拖拉机动力换挡变速器换挡特性与控制策略研究

拖拉机动力换挡变速器通过控制多组湿式摩擦离合器之间的转矩传递来实现不停车换挡,具有不会因超载使发动机熄火、起步性能好、能降低外载荷突然变化所引起的传动系统振动与冲击等优点。换挡离合器的分离与接合时序是影响拖拉机换挡平顺性和操作舒适性的关键因素。本文研究了换挡过程动态特性分析方法,引入变速器输出转速和输出转矩作为拖拉机生产率和动力性的评价指标,弥补了传统换挡品质指标不能对拖拉机性能进行评价的不足。运用动力学原理构建动力换挡变速器模型,研究了不同换挡重叠时间下的离合器载荷、滑摩功与功率特性,确定了动力换挡变速器换挡品质的控制方法及控制策略。提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来优化换挡重叠时间与离合器接合油压,通过仿真验证了拖拉机换挡过程中离合器控制策略的有效性。仿真结果表明,通过该优化算法所选择的换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小,变速器输出转速过渡平稳,可减少负向输出转矩的产生,避免换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断,提高了换挡品质。     

基于自动控制的拖拉机起步和换向方法研究

以动力换向拖拉机为研究对象,介绍了一种动力换向拖拉机的换向系统及换向原理;针对介绍的动力换向拖拉机,设计一种拖拉机起步及动力换向控制方法,实现拖拉机的自动起步和动力换向功能;最后将介绍的控制方法在东方红LF2204动力换挡和动力换向拖拉机上进行了整车验证。     

浅析拖拉机电比例动力换向液压控制系统设计技巧

液压控制系统是实现动力换向技术的核心单元,目前主流的动力换向液压系统,均采用电比例减压阀对湿式离合器进行控制,可根据挡位、油温等设计不同的压力控制曲线,极大地提高换向品质。本文介绍了该系统的构成和基本功能,阐述了各类元件的选型要点。     

拖拉机动力换挡变速器研究现状及发展趋势

变速器是拖拉机的核心部件之一,变速器性能对拖拉机的动力性能及燃油经济性等各项指标都有着重要影响。动力换挡变速器(Power Shift Transmission, PST)在换挡时动力输出不中断,能够降低拖拉机的操作难度,提高工作效率。动力换挡技术的应用能够极大的促进农业生产现代化、提升农业机械化水平,助力乡村振兴战略。目前拖拉机动力换挡技术在国际市场上应用已较为广泛,我国农机事业起步较晚,与国际先进技术相比还存在一定差距。主要介绍了动力换挡变速器的基本原理,国内外研究现状,阐述了动力换挡变速器的关键技术,并分析了农用拖拉机动力换挡技术的发展趋势。     

基于数字孪生的动力换挡拖拉机换挡策略研究

发动机性能变化和牵引阻力波动等时变因素对大功率动力换挡拖拉机（PST）换挡策略的适应性具有巨大威胁。为了构建动态精准模型和应对负载波动,以提高PST换挡策略的适应性,提出了一种基于数字孪生的自适应换挡策略。一方面,将发动机状态变化视作内部干扰,基于深度确定性策略梯度（DDPG）算法对虚拟PST发动机进行实时校准,结合PST机理模型,实现对PST的实时动态精准建模。另一方面,将牵引阻力波动视作外部干扰,提出基于深度Q网络（DQN）的换挡策略生成方法。在实时动态精准建模和换挡策略自动生成两个机制的协同作用下,实现换挡策略的自适应调整。最后,开展了犁耕工况下的虚拟PST训练仿真及本文方法与模糊自适应方法的车速跟踪对比试验。结果表明,发动机转矩和燃油消耗率跟踪误差均值不超过7.28N·m和1.55g/(kW·h),实现了对物理PST的动态精准建模。在长时间使用之后,发动机和牵引阻力的变化导致模糊自适应方法的换挡点和模糊规则不再完全适用,换挡表现逐渐变差,而本文方法的换挡表现和车速跟踪效果全程良好,其车速跟踪误差均值、燃油消耗率均值和总换挡次数分别为0.0125m/s、229.76g/(kW·h)和42,比模糊自适应方法分别减小0.91%、11.14%、34.38%,验证了本文方法的适应性和优越性。     

拖拉机全动力换挡自动变速器技术应用现状与展望

拖拉机变速器使用性能及其智能化对提高拖拉机机组作业效率和稳定性具有重要意义。目前,先进国家全动力换挡变速器技术十分成熟,而我国还处于理论研究阶段,变速器制造的自动化水平低,轮毂、齿轮的加工精度达不到设计要求;换挡控制策略只处于理论研究阶段,目前动力换挡变速器仍然采用手动控制,CAN总线技术应用水平低,其关键技术亟待自主研发。随着土地流转规模的增加,大型拖拉机的使用会越来越多,国家对农业装备研发投入的增加将促进我国拖拉机全动力换挡技术的开发和应用。     

拖拉机动力换挡变速箱换挡特性研究

以国产某新型动力换挡变速箱为研究对象,分析整体工作原理,使用AMESim建立了动力换挡变速箱液压控制系统和传动系统的模型;按照实际参数对模型参数化,仿真分析了换挡过程中变速箱液压控制系统压力、流量变化,以及输出转速、扭矩变化。结果表明:所建模型验证了该新型动力换挡变速箱设计方案的合理性和稳定性,模型可作为变速箱后期的改进及改进电控单元换挡控制策略的参考。     

重型拖拉机动力换挡变速器电液换挡品质研究

为避免动力换挡拖拉机换挡时的动力中断,减少换挡冲击,以某款自主研发的拖拉机全动力换挡变速器为对象,对重型拖拉机动力换挡变速器（Power shift transmission, PST）换挡品质进行研究。换挡重叠时间和最佳接合压力对于提高换挡品质和实现自动换挡有重要意义。以换挡重叠时间和接合压力为切入点,研究不同的压力控制策略对换挡品质的影响。结果表明,换挡重叠时间为0.3s时,换挡液压冲击最小、滑摩功最少且扭矩损失最少,具有最佳的换挡品质;接合压力在0.40~0.63MPa（滑差455.2~560.0r/min）范围内的输出扭矩相同,滑摩功和换挡液压冲击在换挡接合压力为0.40MPa时有最小值。本研究为进一步实现换挡离合器压力跟踪和精确控制奠定了基础。     

基于OECD规则试验报告的轮式拖拉机牵引性能研究

拖拉机是农机工业的核心,牵引性能是拖拉机的重要性能之一。对OECD规则试验报告牵引性能研究分析,表明：四轮驱动、无配重状态下,85.1%的拖拉机最大牵引力比值大于400N/kW,86.5%的拖拉机最大牵引功率百分比大于75%,最大牵引比油耗平均值为274.59g/kWh;重型拖拉机牵引性能优于大型拖拉机优于中型拖拉机;94.6%的拖拉机最小使用比质量大于44kg/kW,最小使用比质量在50kg/kW-55kg/kW是发挥拖拉机牵引性能最优区间;不同换挡方式影响拖拉机牵引性能,无级变速传动拖拉机最大牵引力比值更大,动力换挡传动拖拉机最大牵引比油耗更低,二者牵引性能均优于机械传动式拖拉机。     

拖拉机变速箱动力换挡技术特点及方式研究

动力换挡技术是先进拖拉机变速箱广泛使用的关键技术,能够有效解决传统变速箱在换挡过程中动力中断的问题,实现拖拉机在牵引农机具换挡过程中行驶速度的稳定性,能够有效保证农机具作业的实际需求,通过对拖拉机动力换挡技术的发展过程及基本原理的介绍,说明了其关键技术的实施及常用解决方案。     

基于多目标遗传算法的404P型拖拉机齿轮系优化

针对404P型拖拉机变速箱齿轮系存在的齿轮总质量大、疲劳强度低、换挡平顺性较差的问题,建立了以变速箱齿轮系总质量最小、疲劳强度最高、换挡平顺性最高为优化目标的齿轮系多目标参数优化数学模型。提出利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化求解。基于Matlab优化工具箱编写程序进行齿轮系参数的优化设计,结果表明,齿轮系总质量优化率差值为187.30%,齿轮系疲劳强度优化率差值为85.27%,齿轮系换挡平顺性优化率差值为9.09%。相比于传统经验设计,进一步提高了404P型丘陵山地拖拉机的变速箱传动性能。     

基于Fluent流场分析的拖拉机齿轮泵结构优化设计

由于工作压力和成本相对较低,齿轮泵被广泛用于农业机械中,包括拖拉机、收割机等机械的液压传动系统中。为了准确地捕捉拖拉机齿轮泵内流场的变化,将Fluent仿真软件引入到了齿轮泵的仿真模拟计算过程中,并采用UDF编程动网格技术对齿轮泵进行动了态数值模拟,分析了齿轮泵在齿轮旋转情况下的内部流场的变化。数值仿真模拟计算结果表明:采用Fluent软件和动网格技术,可以实现拖拉机齿轮泵的动态仿真模拟过程,且采用软件模拟的镜像技术可以有效地降低计算量,提高计算精度,为新型拖拉机齿轮泵的结构优化设计提供了借鉴。     

基于ANSYS的拖拉机传动系统元件优化设计

拖拉机是一种用途非常广泛的农业机械,其传动系统的设计大多停留在传统水平上,阻碍了拖拉机整体性能的提升.ANSYS是一种大型通用有限元分析软件,具有多种接口和良好的兼容性,在产品设计中展现出广阔的应用前景.为此,以东方红轮式拖拉机为平台,由三维UG软件建立传动系统的几何模型,并在几何模型及静态应力测试基础上,基于ANSY...     

基于动态规划的电动拖拉机动力电源能量控制策略研究

针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题,提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配,并以动力电源能耗最低为优化目标,应用动态规划对纯电动拖拉机的动力电源系统进行能量控制策略优化,对动态规划结果以及工况特点进行分析,总结出基于规则的动力电源能量控制策略,利用Matlab/Simulink建模对控制策略进行仿真。结果表明基于动态规划的控制策略能量消耗比基于规则的控制策略能量消耗减少了18%,证明了基于动态规划的能量控制策略在节能降耗方面的有效性。     

基于ANSYS的拖拉机传动装置结构优化研究

以拖拉机传动装置为研究对象,分析主要传动机构中锥齿轮传动副存在的共振的风险.通过对拖拉机传动装置中弧形锥齿轮进行参数设计,并计算其接触应力、啮合频率及回转频率,建立锥齿轮传动副三维模型,并利用ANSYS进行接触应力和模态分析.结果表明:有限元分析所得接触应力与理论计算值相当,模态分析所得固有频率与啮合频率和回转频率相差...     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

基于ADAMS的大功率拖拉机制动性能仿真

利用三维作图软件PRO/E建立了东方红-1604拖拉机制动器的三维模型,并运用机械系统动力学分析软件ADAMS建立了拖拉机整车的虚拟样机模型,根据相关试验标准对其进行了制动性能仿真试验。试验结果表明,该样机模型稳定可靠,可用于大功率拖拉机的虚拟仿真研究,为大功率轮式拖拉机的仿真研究搭建了虚拟试验平台,填补了我国大功率轮式拖拉机制动性能仿真研究的空白。     

基于扭矩平衡的田园拖拉机发动机性能研究

以农业使用拖拉机发动机动力学平衡配重过程为研究对象,通过对发动机运转过程中的旋转动力学过程进行分析,得出发动机曲轴的惯性力矩不平衡关系,并采用配平的方式进行发动机往复力矩、旋转力矩及倾覆力矩的动态平衡配重.采用两种不同平衡配重方式进行发动机扭矩平衡验证,结果表明:与轴承受力配重平衡方式相比,曲拐对称安装平衡配重的方式能...