拖拉机金属带功率分流无级变速箱的经济性分析

为了降低无级变速拖拉机的燃油消耗,对金属带功率分流无级变速箱的经济性进行了分析。首先,阐述了Kress变速箱的原理并确定了其整机燃油经济性评价指标;而后,构建了柴油机与变速箱的系统油耗计算模型;最后,通过计算分析,得到了无级变速拖拉机在等传动比工况和等速度工况下的系统油耗分布。结果显示:Kress变速箱中存在功率分流的RL段经济性要高于无功率分流的RH段;系统油耗的分布受到发动机万有特性与变速箱传动效率的双重影响;拖拉机在重、中负荷作业时应当使变速箱尽量工作于RL段并尽量降低柴油机转速;拖拉机在中、轻负荷作业时应当尽量使变速箱工作于RH段和柴油机转速1 700r/min附近。结果表明:Kress变速箱不仅结构简单,而且总体上具有较高的经济性,系统油耗随拖拉机工况的变化规律亦容易掌握,非常适合于中、小拖拉机实现无级调速。该研究可为金属带功率分流无级变速拖拉机的设计与进一步理论研究提供参考。     

拖拉机轻负荷时为什么采用高档小油门

拖拉机轻负荷时为什么采用高档小油门拖拉机轻负荷作业时，若采用较高的档位和较小的油门，这样除满足作业需要外，还可以降低燃油消耗，提高经济性。具体来说：采用较小油门使发动机转速适当降低这样一来，拖拉机仍能在所需要的作业速度范围内工作，不致因为挂了较高的档...     

静液压传动拖拉机定速巡航控制系统设计与试验

针对现有农机速度调节策略功率匹配度不高、燃油经济性差的问题,以静液压传动拖拉机为平台,基于CAN总线设计了拖拉机定速巡航控制系统。该系统由拖拉机工况采集、负载检测、油门控制、变量泵排量调节、作业负载调节、通信等模块组成。设计了油门调节机构和负载调节装置,获取并解析了拖拉机工况数据,建立了静液压传动拖拉机油门开度、变量泵排量与速度对应的数学模型,制定了发动机转速与变量泵排量协同控制策略。分别在水泥路面空载、田间空载和平地作业3种工况下进行了协同控制策略试验,在平地作业工况下进行了定油门控制策略、油门排量耦合控制策略和油门排量协同控制策略试验。结果表明,3种工况下,协同控制策略的速度控制绝对误差分别为0.005、0.007、0.012m/s;在达到相同目标速度的前提下油门排量协同控制策略降低了发动机转速。拖拉机定速巡航控制系统能够在保证速度控制精度的前提下,减小燃油消耗。     

金属带无级自动变速车辆调速特性研究

采用键合图理论，建立了金属带无级自动变速系统在起步和加速过程中的动力学仿真模型，分析了发动机不同油门开度和对汽车实施最佳燃油经济性控制条件下，金属带无级变速装置速比随时间的变化规律，从而为无级自动变速汽车的选型匹配和方案布置提供理论设计依据。     

谈谈拖拉机运输作业中的油门使用问题

<正> 拖拉机运输作业机组的燃油经济性是用吨公里油耗来衡量的。在额定工况下,拖拉机可以获得良好的燃油经济性。对于装有全制式调速器的发动机来说,在转速稳定工作时所需油量是由调速机构自动控制的,发动机转速又受油门和负荷的双重作用。要提高不同工况下的     

液压机械无级变速器的拖拉机速度控制研究

液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)是一种将液压传动与机械传动结合的混合动力传动系统,能帮助拖拉机实现无级调速功能,有助于提高拖拉机的燃油经济性和动力性。为提升拖拉机的作业性能,实现拖拉机应对不同工况和环境或负载变化进行速度调节与控制,分析HMCVT输出特性,提出一种基于粒子群优化的PID控制算法控制系统排量比,调节系统传动比,实现速度控制的控制策略。结果表明,采用该控制算法后,拖拉机的保持速度以及针对骤然速度变化的调节有显著提升。     

拖拉机液压机械无级变速传动系统与发动机的合理匹配

拖拉机的液压机械无级变速传动系统与拖拉机的发动机之间存在着紧密联系,二者必须进行合理的匹配,才能保证拖拉机的正常运行。在匹配的时候,需要对拖拉机进行一系列的测试与试验,在建立发动机模型的时候,利用多项式拟合方法,总结出拖拉机发动机相关的最佳动力性,以及最佳的燃油经济性。并且对于无机变速传动系统与发动机的匹配机理进行针对性的研究。根据不同的情况,设计出与实际需要相符合的匹配方案。     

金属带式无级变速汽车的建模与性能仿真

建立了针对金属带式无级变速汽车性能模拟的仿真模型。该仿真模型可以模拟各种典型工况下无级变速汽车及各子系统的动态特性，并用来评价无级变速汽车的驱动性能、燃油经济性和排放特性。作为设计工具，该模型可以帮助选择影响汽车性能的关键性参数，同时基于该模型和给定的控制策略可以用于设计发动机、无级变速器和离合器的控制系统。最后给出了各种典型运行工况下的仿真结果。     

拖拉机液压机械无级变速器速比匹配设计与实验

液压机械无级自动变速器能够根据拖拉机作业模式的差异,实现不同作业模式下发动机转速、转矩的匹配.将液压机械前进区段设计为等比四区段,各区段传动公比φ为1.88,纯液压区段用于拖拉机低速爬行作业以及起步.基于液压机械换段等比传动的连续性,对各区段齿轮的参数以及传动比进行设计,并对变量泵和定量马达的匹配进行选型.加载实验中模拟拖拉机不同作业模式的负荷,进行了液压机械各区段下的发动机最佳经济点的速比匹配.验证了变速箱在各区段之间的平稳换段以及拖拉机平稳加速的连续性响应.     

金属带—行星齿轮无级变速器动力学研究

提出了一种金属带-行星齿轮无级变速器,能够扩大无级变速调速范围,同时兼顾传动效率。选取XP型顺时针环流型单环路系统,设计了金属带-行星齿轮无级变速器,通过无级变速和顺时针环流的模式切换,允许调速范围为0.5~3,循环功率小于系统输入功率的33%,对比了金属带和XP型顺时针环流型无级变速器效率特性,通过模式切换,该金属带-行星齿轮无级变速器能够有效优化传动效率。以Matlab/Simulink为平台建立整车仿真模型,选取UDDS循环工况,采用最佳燃油经济性控制策略,对金属带-行星齿轮无级变速器进行仿真。仿真结果表明:在整个UDDS循环工况下,金属带-行星齿轮无级变速器在低速大转矩时,工作于顺时针环流模式,高速时,工作于无级变速模式,能够兼顾变速范围和传动效率。同时,模式切换时,流过无级变速支路的功率流方向不变,有效避免了系统振动。     

无级变速传动系统的模糊控制

设计了无级变速系统的模糊控制器,建立了简化的无级变速传动系统的动力学模型。考虑到系统模型的时变非线性特性、输入和输出之间的耦合特性以及复杂的运行工况的影响,给出了一种新的带有参数自调整的模糊－PI控制算法,利用该算法设计的模糊控制器使无级变速传动系统获得了良好的控制效果。仿真结果表明,该算法是可行和有效的。     

车辆无级变速传动系统匹配策略的仿真

利用发动机的试验测试结果,采用拟合的方法得到了发动机模型。给出了关于发动机的最佳燃油经济性的最佳动力性的转速调节特性,讨论了无级恋速传动系统参数的设定方法。结合发动机转速调节特性研究了实现发动机理想性能的匹配策略,最后对其进行了计算机仿真。     

Integration of Tractor Engine,Transmission and Implement Depth Controls: Part 1, Transmissions

Agricultural tractors work under a variety of conditions and maximum work-rate and minimum fuel consumption depend upon the correct selection of engine speed, transmission ratio and implement width and depth.Although the well-known technique of "gear up, throttle down" produces fuel savings, particularly at part load, a tractor with a fully integrated engine-transmission-implement control system would have a dynamic response to varying loads to achieve the maximum work-rate for the minimum fuel consumption under all conditions. This review considers transmissions that could be used on an integrated control tractor and discusses the requirements of the transmission and how well these are met by the different types.It concludes that the presently available powershift transmissions, now being fitted with electronic control, and the high efficiency, continuously variable transmissions (CVTs), being developed for automotive applications, are the most appropriate. There are, however, new transmission arrangements which, if developed for tractors, could offer improved efficiency for powershift types or continuous power transmission during range changes for continuously variable transmissions.There is little published data on the performance of tractors with CVTs. Further analysis, using computer modelling, could be used to help determine whether the ability of a CVT to exploit rated engine power at all forward speeds compensates for its lower transmission efficiency compared to stepped transmissions. More information on the efficiencies of the various transmissions, while operating at realistic loads, would be beneficial to this analysis.     

拖拉机液压机械无级变速箱控制与交互系统

为了满足拖拉机各种作业工况下的行驶速度及动力需求,对拖拉机液压机械无级变速箱的控制与交互系统进行了研究。首先,针对自主研发的某新型液压机械无级变速箱,简要阐述了其液压功率分流机构与无级调速原理,明确了被控对象与控制量。而后,对变速箱的无级调速与负载自适应控制进行了研究,一方面,提出了变速箱速比的点位控制方法,将变速箱速比在全程范围内划分为96帧,作出每一帧与变量泵励磁电压、变量泵流量方向电磁阀、离合器电磁阀的动作关联查询表,通过程序指针的顺序移动实现无级调速与段位切换;另一方面,基于发动机功率控制的要求,提出了一种负载自适应速比调整策略,给出了相应的模糊控制表,并分析了该算法在不同段位区间内的性能;而后,阐述了无级调速拖拉机的交互挡杆与变速箱电子控制单元设计;最后,基于所开发的控制系统进行了拖拉机加速和负载自适应调整试验。研究结果表明,点位控制时拖拉机的速比调节过程较为稳定,属于开环控制;负载自适应控制时的变速箱速比完全取决于负载变化,属于反馈控制。研究结果表明,所设计的控制系统可以很好地对拖拉机液压机械无级变速箱实施控制。     

考虑随机载荷自适应补偿的PST换挡策略与硬件在环试验

大功率动力换挡拖拉机作业环境复杂多变,密集布置的挡位和田间载荷波动极易导致频繁随机换挡,破坏拖拉机工况稳定性,影响其性能和作业质量。为解决拖拉机作业过程中随机载荷波动引发的频繁换挡问题,本文提出一种考虑随机载荷自适应修正的换挡控制策略。首先,以油门开度、滑转率和车速为换挡参数,制定变速箱理论换挡规律;然后,引入随机载荷变异系数、油门开度变化量及稳态载荷变化量等3个修正参数,通过模糊规则计算随机载荷波动下的换挡修正量。同时,结合收敛型换挡延迟策略,轻负荷或运输工况采用理论降挡,重负荷作业采用自适应升挡延迟,载荷波动越大,升挡延迟量越大;基于AMESim和Simulink建立了拖拉机传动系统模型,并搭建了大功率拖拉机变速箱控制系统硬件在环仿真平台,开展了不同作业工况下的换挡控制仿真验证。结果表明,所提换挡策略在道路运输工况和犁耕工况下的换挡次数较传统换挡策略分别低63.16%、45%,且燃油消耗量分别为0.76、0.47kg,较传统换挡策略分别低0.51%、1.03%。在保证作业牵引力的同时,该控制策略可有效抑制随机载荷波动引发的频繁随机换挡,同时兼顾了整车动力性和燃油经济性。     

农用拖拉机HST与动力系统特性研究

静液压传动系统(Hydrostatic Static Transmission,HST)是农用拖拉机动力与传动的重要组成部分,HST与发动机系统联合工作特性直接影响整机的动力性和经济性。为了分析发动机与HST的传动效率并优化,利用发动机结合HST液压动力试验台对发动机全工况下的联合系统动力及经济性进行分析,得到不同油门及转速工况下的发动机输出特性以及HST液压传动特性,对不同工况下动力系统和传动系统的经济性和效率进行研究。根据静液压传动特性、发动机特性和最佳工作曲线,确定了系统功率匹配及控制,运用Simulink建立动力传动系统的仿真模型计算出不同负载下的HST传动效率。通过发动机及HST传动系统的合理匹配可以实现农用拖拉机总体动力性和经济性目标。     

履带式拖拉机运动控制系统设计与试验

我国拖拉机主要以手动操作为主,为提高拖拉机的作业强度、精度和效率,替代人工操作,为无线远距离控制、高精度自主导航、机械视觉导航和物联网等相关作业技术提供拖拉机运动控制接口,提出了在柴油发动机驱动履带式拖拉机底盘上搭载电子油门控制装置和电控液压转向装置的设计方案,可实现远程无线遥控固定角度转向、车速控制和实时返回状态数据等功能。试验表明:电子油门控制装置对油门拉杆控制响应速度快、控制准确,固定角度转向误差在±3°范围内,调试遥控器稳定控制距离350m,上位机无线接收稳定数据距离200 m。研究成果可为拖拉机运动控制系统设计与改进提供参考。     

水稻穴直播机自主驾驶控制系统设计

为满足水稻穴直播机自主作业的高性能需求,对穴直播机的自主驾驶系统进行了自主化设计与验证。根据洋马VP6型穴直播机的结构特点,对穴直播机自主驾驶进行机电改造,设计了自主驾驶总控制器和CAN总线化电动转向、油门及挡位的分控制系统,满足了自动驾驶的功能要求。经过分析穴直播机的运动学模型及控制模型,分别建立了外环轨迹跟踪和内环转向角度跟踪的双闭环控制算法策略。经过反复试验,确定合适的控制器参数为k_p=1、k_d=3.5。水田环境的试验结果表明:自动驾驶控制系统达到了横向偏差的绝对值不大于8 cm的跟踪效果。     

拖拉机经济性虚拟综合测试系统设计与试验

基于虚拟仪器构建了拖拉机经济性综合测试系统,以满足拖拉机节油节能技术、动力总成设计优化、农艺规范优化等研究测试需要。首先在分析拖拉机油耗测试要求的基础上,对硬件进行选型,设计了以美国NI cRIO控制器为核心的测试系统,实现对瞬时和百公里油耗、行驶速度和轨迹、发动机工作点等信号同步采集。给出了测试系统的虚拟软件设计方案,包括FPGA软件、实时软件和上位机数据采集与分析软件等。对油耗流量传感器输出的两路正交编码TTL信号进行X4编码编程,将有效方波信号计数分辨率提高到0.25个方波。编程实现系统对燃油正、回流识别和计数,采用FPGA精确定时技术确定计数脉冲边沿跳变时刻,有效提高了瞬时油耗测试精度。将发动机OBD接口中的CAN和K线接入系统,并编程实现对发动机输出扭矩、转速等信号的同步采集,以分析发动机工作状态。最后进行了对比试验和场地试验,验证了本系统瞬时油耗采样和数据处理方法的准确和实时性,以及整个系统功能和可靠性。研究为拖拉机经济性综合评估和分析提供了有效手段。