拖拉机负载增扭/梭行换挡副变速器设计
发布时间：2021-08-07 06:59
动力换挡变速器换挡时动力不中断,且能够将复杂的换挡过程简化为按钮操作,在国外的拖拉机上已得到了广泛应用。为此,设计了一种新型的负载换挡行星齿轮副变速器,增加了原变速箱的挡位数,并实现了增扭负载换挡与梭行换挡。在分析了整体功能要求的基础上,确定了变速器的传动方案及结构,设计了副变速器液压控制系统,并对拖拉机各挡总传动比及理论车速进行了设计计算。同时,绘制了拖拉机牵引力和比油耗曲线,定义拖拉机牵引功率利用率和比油耗损失率用以评价拖拉机动力性和燃油经济性,并通过计算比较了改进前后拖拉机的动力性和燃油经济性情况。
【文章来源】：农机化研究. 2016,38(02)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
变速器的传动路线简图
之间。增扭/梭行副变速器的换挡采用液压控制，根据离合器、制动器的不同接合状态，副变速器具有增扭挡、直接挡、逆行挡及空挡4个挡位。副变速器换挡液压控制系统由动力源、执行机构和控制机构组成，原理图如图2所示。副变速器换挡通过组合控制两个电磁换向阀，实现直接挡、增扭挡、空挡和倒挡操作，前进挡与逆行挡间切换无需分离主离合器。执行元件工作规律如表1所示。图2增扭/梭行副变速器液压控制系统原理图表1副变速器换挡工作规律表挡位C1C2B1B2增扭挡+—+—直接挡++——逆行挡—+—+空挡——++拆除原拖拉机的倒挡机构，将副变速器嵌入到拖拉机主离合器和原变速器之间。改进后的拖拉机传动系统的前进挡位数增加1倍，还获得与改进前机型前进挡位数相同数目的倒挡挡位。合理选择副变速器的传动比，可以使得拖拉机前进作业时具备降速增扭功能，逆行挡速度小于前进挡速度。当拖拉机作业遇到较大载荷时，通过液压控制系统能够带负载切换到增扭挡，避免作业中遇到1．2～1．3倍的突变大载荷;待拖拉机顺利克服短期增大的载荷后，再通过液压控制系统，带负载切换到原工作挡位。当拖拉机在田间调头或场地作业时，驾驶员无需操纵主离合器和手动变速器，只需通过液压换挡控制系统实现空挡、前进和后退挡位的切换，显著提高作业效率［2］。2传动比设计计算2．1增扭/梭行副变速器传动比确定由图1可见:副变速器由2排行星齿轮机构组成，动力输入元件由离合器C1和C2控制。其输出轴的转速及各元件的转速关系［3］为nt1+k1nq1－(1+k1)nj1=0nt2+k2nq2－(1+k2)nj2=0nt1－nt2=0nq1－nj2=0nq1－nout=0(1)根据表1所示的换挡控?
动比之间的合理分配及行星齿轮系的结构限制，最终选定前行星齿轮排k1=1．5，后行星齿轮排k2=4，代入式(3)、(5)、(7)则得到副变速器各挡的传动比。2．2变速器各挡总传动比确定本文以某拖拉机传动系为平台进行改进，该拖拉机的原始参数如表2所示。表2拖拉机原始参数参数名称单位数值后桥总传动比izl20．59后驱动轮动力半径rdmm877．5拖拉机使用质量mkg7470发动机额定转速nebr/min2200发动机额定功率PebkW119发动机最大转矩TmaxN·m640考虑到拖拉机的结构和工艺继承性，仅对变速器的结构进行局部调整，取消原变速器中的倒挡，为保持原机总体尺寸和结构参数基本不变，只对主变速箱的传动比进行重新设计。另外，借鉴国外同功率等级、相同挡位数的拖拉机传动系统，将最高速度提高到稍大于40km/h。根据图1所示的变速器传动原理图，可计算出拖拉机传动系各挡的总传动比i和各挡位的理论车速vl为i=iFiZizlvl=0．377nebrd{/i其中，iF为副变速器的传动比，iZ为原变速器的传动比。改进后各挡理论车速及总传动比如表3所示。表3改进后各挡理论车速及总传动比挡位总传动比增扭直接逆行理论速度/km·h－1增扭直接逆行低挡段Ⅰ386．64309．31463．971．762．201．47Ⅱ257．76206．21309．322．643．302．20Ⅲ189．03151．22226．833．604．503．00Ⅳ144．18115．34173．014．724．903．93中挡段Ⅰ163．90131．12196．684．155．193．46Ⅱ109．2687．41131．126．237．795．19Ⅲ80．1364．1096．158．5010．627．08Ⅳ61．1148．8973．3411．1413．929．28续表3挡位总传动比增扭直接逆行理论速度/km·h－1增扭直接逆行高挡
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法[J]. 邓晓亭,朱思洪,高辉松,张莹. 农业机械学报. 2012(08)
[2]江苏农业适度规模经营的实践与思考[J]. 高峰. 江苏农村经济. 2012(07)
[3]拖拉机液压机械无级变速器设计[J]. 徐立友,周志立,张明柱,李言. 农业机械学报. 2006(07)
本文编号：3327313
【文章来源】：农机化研究. 2016,38(02)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
变速器的传动路线简图
之间。增扭/梭行副变速器的换挡采用液压控制，根据离合器、制动器的不同接合状态，副变速器具有增扭挡、直接挡、逆行挡及空挡4个挡位。副变速器换挡液压控制系统由动力源、执行机构和控制机构组成，原理图如图2所示。副变速器换挡通过组合控制两个电磁换向阀，实现直接挡、增扭挡、空挡和倒挡操作，前进挡与逆行挡间切换无需分离主离合器。执行元件工作规律如表1所示。图2增扭/梭行副变速器液压控制系统原理图表1副变速器换挡工作规律表挡位C1C2B1B2增扭挡+—+—直接挡++——逆行挡—+—+空挡——++拆除原拖拉机的倒挡机构，将副变速器嵌入到拖拉机主离合器和原变速器之间。改进后的拖拉机传动系统的前进挡位数增加1倍，还获得与改进前机型前进挡位数相同数目的倒挡挡位。合理选择副变速器的传动比，可以使得拖拉机前进作业时具备降速增扭功能，逆行挡速度小于前进挡速度。当拖拉机作业遇到较大载荷时，通过液压控制系统能够带负载切换到增扭挡，避免作业中遇到1．2～1．3倍的突变大载荷;待拖拉机顺利克服短期增大的载荷后，再通过液压控制系统，带负载切换到原工作挡位。当拖拉机在田间调头或场地作业时，驾驶员无需操纵主离合器和手动变速器，只需通过液压换挡控制系统实现空挡、前进和后退挡位的切换，显著提高作业效率［2］。2传动比设计计算2．1增扭/梭行副变速器传动比确定由图1可见:副变速器由2排行星齿轮机构组成，动力输入元件由离合器C1和C2控制。其输出轴的转速及各元件的转速关系［3］为nt1+k1nq1－(1+k1)nj1=0nt2+k2nq2－(1+k2)nj2=0nt1－nt2=0nq1－nj2=0nq1－nout=0(1)根据表1所示的换挡控?
动比之间的合理分配及行星齿轮系的结构限制，最终选定前行星齿轮排k1=1．5，后行星齿轮排k2=4，代入式(3)、(5)、(7)则得到副变速器各挡的传动比。2．2变速器各挡总传动比确定本文以某拖拉机传动系为平台进行改进，该拖拉机的原始参数如表2所示。表2拖拉机原始参数参数名称单位数值后桥总传动比izl20．59后驱动轮动力半径rdmm877．5拖拉机使用质量mkg7470发动机额定转速nebr/min2200发动机额定功率PebkW119发动机最大转矩TmaxN·m640考虑到拖拉机的结构和工艺继承性，仅对变速器的结构进行局部调整，取消原变速器中的倒挡，为保持原机总体尺寸和结构参数基本不变，只对主变速箱的传动比进行重新设计。另外，借鉴国外同功率等级、相同挡位数的拖拉机传动系统，将最高速度提高到稍大于40km/h。根据图1所示的变速器传动原理图，可计算出拖拉机传动系各挡的总传动比i和各挡位的理论车速vl为i=iFiZizlvl=0．377nebrd{/i其中，iF为副变速器的传动比，iZ为原变速器的传动比。改进后各挡理论车速及总传动比如表3所示。表3改进后各挡理论车速及总传动比挡位总传动比增扭直接逆行理论速度/km·h－1增扭直接逆行低挡段Ⅰ386．64309．31463．971．762．201．47Ⅱ257．76206．21309．322．643．302．20Ⅲ189．03151．22226．833．604．503．00Ⅳ144．18115．34173．014．724．903．93中挡段Ⅰ163．90131．12196．684．155．193．46Ⅱ109．2687．41131．126．237．795．19Ⅲ80．1364．1096．158．5010．627．08Ⅳ61．1148．8973．3411．1413．929．28续表3挡位总传动比增扭直接逆行理论速度/km·h－1增扭直接逆行高挡
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法[J]. 邓晓亭,朱思洪,高辉松,张莹. 农业机械学报. 2012(08)
[2]江苏农业适度规模经营的实践与思考[J]. 高峰. 江苏农村经济. 2012(07)
[3]拖拉机液压机械无级变速器设计[J]. 徐立友,周志立,张明柱,李言. 农业机械学报. 2006(07)
本文编号：3327313
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