例，其要從事的農田作業包括重負荷下的犁耕、旋耕、土豆收獲等，中負荷下的中耕、耙耕、起壟等，以及輕負荷下的播種、施肥和植保作業等[1]。不僅工況多，同時還會受到土壤類別、作物品種、自然條件及栽植制度的影響和制約，這就要求農業作業車輛具有較高的適應性，而無級變速和電傳動恰好是解決這一問題的最佳方法。目前，在非拖拉機領域，靜液壓無級變速[2]的應用極為廣泛，而在拖拉機領域，液壓功率分流無級傳動[3-4]仍然是主流。近年來，我國逐步加大無級變速拖拉機的研究力度，也有部分企業跨過動力換擋而直接開始從事無級變速的研發工作，甚至已有部分企業成功試制了樣機。但這一技術在國內目前還并不成熟，關鍵在于燃油經濟性控制[5-6]以及可靠性問題未能得到很好的解決。此外，在道路車輛電動化的背景下，拖拉機等農業作業機械也開始朝著電動化發展[7-8]。盡管電動汽車和混動汽車已開始普及，但農機的電動化進程卻異常艱難，主要受制于其復雜且惡劣的農田作業環境，很難同時滿足成本、續航時間以及性能方面的需求。為了理清無級變速與電傳動的研究現狀，進而把握行業走向，本文在介紹無級變速與電傳動的發展歷程及應用的基礎上，對其仍存在的問題及發展趨勢進行了分析和探討。

1 農機無級變速與電傳動發展歷程

1.1 無級變速與電傳動農機研究背景

長期以來，拖拉機或自走式農業作業機械的行走系統都是有級傳動，其核心部件為機械換擋變速箱，典型的換擋機構包括滑動齒輪、嚙合套、同步器和濕式離合器等[9-11]。滑動齒輪在高擋換抵擋時需要兩次踩下離合器，結構簡單但對駕駛員技術水平要求較高；嚙合套通常與從動齒輪直接嚙合，致使其在換擋時需要先停車以避免沖擊；同步器由于引入了摩擦副實現齒輪嚙合前的轉速同步而大幅提高了換擋平順性，但卻因結構復雜而增加了制造成本；濕式離合器廣泛應用于動力換擋變速箱[12-13]中，其在換擋過程中僅通過離合器摩擦片的滑摩實現轉速同步和接合，可以實現換擋期間的持續動力輸出，是最為理想的換擋方式，但綜合控制難度較大。

考慮到如前所述的復雜農業作業環境，拖拉機等農業車輛往往需要設置更多的擋位以滿足不同作業下的速度和功率需求。以動力換擋拖拉機為例，國產LF2204拖拉機最多可配置48個前進擋和41個倒退擋，PL2304和PH2304拖拉機也都具有40個前進擋和40個倒退擋。擋位數量的增加提高了農業作業車輛的適應能力，但同時也引起了更為復雜的結構設計和過程控制難題。為此，沒有擋位，但是相當于具有無數擋位的無級變速成為一種理想的傳動形式。

事實上，除了應對復雜的作業環境以外，農業作業車輛對無級變速的需求同時也體現在：采棉機等部分收獲機械為了實現發動機的恒功率輸出(即負載自適應控制)，從而確保工作系統的穩定工作[14]，也逐步采用無級變速這一傳動形式；此外收獲機等農業無人駕駛車輛，為了解決機器運行期間的換擋與調速難題，無級變速也成為重要解決方案之一；一些山地丘陵地帶的農業作業機械，如多功能履帶式果園管理機或者植保機等[15]，為了應對車輛作業刀具(如開溝機)或者農藥對人的潛在威脅，也逐步出現了部分便于遙控的無級變速機型。電傳動則不僅具有無級調速的特性，還能實現污染物的零排放，是未來農業作業機械的重要發展方向，只是目前受制于成本和技術限制還無法取得廣泛應用。

1.2 無級變速與電傳動研究現狀

農業作業機械無級變速的研究起步較早，有價值的研究是從20世紀初期開始的。一般來說，農業作業機械實現無級變速主要有3種方法：機械無級變速、液力液壓無級變速和電傳動。

1.2.1 機械式無級變速

機械方法實現無級變速的核心原理是摩擦傳動，如1907年德國工程師設計的Stock自走式犁地機無級傳動系統即采用了摩擦盤進行動力傳遞[16]。該系統具有1個主動摩擦盤和2個從動摩擦盤，主動摩擦盤與動力輸入軸相連，其轉速等同于發動機曲軸轉速，而2個從動摩擦盤分別連接前驅和后驅。通過絲杠改變從動摩擦盤與主動摩擦盤的接觸點位置，即可改變主動摩擦盤的動力半徑，進而實現從動摩擦盤轉速的連續調節。該系統的主要問題是功率密度過低，故并未實際取得應用。

機械無級傳動系統的典型代表為金屬帶(鏈)無級變速箱，也就是通常意義上的CVT[17-19]。這種變速箱被廣泛應用于小汽車等道路車輛，其原理是將主、從動帶輪設計成可相對運動的兩個錐盤：當兩個錐盤相互接近時，金屬帶(鏈)延徑向被擠出，其動力半徑變大；反之，當兩個錐盤相互遠離時，金屬帶(鏈)朝著徑向內側移動，其動力半徑減小。在此基礎上，同時調節主、從動帶輪的動力半徑，即可實現帶(鏈)傳動比的連續改變。這種變速箱于1886年開始在汽車上使用，其在拖拉機等農業作業機械上應用的里程碑式事件是1988年德國工程師研制的Munich試驗拖拉機，以及1990年左右研制的60 kW無級變速拖拉機，均表現出卓越的傳動性能。該變速箱在技術上非常成熟，但最大的問題是金屬帶(鏈)在大負載下容易打滑，導致其傳遞功率極為有限，不適合大功率農業作業機械。盡管有學者提出了金屬帶(鏈)功率分流方案，但該問題仍未能從根本上得到解決。

1.2.2 液力液壓式無級變速

液力液壓式無級變速主要依靠液壓傳動實現速比調節，較為典型的傳動系統為靜液壓無級變速箱(HST)和液壓功率分流無級變速箱(即液壓機械無級變速箱HMCVT，也有譯作HMT，本文中的稱謂與國際上較為正式的術語“Hydrostatic Power Split Transmission”保持一致)。HST的本質是容積調速回路[20]，其原理如圖1所示。通過改變柱塞泵的排量，即可調節液壓馬達的輸出轉速進而實現無級調速。液壓馬達可采用定量馬達，也可采用變量馬達以提高其在高速輸出時的效率。

圖1 靜液壓無級傳動

通常情況下，HST變速箱很少單獨使用，為了改善液壓系統的傳動性能，需要與機械換擋變速箱串聯。該類變速箱以相對較低的成本實現了無級變速，在農業作業機械中的應用極為廣泛，如無級變速采棉機、收獲機、田園管理機、插秧機等。HST在拖拉機中也有應用，最早由美國于1967年實現量產[21]。但其靜液壓的傳動效率不高[22]，滿負荷效率一般僅能達到75%～80%左右，遠低于齒輪傳動。而且由于HST與機械系統串聯，進一步拉低了整個傳動系統的效率，故在市場上很少見到高能耗的HST拖拉機。

HMCVT內部包含機械傳動系統以及液壓傳動系統，可充分發揮機械傳動以及液壓傳動各自的優點。該變速箱最早出現在軍工領域，20世紀90年代中期在拖拉機領域實現產業化，使其走向民用，目前廣泛應用于工農業各個行業。HMCVT變速箱相當于HST與機械傳動的“并聯”，其傳動效率介于純機械與純液壓之間，普遍可以實現最高約90%的滿負荷效率，部分機型如德國HM8變速箱和TRAXION變速箱，其最高滿負荷效率高達93%～94%。如圖2所示，這種變速箱的基本原理是發動機輸入功率分成機械與液壓兩路傳遞，而后再匯流后輸出。分流的目的是僅使部分發動機功率流經效率較低的泵馬達，從而提高整個變速箱的傳動效率。

(a) 行星排輸入耦合式

圖2(a)為定軸齒輪實現分流、差動行星排實現匯流，即行星排輸入耦合式，圖2(b)為行星排輸出耦合式。世界上第1臺商業化的液壓功率分流無級變速拖拉機是Fendt Favorit 926[23]，其變速箱Vario即為行星齒輪分流、定軸齒輪匯流，而此后ZF、John Deere、CLAAS等公司生產的液壓功率分流無級變速箱則大多采用定軸齒輪分流、行星齒輪匯流的傳動方案[24]，且配合多區段技術[25-26]降低液壓功率分流比從而擺脫變速箱對高效率泵控液壓馬達的依賴。

1.2.3 電傳動無級變速

無級變速傳動還可以通過電機實現調速，即電傳動無級變速。相比液壓無級變速，電控機構消耗的能量較少，能有效提升CVT的傳動效率。由于不使用燃料(純電動)或少使用燃料(混電傳動)，對于實現節能減排具有重要意義。電傳動無級變速是一種面向未來的傳動形式，也是未來農業作業機械的重要發展方向。

近年來，道路車輛的電動化趨勢不可逆轉，也在加速推進，但存在的主要問題是：農機的作業環境和工況均較為復雜，現有電傳動技術難以直接嫁接到農機領域中，主要制約因素為電池的成本和續航能力不足以支撐大功率的農機化應用，故多出現在小型農業作業機械中。不僅如此，電機技術也有待提高，最理想的情況是電池直接驅動(輪轂)電機運轉，從而省去一切形式的傳動系統，但目前的技術水平尚無法實現。根據德國拖拉機權威Renius教授的分析，目前可供選擇的電傳動方案包括通常意義上的直驅電傳動(圖3)[27]，輪轂電機配合輪邊減速的電傳動，以及功率分流式電傳動(e-CVT)，而e-CVT是最有可能在拖拉機等農業作業機械中取得應用的電傳動形式[28-30]。e-CVT的基本原理與前述液壓功率分流傳動較為類似，可近似認為是由發電機和電機取代泵馬達得到，其關鍵技術在于解決不同工況下發動機與變速箱的功率匹配問題，從而滿足農機作業時所需的經濟性和動力性。

圖3 直驅電傳動系統

2 農機無級變速與電傳動應用現狀

2.1 無級變速農業作業機械

無級變速已經廣泛應用于農用機械，但以金屬帶(鏈)為代表的機械式無級變速受其材料限制，所能傳遞的功率有限，難以在大功率機械中取得應用，在現階段主要以HST與HMCVT為主。其中，HST的典型代表為無級變速采棉機。采棉機無級調速的基本方案：發動機動力首先分成兩部分傳遞，一部分通過離合器驅動風機運轉，另一部分則通過HST接入分動箱，而分動箱再將動力分成兩部分，一部分通過變速箱進入行走系，另一部分則用于驅動采摘臺工作。較為典型的機型為John Deer 9970自走式采棉機，該機配套功率186 kW，具有18排摘錠，傳動系統為HST變速箱串聯1個3擋機械式變速箱，使其能夠在3個擋位內分別實現區間無級調速。近年來，國產無級變速采棉機也日趨成熟，如4MZ-3自走式棉花收獲機。4MZ-3配套發動機功率179 kW，3個擋位下分別可實現0～5.5、0～6.7和0～21 km/h范圍內的區間無級調速，分別對應于初采、復采和運輸3種作業工況。

HST在履帶機上的應用也較為廣泛，一般結構為發動機依次串聯HST和機械變速箱，進而驅動兩側履帶轉動。南京農業大學設計了一種用于濕爛田地的稻茬麥旋耕滅茬施肥播種復式作業機[31]，該機就采用HST靜液壓無級變速箱串聯機械變速箱進行調速，其作業幅寬為2.3 m，作業行數為16行，作業效率為0.4～0.8 hm2/h。水稻收獲機上也普遍采用HST作為調速系統，較為典型的為久保田4LBZ-172B半喂入式無級變速收獲機，該收獲機標定功率為66.1 kW，收割行數為5，割臺寬度為1.72 m，生產率達到0.27～0.53 hm2/h。

作為最重要的農業動力作業機械，拖拉機的無級變速則主要采用液壓功率分流無級變速箱HMCVT。如Maxxum系列無級變速拖拉機，其配套的雙離合CNH HMCVT如圖4所示[27]。該變速箱采用具有雙聯行星輪的復合行星排作為匯流機構，其特點是使用了結構緊湊的雙向離合器。其在前進方向上有高、低2個速比首尾銜接的工作區段，倒退方向上也有1個區段，但需使用動力換擋實現低速段與倒退段之間的切換。除Maxxum外，該變速箱目前也被裝備于New Holland T6和T7系列拖拉機。

圖4 CNH HMCVT拖拉機無級變速箱

我國最早對HMCVT開展試驗研究的高校是河南科技大學和南京農業大學。以南京農業大學的132.5 kW HMCVT樣機為例[32]，其采用了雙行星排功率匯流式傳動方案，具有1個靜液壓起步段和4個液壓功率分流段，通過5個濕式離合器與2個行星排的交替控制，可使拖拉機在0～50 km/h范圍內實現無級調速。近年來，山東農業大學也試制了132.5 kW HMCVT樣機，但與主流的多行星排傳動方案不同的是，其所設計的變速箱僅有1個行星排，在沒有同步點的情況下即可實現非等差區段配置與大范圍無級調速。雖然該方案對變速箱的換段動力學控制提出了更高要求，但卻簡化了變速箱結構并降低了制造成本。此外，該團隊還在國內率先對小功率HMCVT進行了研究并試制了25 kW試驗樣機(圖5)，通過串聯方案降低了HMCVT對液壓系統的性能要求，使得傳統HST可以直接作為該HMCVT的調速單元。該方案大幅降低了HMCVT的應用成本，使得HMCVT的小型化成為了可能。

圖5 25 kW串聯式HMCVT試驗樣機原理圖

2.2 電傳動農業作業機械

電傳動在農機方面的應用一定程度上借鑒于發展較為成熟的電動汽車。由于電池技術和電機技術的限制，電動農機的使用趨于小型化，如微耕機、植保無人機、機器人等。大型電動農業機械主要是拖拉機，因其作業工況復雜，對動力系統的要求較為苛刻，目前尚未取得大范圍使用，企業推出的樣機多數還停留在概念階段。

EKDC20電動微耕機采用直流電機串聯機械變速箱的傳動方案，標定功率0.3 kW，續航時間50～80 min。相比于普通內燃機動力的微耕機，其作業功率、續航時間和價格都不占優勢，但其零排放的特性使其非常適合于設施園藝等大棚環境中工作。近年來，我國高校也在研制更大功率的電動微耕機，以及由輪轂電機驅動的微耕機[33]，但電池成本過于昂貴，以至于始終未能實現產業化。

近年來，植保無人機[34-35]在我國取得了較大發展，其也是電傳動的典型代表。相比于日本，我國的植保無人機多為旋翼機，使用鋰電池供電，提供10～20 min或者更長的續航時間，從而滿足小塊農田的植保作業需求。植保無人機的作業系統一般包括3個部分，即地面站系統、機載系統和飛行平臺，如圖6所示。無人機既可由操作人員通過遙控器進行手動控制，也可由計算機在RTK GPS引導下實現自主飛行，其具體工作流程：首先，確認作業區域并對起飛位置進行定位；其次，進行飛行軌跡規劃和加載；再次，起飛并切入設定軌跡后開始噴施作業；最后，作業結束或機載電池電量不足時，飛機自動返航著陸。以大疆T30植保無人機為例，該機具有6個旋翼和16個噴頭，鋰電池容量29 000 mAh，單個電機的最大功率為3.6 kW，藥箱容積30 L，滿載30 kg藥液，空中懸停時間可達20.5 min。T30同時具備自主導航和變量噴施能力，例如在獲得作物長勢、病蟲害等農情數據后，可根據處方圖適時調控施肥量。

圖6 無人植保機的組成

電傳動的另一個典型應用領域即農業機器人。以瑞士ecoRobotix農業除草機器人為例，其采用太陽能電池為系統供電，進而驅動電機實現田間行走。這種機器人使用了RTK差分GPS技術，在導航系統引導下對大田進行巡視作業，當其視覺系統識別雜草存在時，可立即定位并通過并聯機械手操縱噴霧器對雜草所在位置精準噴施除草劑。

在拖拉機領域，世界上首臺實用的電動拖拉機是2018年推出的Fendt e100 Vario。該拖拉機采用容量100 kW·h、650 V的鋰電池作為能量來源，可在40 min 內充電80%，續航時間約5 h，輸出功率50 kW。在大型電動拖拉機領域，一個稱之為SESAM的項目于2017年推出了其第一代概念機，通過兩塊130 kW鋰電池輸出279.3 kW動力，充電時間為3 h，可持續作業時間約為4 h。目前，該機已推出其第三代概念機，其功率達到500 kW，且完全取消駕駛室實現了無人駕駛。

2.3 對比分析

為了便于對無級變速與電傳動農業作業機械進行比較，本研究將兩者的主要技術實施方案和性能分析進行了總結，如表1所示。

表1 無級變速與電傳動的技術方案比較

3 農機無級變速與電傳動發展瓶頸及發展趨勢

3.1 存在問題

無級變速與電傳動在節能減排、智能農業等領域有著廣闊的應用前景，但其在當前的發展階段又都進入瓶頸，具體表現如下。

1) 動力與傳動未能協同發展。工業界長期以來將節能減排的目標完全寄希望于發動機的技術升級，而隨著技術的不斷發展，發動機的熱效率已經趨于極限，節能和減排的提升空間也愈發狹窄，大幅的節能減排已很難實現。事實上，傳動系統的節能長期以來未能獲得重視。以液壓功率分流無級變速箱為例，其通過與發動機的匹配控制，在輕負荷下可節省燃油10%～20%以上。因此，建議在后續無級變速農業作業機械的研究中，將發動機與變速箱視作一個整體，結合具體工況開展系統性的節能減排研究。

2) 小功率無級變速技術未能引起重視。我國人均耕地面積較少，因此在相當長的一段時間內，小功率農業作業機械仍將作為農業生產的中堅力量。然而，現有的HMCVT無級傳動技術很難應用于小功率農業作業機械，原因是HMCVT的泵控液壓馬達價格昂貴，尤其是專用的一體式泵控液壓馬達尚難以完全實現國產。為此，建議對金屬帶(鏈)、HST和串聯式HMCVT等現有技術開展廣泛的學術討論，從中優選出適于小功率無級變速的低成本傳動系統。

3) 技術與成本之間相互制約。電動化是公認的農業作業機械的重點發展方向之一，但農業作業機械的電動化還難以進入產業化應用。雖然電傳動涉及電池、電機和控制等多方面的問題，但該技術在農業作業機械中應用的最大困難仍然是由電池的成本過高以及電機性能的不足造成的，而不僅僅是系統集成與控制的問題。只有電池和電機技術領域的基礎研究取得突破，才會大幅推動農業作業機械的電動化進程。因此，建議加大對新型電池和高性能電機的研發力度，而不是將研究重點完全放在電動化產品的開發上，否則電動化只能成為一個概念而終究無法進入市場。

3.2 未來發展趨勢

1) 無級變速與電傳動的共存與交匯。如第1節所述，電傳動是無級變速的一種形式，兩者在價值觀念上是統一的，都是為了實現便捷的操作、廣泛的工況自適應性以及節能減排。但電傳動普遍被認為是未來農機發展的必然趨勢，這就形成了對立，即電傳動有可能取代一切形式的傳動系統(包括無級變速)。事實上，這種情況在短時間內很難發生，除非電池和電機技術取得革命性進展，否則電驅動仍然離不開減速器及無級變速箱。在可預見的未來，無級變速與電傳動之間是并存的，是相互交融的。一個典型的例子是CVT混合電傳動系統，該系統根據離合器C1和C2的接合狀態可分別工作于純電傳動(僅C2接合)、混合驅動/燃油驅動(C1、C2同時接合)和電功率分流傳動(e-CVT)模式(僅C1接合)。

2) 電池與電機技術的持續變革。農業機械的田間作業環境復雜，電動化后所需能耗較高，續航能力不足導致作業效率降低，因此電池和電機技術[36-37]制約著農機電動化的發展。當前，電池技術的發展大致經歷了3個階段：第一代為鉛酸電池，也是目前使用最為廣泛的電池，成本低，技術成熟，但性能的提升空間非常有限；第二代為高能電池，以鎳氫電池和鋰電池最為典型，其能量和比功率較高，但成本較高，管理系統和使用條件均較為復雜；第三代為燃料電池，可將燃料中的化學能在不經燃燒的情況下直接轉化為電能，其發展潛力較大，但使用壽命和成本有待進一步改善。電機的類型也較多，例如直流電機、感應電機、永磁無刷電機等。直流電機在早期應用較多，但容易產生機械磨損，高速運轉時電刷和轉向器之間容易產生火花；感應電機結構簡單、運行可靠，但其參數變化對控制性能影響較大；永磁無刷電機可靠性高、成本低、輸出功率大，非常適合于電傳動，但在一定條件下(如高溫、振動、過高電流等)容易發生磁性衰退現象。農機電傳動對電池和電機的要求較高，除了普遍關注的電池可靠性、續航能力，以及電機的低速扭矩特性外，對成本和結構體積都有著相當苛刻的要求。一般而言，農機研究偏向于應用，一旦電池、電機技術取得較大進步，電傳動農機就能得以快速發展和普及。

3) 能源的多樣化獲取。微型高能的電池只能一定程度上解決儲能問題，電池成本依舊較高，可以通過三種能源獲取渠道解決。一是如果農機在固定區域內工作，可以通過架空的電纜為其提供電力，從而獲得持續的續航能力，比如糧食晾曬設備、果園有軌運輸設備、大棚采摘車等。二是將可再生能源如太陽能、風能等[38]作為輔助能源使用，以提升農機續航能力并大幅度降低作業成本。光伏組件俘獲的太陽能轉化為電能進行存儲，雖具有較大的可行性，但產生的電能有限，不能驅動大型農機作業機械，只能應用于小型農業機器人和移動平臺；利用自然風及農機行駛相對氣流形成的風能可賦能農機作業，但風能的間歇性導致風力不穩且時斷時續，產生的能源也非常有限。因此，太陽能和風能只能作為輔助能源，配合化石能源和生物燃料共同使用。三是通過能量回收將廢棄的能量收集再利用[39-40]，有效提高能量的利用率，提升電傳動的續航能力，從而增加車輛續航里程，如制動能量回收、車輛振動能量回收以及發動機熱能回收等。發展的總趨勢是，農機領域的能源獲取要服務于“碳達峰、碳中和”的目標需要，新能源農機是未來的重要發展方向，國家農機裝備創新中心發布的國內首臺5G氫燃料無人駕駛電動拖拉機(ET504-H)則是該領域的1項重要成果。

4) 無級變速、電傳動與無人駕駛的交相融合。隨著我國老齡化以及農村勞動力向非農產業的轉移，國內勞動力嚴重緊缺，勞動成本日趨增加，人機分離的無人駕駛技術[41-42]對解放農村生產力、降低勞動強度及保障駕駛人安全等均具有重要意義。美國GUSS果園無人駕駛彌霧機，1個駕駛員可以同時監控并指導8臺機器作業，大幅提高了作業效率；大田植保作業和果園開溝作業均存在一定的危險性，通過無人駕駛可有效確保人員安全。在以往的研究中，往往只關注定位與導航本身，RTK等厘米級差分GPS技術被大量使用，但卻忽略了變速箱自身所存在的問題。駕駛員不在車輛上，無法中途換擋，難以實現農機自身的燃油經濟性和動力性，主要表現為輕負荷作業時呈現高油耗和重負荷作業時呈現動力不足。因此，除了動力換擋等自動變速箱外，速比連續可調的無級變速與電傳動無疑是更好的選擇，更適宜作為無人駕駛車輛的傳動系統。

4 結論

本文回顧了無級變速與電傳動的發展歷程與應用現狀，對其各自的技術方案進行了介紹和分析比較，從中可以得到如下結論。

1) 機械式無級變速具有極佳的傳動效率，噪聲也很低。但由于其傳遞功率有限，故僅適用于小功率農業作業機械。如果需要傳遞中等功率，則建議采用金屬帶(鏈)的功率分流方案。

2) 靜液壓HST(包括全液壓驅動)的驅動功率大，但傳動效率很低，噪聲水平較高。HMCVT融合了HST的大負載驅動能力和機械傳動的高效率，是理想的無級傳動系統，但自身噪聲也很大，通常只用于大中功率農業作業機械。建議對串聯式HMCVT開展研究以降低其應用成本，從而填補其在小功率農業作業機械中的研究空白。

3) 電傳動是公認的面向未來的傳動系統，但就目前的技術水平而言還很難取得規模化應用。目前，電傳動用于小功率農業作業機械是可行的(盡管成本偏高)，而用于大中功率傳動(如拖拉機)，其電功率分流方案(eCVT)無疑是最具潛力的。

目前，無級變速與電傳動技術在動力與傳動的協同發展、小功率無級傳動系統的研發以及技術成本之間的平衡方面仍然存在諸多問題，故在其系統集成、小型化和關鍵部件的基礎研究方面應當引起重視。

此外，本研究還對無級變速與電傳動的未來發展趨勢進行了預測。

1) 無級變速與電傳動是未來農機的重要發展趨勢，兩者在短期內不存在取代關系，而且需要相互融合。

2) 電傳動是最理想的農機傳動形式，其發展受到電池和電機等基礎領域研究的約束，但這種約束將隨著電池與電機技術的快速發展而解除，從而大幅推動農業作業機械的電動化進程。

3) 隨著電傳動研究的深入，未來的能源獲取將是多樣化的，太陽能、風能、生物燃料、再生能量等均可能被轉化成電能而得到綜合利用。

4) 無人駕駛依賴于高度自動化的傳動系統，故可由計算機自動操控的無級變速和電傳動將與之深度融合，并逐步成為其重要的技術環節。