拖拉机液压机械无级变速箱效率特性的仿真与试验

为了对一种新型拖拉机液压机械无级变速箱的效率水平进行评估,该文对其满负荷及部分负荷下的效率特性进行了研究。基于SimulationX平台,该文构建了完整的变速箱传动模型,并通过台架试验对其进行了校准,从而确保了模型的可靠性。通过仿真分析,得出了传动效率与发动机转速、负载扭矩和速比的关系,并绘制了较为全面的效率图谱;指出了泵前齿轮副对变速箱效率的影响,从而使得基于效率进行变速箱的结构优化具备了理论上的可操作性。结果表明,该变速箱在HM2、HM4段负排量和HM1、HM3段正排量时存在功率循环,且变速箱的传动效率受到发动机转速和扭矩的双重影响,其在额定工况下的满负荷传动效率为81.5%。因此,该类变速箱的传动效率随工况波动较大,为了使拖拉机在给定的车速、负载水平下高效作业,必须合理匹配其速比与发动机转速的关系。该研究可为变速箱的结构优化及动力匹配提供理论依据。     

水田作业工况的拖拉机振动特性

为研究拖拉机在水田工况下的振动特性。该文采用轮胎滚动法测取南京江浦农场水田硬底层纵断面空间函数,对数据进行自相关性检验,分析硬底层垂直位移功率谱密度;以CF700型拖拉机(常发集团)为研究对象,基于轮胎-湿软水田土壤系统,建立水田工况下拖拉机三自由度振动微分方程和仿真模型,以水田硬底层纵断面时间函数为输入矢量,对拖拉机振动特性进行仿真研究,并将仿真结果与试验结果进行对比分析。结果表明,水田硬底层高程具有统计相关性,其不平度系数Gx(0.1)=316.7×10-6 m3,拟合指数w=-1.651;试验所得拖拉机前桥、后桥及座椅椅面垂向振动频率分别是2.91、3.6及2.5 Hz,与仿真结果相对误差分别为19.9%、7.2%、16.0%。以上结果为面向水田作业的拖拉机振动研究提供路面参考模型,验证了水田工况下拖拉机三自由度平面振动模型的有效性,为拖拉机减振系统的参数设计提供理论依据。     

微型电动拖拉机驱动系统设计

提出了以电动机作为动力的微型电动拖拉机驱动系统方案,在对微型电动拖拉机牵引作业和旋耕作业工况特性进行分析的基础上,给出了电动机所需功率的计算方法,选配了相应的电动机和调速装置;确定了传动系统的传动比,设计了传动系统机械结构;所设计的驱动系统依靠调节电动机的控制装置能实现微型电动拖拉机常用工作速度之间的无级变化。计算结果表明,所设计的电驱动传动系统能满足不同工况下的需求。     

电动拖拉机驱动力与传动效率特性试验

对电动拖拉机驱动力特性及传动效率特性进行了试验研究.在对电动拖拉机驱动力和传动效率进行理论分析的基础上,从整车角度出发建立了驱动力产生方程、总的传动效率以及电动机控制器效率的计算方程.采用室内台架模拟试验的方法对6挡小型四轮电动拖拉机进行了试验研究.研究结果表明:驱动力特性是下凹的,更适合车辆动力性的要求;不同挡位的驱动力特性各不相同,适合不同作业工况;工作在不同挡位时的传动效率差别较大,其中工作在Ⅵ挡时高效速度范围最宽,效率大于0.5的速度区域占整个Ⅵ挡速度区域的70.6%,因此工作在该挡时经济性最好;正常工作时,电动机控制器效率较高,对电动拖拉机总的传动效率影响不大.     

低噪音树枝粉碎机的设计和试验研究

为了解决传统树枝粉碎机在粉碎作业中噪音大、能耗高、适应性不广等问题,研制了一种低噪音树枝粉碎机。从理论上分析了该树枝粉碎机刀具在切削过程中所需的最大切削力,并以此为依据设计了该粉碎机的传动零部件以及驱动系统。对样机进行了台架试验,结果表明:该树枝粉碎机能够粉碎最大直径达80 mm的树枝;在满负荷工作时处理树枝的能力不低于800 kg/h;工作时的最大噪音在80 d B以下;在粉碎过程中所需的切削力和功率与理论计算值基本一致。     

拖拉机液压机械无级变速器加速换段过程动力学仿真

拖拉机加速行驶时,破坏了严格意义上的液压机械无级变速器等速换段条件,加之惯性负载的影响,需要对拖拉机加速过程中液压机械无级变速器的换段过程及其影响因素进行研究。首先,在Simulation X下构建了现有试验台架的传动系统模型,包括发动机、变速器、负载以及离合器控制油路,并对其进行了试验验证。考虑到拖拉机加速过程中惯性质量对换段过程的影响,在前述模型的基础上,进一步构建了包括后桥在内的完整拖拉机模型。而后,基于换段期间拖拉机的峰值加速度与离合器摩擦损耗2项指标,对5组可能对换段过程构成影响的拖拉机或变速器工作参数进行了仿真分析。结果表明,在变速器理论换段点之前开始换段（该研究取?0.65 s）,延迟待分离离合器的卸油时间（该研究取0.2 s）,提升待接合离合器的流量水平（该研究取6 L/min）,使用一体式泵控液压马达以及限制换段时的发动机最高转速,均可提升拖拉机在加速换段过程中的换段品质。此外,拖拉机的设计质量应当综合考虑速度冲击与动载冲击的影响。该研究可为拖拉机无级变速器及其控制系统的研究提供参考。     

太阳能园艺拖拉机驱动系统匹配设计与性能分析

针对太阳能园艺拖拉机驱动系统的独特需求,提出了一种太阳能园艺拖拉机驱动系统匹配设计方法,包括总体方案设计和主要参数的理论计算,并提出以全天累计作业时间为太阳能拖拉机作业能力评价指标,结合南京地区气象逐时变化,预测晴朗天气下所选用的光伏电池不同季节日发电量。以所设计太阳能园艺拖拉机为例,得到不同作业工况下拖拉机行驶速度与全天累计作业时间的关系,随着作业速度的提高,全天累计作业时间呈缩短的趋势;相同工况下,夏季全天累计作业时间长于冬季;速度为3 km/h时,有太阳能时拖拉机水平割草作业与坡道割草作业的全天累计作业时间均为无太阳能时的1.5倍。研究表明光伏电池作为园艺拖拉机能源是可行的,能够满足园艺作业的需求。以上研究结果可用于太阳能园艺拖拉机驱动系统方案设计和优化,为太阳能园艺拖拉机的发展提供依据。     

大型拖拉机动力换挡变速箱试验台

根据拖拉机动力换挡变速箱试验要求,设计了大型拖拉机动力换挡变速箱试验台。设计了装夹装置、驱动装置、加载装置及其能量回馈系统,开发了电子控制单元和电子测量系统。试验结果表明：试验台功率大,达250kW;实现了能量闭环回馈,重载工况下的节能率高达80%;检测系统功能全,能检测驱动和加载电动机转矩、转速、液压系统压力和流量等16个信号。试验台运行平稳,达到设计要求。     

半主动空气悬架神经网络的自适应控制

针对半主动空气悬架这种时变的、非线性复杂系统，提出基于神经网络的自适应控制策略，设计了神经网络辨识器和控制器。仿真计算表明，神经网络自适应控制的半主动空气悬架具有明显的减振效果。为了验证仿真效果，还进行了台架试验，研究结果表明车身振动幅度可下降30％左右。仿真和试验研究均表明，所提控制策略是正确的和有效的。     

拖拉机前悬架单出杆磁流变减振器研制

针对拖拉机减振性能差的问题,在分析车辆磁流变减振器工作模式基础上,建立了基于流动模式的阻尼力理论计算模型。根据某大功率轮式拖拉机前桥悬架减振器的工作要求,研制了一种单出杆磁流变减振器。试验研究了输入电流和激励速度对减振器阻尼力的影响。试验结果表明:在低速情况下,阻尼力可控倍数达5.9;减振器饱和工作电流约1.8A,最大输出阻尼力约1370N。试验验证了所提设计思路和方法的有效性,并为阻尼可调式半主动空气悬架的控制研究提供了依据。