丘陵山地四轮驱动拖拉机驱动力主动分配系统研究

针对丘陵山地四轮驱动拖拉机在作业时车轮打滑而驱动力不足的状况,对丘陵山地拖拉机传动系统的关键部件行了优化设计。对丘陵山地拖拉机建立了动力学模型,并对丘陵山地拖拉机的轮间驱动力进行分析,提出了提高驱动效率最佳条件;设计了一种新型的驱动力分配装置对轴间驱动力重新进行分配,并对该装置的控制系统进行了设计和仿真。结果表明:该装置能明显改善打滑现象,提高驱动性能。     

四轮驱动拖拉机的前驱动布置设计

对四轮驱动拖拉机的性能特点进行了介绍。着重以FT系列拖拉机为例,阐述了四轮驱动拖拉机的前驱动设计,并介绍了拖拉机整机、主要部件的布置要求及设计参数的选取。     

不同驱动方式对拖拉机振动特性的影响

为探究不同驱动方式对拖拉机振动特性的影响,开展了不同驱动方式、作业条件和前进速度组合下的拖拉机振动田间试验。驱动方式分为前轮参与驱动的四轮驱动和前轮不参与驱动的两轮驱动,作业条件包括拖拉机附带马铃薯挖掘机行走和收获作业,前进速度选取适合马铃薯挖掘机收获作业的3种车速。试验在未收获的马铃薯农田中开展,利用3个单轴向加速度传感器分别测试拖拉机前桥、座椅安装处和后桥的垂直振动加速度,计算并分析拖拉机各测试部位振动加速度均方根值RMS及其频域分布,对比不同驱动方式下拖拉机振动特性的差异。试验结果表明:不同驱动方式对拖拉机振动特性影响明显;相比两轮驱动,拖拉机在四驱时各部位振动水平随车速升高而上升的幅度有所减小,车速越高、牵引负荷越大时,四驱方式对拖拉机附带农机具作业时振动水平的降低作用越显著;但驱动方式对拖拉机在各种作业条件下其前桥、座椅安装处和后桥振动信号的类型和振动能量的频率分布影响不明显。     

基于经济性的温室电动拖拉机驱动设计

文中提出了双电机四轮驱动构型,前牵引电机和后牵引电机采用双电机平均转矩分配策略,从耕犁作业和运输作业两个方面分析了电动机消耗功率和拖拉机传动效率,用ADVISOR搭建电动拖拉机模拟作业的仿真模型,进行了单电机双轮驱动和双电机四轮驱动的耕犁作业和运输作业两组对比仿真,经仿真结果验证,设计的双电机四轮驱动构型节约能耗23%,传动效率在耕犁作业时提高了11%,在运输时提高了10%。     

电动拖拉机双电机耦合驱动系统传动特性研究

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法,建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型,在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略,通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明,两种试验条件下,主、副电机的功率分配比变化范围为1. 07～2. 73,恒定负载试验中,功率分配比为1. 88时系统效率最高,牵引性能试验时,功率分配比为1. 86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配,满足作业负载的同时降低了功率损耗。     

浅谈四轮驱动拖拉机的特点

近年来,四轮驱动拖拉机在农机市场上异军突起,尤其是大功率的四轮驱动拖拉机,大有代替两驱拖拉机和履带式拖拉机的趋势。1四轮驱动拖拉机的结构特点四轮驱动拖拉机可以分为变型和独立型两大类。四轮驱动变型拖拉机由两轮驱动拖拉机变型而来,为了考虑零件的通用性,整机布置没有太大的变化,仍是前轮小后轮大,只是重心位置略向前移,重量分配前轴占40%以上。我国进口的和自行设计生产的四驱拖拉机多属此类,如:纽荷兰TMl65、东方红1204、铁牛654等。独立型四轮驱动拖拉机是指独立的、经重新设计的四轮驱动拖拉机,它的前后驱动轮尺寸一样大,静止…     

变型四轮驱动拖拉机轴功率分配的研究

变型四轮驱动拖拉机轴功率分配的研究黄兴华译朱宏伟校（东北农业大学）１引言挂钩牵引力、滚动阻力及滑转率所需能量的概念及其对农用拖拉机作业效率的影响规律早已被人们所认识。在ＡＳＡＥ资料中介绍的拖拉机牵引力预测图，说明了由于不合适的配重或许是两轮驱动拖拉机...     

纯电动拖拉机电驱动系统设计与试验

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动效率、噪声及可靠性测试。试验结果表明,该电驱动系统传动效率在72%~94%之间,且在1 000 r/min以内低速工况下,能够稳定输出扭矩;在1 000~3 000 r/min之间能稳定输出功率。满足拖拉机耕播工况和运输工况下的特性要求,验证了电驱动系统设计的合理性。     

基于多岛遗传算法的电动拖拉机分布式驱动系统优化设计与试验

针对分布式驱动电动拖拉机（Distributed drive electric tractor,DDET）牵引效率低、系统能量损耗大的问题,提出了一种基于多岛遗传算法（Multi-island genetic algorithm,MIGA）的分布式驱动系统参数优化设计与验证方法。根据犁耕作业工况,建立了拖拉机分布式驱动系统7自由度耦合动力学模型以及轮胎-土壤交互模型,完成了驱动系统关键部件参数设计和匹配选型。提出基于MIGA的前后轮边传动比参数优化策略,将轮边传动比作为决策变量,驱动系统能量损失最小为优化目标,驱动电机功率和转速为约束条件。搭建Matlab/Simulink-NI PXI联合仿真平台验证了参数优化策略的正确性和实时可执行性。结果表明,基于MIGA参数优化后的分布式驱动系统各方面性能得到了有效提升。犁耕循环工况下,拖拉机平均牵引力为10.610N,最大牵引功率为31.25kW;平均效率提升了0.38%,驱动电机能耗降低了7.53%。本研究可为分布式驱动电动拖拉机优化设计和系统控制提供理论基础和验证方法。     

变型四轮驱动拖拉机合理超前率选择的理论分析

本文通过对变型四轮驱动拖拉机超前率的理论分析,建立了轴间刚性连接的变型四轮驱动拖拉机合理超前率选择范围的理论公式,并根据农用拖拉机作业的典型地面条件,得出了变型四轮驱动拖拉机合理超前率选择范围。计算结果为合理的选择变型四轮驱动拖拉机的超前率提供了参考依据。     

四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型建立与试验

针对现有拖拉机牵引性能预测模型未包含前后轮附着差异、载荷转移和前后桥运动不协调等因素对滑转效率和滚动阻力的影响，导致四轮驱动拖拉机的田间牵引性能预测精度较低。为此本文从拖拉机轮胎的驱动特性和载荷特性入手，通过引入轮胎指数、机动指数等特征参数，分别建立了土壤-轮胎驱动模型与包含轴荷转移的前后轮胎载荷模型；在牵引受力分析的基础上，考虑实际前后桥运动不协调性对总体底盘作业的影响，分别建立了整机滚动效率与滑转效率的预测模型，导出了包含轮胎规格、土壤特性、整机前后桥运动不协调特性、传动效率的四轮驱动拖拉机牵引性能预测模型。针对模型多变量、非线性产生的求解难题，基于双维度迭代法设计了预测算法与流程；采用研究的方法开展了实例分析应用；针对预测模型的有效性验证需求，设计并开展了实车田间牵引试验，结果表明：最大牵引力与特征滑转率对应的牵引力的仿真值误差分别为1.41%与1.74%,滚动阻力误差为0.64%,较对照组准确度提升较大，总体误差较小。     

四轮驱动拖拉机牵引效率问题的探讨

对四轮驱动拖拉机的牵引效率计算进行了推导,分析了四轮驱动拖拉机牵引效率的影响因素,讨论了驱动力矩的控制原则及其方法。     

基于田间实测载荷的拖拉机转向驱动桥壳疲劳寿命分析

针对拖拉机作业过程中承载幅值大、随机非对称的特点,综合考虑应力集中、尺寸效应、表面质量和载荷特性等因素对疲劳寿命的影响,从相对应力梯度、疲劳损伤区域和实测载荷应力比3方面对传统应力场强法进行优化,获取修正S-N曲线,结合拖拉机田间作业的实测载荷数据,分析某88 kW拖拉机转向驱动桥壳的疲劳寿命,并与传统应力场强法的预测结果进行对比。结果表明,相比于传统方法的预测结果(31 860 h),优化后的应力场强法的预测结果(25 467 h)更接近实际工作寿命(24 000 h)。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供分析方法。     

丘陵山地姿态调整轮式拖拉机的设计与仿真

针对丘陵山地拖拉机作业环境复杂,对拖拉机的稳定性、通过性和地形适应性要求高的突出问题,设计了一种可进行姿态调平的丘陵山地拖拉机,主要由姿态调整后驱动桥、姿态调整前驱动桥、发动机及电液控制系统组成。姿态调整后,驱动桥设置有可独立回转摆动的轮边减速机构,实现了驱动桥刚性结构柔性调节。姿态调整前驱动桥可围绕拖拉机摇摆轴进行姿态调节。电液控制系统实时监测前、后驱动桥与地面间的坡度夹角变化,自动调节驱动桥的摆动姿态,始终使机身处于水平姿态,提高整机作业稳定性。     

Drawbar Pull Performance of Tractors Based on Italian Type-approval Data (1960–1989)

An analysis of tractor maximum drawbar pull is reported based on Italian type-approval tests for the period 1960–1989. Only for four-wheel drive (4WD) tractors has the vehicle traction ratio (ratio between maximum drawbar pull and gross weight) improved over the years. The 4WD tractors present the highest traction ratio among all of the wheeled tractors and, when used without ballast, have a value which is 3% higher than analogous front-wheel auxiliary drive (FWAD) tractors in the four-wheel drive mode. The FWAD tractors in the four-wheel drive mode and without ballast have a traction ratio which is 28% higher than when they are used in the two-wheel drive mode. The two-wheel drive (2WD) tractors without ballast have a traction ratio which is 8% higher than that of FWAD tractors in the two-wheel drive mode. The ballast does not seem to improve the traction ratio of FWAD and 2WD tractors, even if it increases, as would be expected, the maximum exertable pull. Typical traction ratio values for wheeled tractors on concrete and without ballast are 0·887 for 4WD tractors, 0·860 for FWAD tractors in the four-wheel drive mode, 0·723 for 2WD tractors and 0·672 for FWAD tractors in the two-wheel drive mode. Crawler tractors on level and compact farm-land and without ballast present a mean traction ratio of 0·917.     

农业拖拉机关键技术发展现状与展望

拖拉机作为农业装备的核心,其技术发展水平体现着国家农业机械化程度和农业现代化发展水平。近年来,拖拉机在广泛应用新技术的同时,不断涌现出新结构和新产品,技术含量不断提高,产品性能持续增强。本文分析了当前国内外拖拉机产品的技术发展情况,以及农业拖拉机实现自动化、智能化和信息化的紧迫性和必要性;归纳了拖拉机在发动机排放控制、新能源应用、动力换挡、无级变速、悬浮前桥、驾驶室、电液悬挂、电子控制、总线网络以及整机信息化等关键技术方面的最新研究进展,结合产品应用阐明了各系统相关技术的基本原理和特点;最后,纵观拖拉机技术发展历程,结合我国国情,对农业拖拉机技术的未来发展方向进行了总结和展望,提出在互联网高速发展的时代,云计算、大数据、物联网开始与农机装备制造业相结合,集高效、节能、环保、智能为一体的精准农业系统代表了未来农业生产的新型模式,智能拖拉机作为精准农业系统中的重要节点,其智能感知、智能决策、高效驱动以及远程管控技术将成为技术发展的未来方向。     

电动拖拉机动力电池压载构型设计与参数优化

为改善电动拖拉机动力电池压载效果以提升整机牵引性能,提出了一种位置可调的电池压载框架结构;基于牵引性能预测基本方程,以驱动效率、滑转率和前轴安全压载综合最优为目标建立电池压载参数优化模型,该模型可根据作业条件给出最优电池压载参数;在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了电动拖拉机牵引作业仿真模型,针对负载1~5kN范围内的水平牵引工况,对电池压载参数优化前后的牵引性能进行了仿真对比分析;基于所提出的位置可调电池压载框架结构,搭建了电动拖拉机实验样机,并在室内土槽环境下对压载参数优化模型进行验证。结果表明：在保证前桥安全压载的前提下,所提出的电池压载构型使牵引车速和能量利用率分别提升4.16%和5.66%,有效提升了电动拖拉机的牵引作业性能。     

丘陵山地拖拉机底盘传动及转向系统的设计

针对拖拉机在丘陵山区适应性差，田间地头转向半径大、易损害作物，耗时长和效率低等问题，设计了一种可原地转向的504型丘陵山地拖拉机底盘。整机采用四驱轮式行走系统，前进和后退速度为0～5 km/h，可无级调速。传动系统采用机械式“H”型传动路线，通过纵梁内外双轴的设计将左右两侧的驱动力独立分开。采用离合器式转向分动器，通过转向分动箱内的牙嵌式离合器两两组合，完成底盘不同作业状态的控制，两路动力通过正转+正转、反转+反转、正转+反转和反转+正转4种状态的组合，实现拖拉机的前进、倒退、左右大小半径转向和原地转向。结果表明，整机最大牵引力为10.78 kN，最大及最小总传动比分别为732.50和73.25，前后驱动桥传动轴最高及最低转速分别为31.07和6.21 r/min。底盘的轮距和轴距比值为1，其所受滑移阻力矩与滚动阻力矩之和小于其所受驱动力矩，可在窄小地头实现原地转向，减小拖拉机田间作业的空行程，提高作业效率，有效保护农作物。      

双轮驱动电动拖拉机传动性能研究

提出了双轮驱动电动拖拉机的总体结构方案,从作业受力和牵引效率2个方面分析了电动拖拉机的牵引性能,并进行了传动部件的匹配分析。在此基础上搭建了电动拖拉机传动试验平台,分别进行了牵引性能、带载启动及运输工况等试验。试验结果表明,所设计的电动拖拉机牵引转矩达到1 800 N·m,可满足更大耕深作业。带载启动时,驱动转矩从700 N·m增至1 600 N·m,车速由0增至7 km/h,所用时间约为1.1 s。运输试验运输货物为1 710 kg时,速度达到6.5 km/h。     

拖拉机传动装置的结构优化研究

为进一步提升农用拖拉机的传动性能,同时降低能耗损失,根据拖拉机作业工况特点及用途,在查阅国内外拖拉机传动装置特性研究与整机发展情况的基础上,通过分析我国常用拖拉机的结构组成及传动系统工作原理,将混合动力传动应用于核心传动装置,并对关键部件进行合理布局和计算选型;同时,植入智能控制系统,对变速、转向、步进等各作业状态进行监控与实时调整,达到传动装置工作的可视化目标。其中,CVT应用于连续、平稳更换挡位,实现了传动及时、控制精准性能要求。搭建了试验平台对牵引性能、能耗环保指标及安全性能综合测试,结果表明:各挡位的传动比较优化前数据提升19%左右,拖拉机整体工作效率得到有效提高,可为后续拖拉机其他核心部件优化与改进提供思路和参考。