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。     

拖拉机液压机械无级变速箱换段控制优化与试验

为了提高无级变速拖拉机的换段质量,该文对所开发的一种新型液压机械无级变速箱的换段过程进行了试验研究。离合器充油特性试验中,通过改变离合器控制油路参数,获得主油路压力与充油流量对换段时间的影响规律;单因素加载试验中,通过单独改变发动机转速、主油路压力、充油流量、负载转矩,获得各因素单独作用时对换段质量的影响规律;多因素组合加载试验中,设计了3水平4因素组合试验方案,对多个因素综合作用时的变速箱换段质量问题进行了研究;时序优化试验中,通过控制器改变离合器动作时机,获得最佳的换段时序。试验结果表明：离合器主油路压力、充油流量可通过影响换段时间而间接影响到换段质量;重叠时序换段会引起油压陷阱,证明了重叠换段的安全性和可行性;单因素作用时,换段质量与离合器压力、流量正相关,与负载转矩负相关,与发动机转速无关;多因素共同作用时,换段质量的主次影响因素依次为充油流量、负载转矩、主油路压力、发动机转速;此外,采用重叠时序换段可显著改善换段质量。根据试验结果得出,为使该变速箱获得最佳的换段质量,其离合器主油路压力应取值4MPa,充油流量取值5L/min,重叠时序取值120ms。该结论为换段控制策略的制定提供了重要参考。     

拖拉机液压功率分流无级变速器换段规律研究

为了改善拖拉机液压功率分流无级变速器的换段品质,基于仿真与试验相结合的方法,对其影响因素及其参数匹配关系进行了深入研究。首先,基于油压试验与回位弹簧位移补偿试验建立了离合器轴向力模型以及传动系整机模型,并对该仿真计算模型进行了不同工况下的试验验证;而后,将液压功率分流无级变速器换段品质的影响因素划分为3大类,即工况因素、设计因素与可控因素,并分别对其中的8个子类因素进行了仿真研究,从理论上阐述了其变化规律;最后,研究了换段品质各影响因素之间的交互性及其作用规律的稳健性,据此得到换段参数之间的最佳匹配关系。研究结果表明:轴向柱塞单元油液工作容积对换段品质无显著影响;发动机转速对换段品质的影响是相对的,受到换段点泵排量的制约;在等速换段条件下,离合器充油流量和换段时序的提高均对换段品质具有改善作用;离合器充油压力、负载转矩、负载惯量3因素对换段品质的影响则受到多种因素制约,其规律自身不具备稳健性。     

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.     

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。