拖拉机静液压无级变速传动系统的匹配与控制研究
发布时间：2021-11-11 07:38
静液压无级变速传动系统具有变速范围宽、低速稳定性好、换档冲击小等优点,应用到中小型拖拉机上能够使拖拉机适应不同作业工况和作业环境的需要,进而提高作业质量,并且能够降低驾驶员的劳动强度,从而提高其工作效率。研究拖拉机静液压传动系统的匹配与控制策略,对于提高静液压传动拖拉机的工作性能和使用经济性能,有着重要的现实意义。根据静液压无级变速器的传动原理,对静液压无级变速器的传动特性包括速比特性、转矩比特性、功率比特性以及效率特性进行了理论分析。根据静液压无级变速器中变量泵和定量马达机械效率和容积效率的经验公式,研究了静液压无级变速器的输入转速、排量比和系统压力等主要参数对其效率的影响。根据拖拉机静液压传动系统的传动特性以及结构特点,建立了拖拉机静液压传动系统各部分的动力学模型,包括发动机模型、静液压无级变速器模型、最终传动和中央传动模型、拖拉机行走机构模型和负载模型。在MATLAB/SIMULINK中利用SIMSCAPE工具箱搭建了整机的仿真模型,仿真分析了拖拉机在犁耕工况下的动态特性。论文提出了拖拉机静液压传动系统最佳经济性匹配的评价指标,分析了拖拉机经济性的影响因素。以拖拉机整机的最佳经济...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静液压无级变速器HST的原理图
江苏大学硕士学位论文15第三章拖拉机静液压传动系统的建模与仿真随着计算机仿真技术的发展，拖拉机传动系统采用仿真软件建立系统的数学模型来分析系统的动态特性，成为一种简单高效的方法[42]。对拖拉机传动系统进行建模仿真分析，有助于系统元件的选型以及控制系统的设计，有利于及时发现系统中的各种问题，进而对系统性能进行优化，缩短了产品的开发周期，达到了降低研发成本的目的。为了对拖拉机静液压传动系统进行优化匹配并制定良好的控制策略，必须建立静液压传动系统中各关键部件及整个系统的动力学模型。本章应用SIMULINK/SIMSCAPE工具箱对拖拉机静液压传动系统进行建模，并对拖拉机静液压传动系统的动态特性和整车性能进行了仿真。3.1拖拉机静液压传动系统的组成拖拉机静液压传动系统的组成如图3.1所示，主要的组成包括：发动机、静液压无级变速器HST、机械变速箱、中央传动、最终传动以及驱动轮行走机构，是一种将液压功率流与机械功率流串联的传动系统。另外，拖拉机经常悬挂农机具进行田间作业，农机具工作时会对拖拉机产生牵引阻力，该牵引阻力是影响拖拉机传动性能的主要影响因素，因此在拖拉机静液压传动系统中把农机具作为牵引负载包括在内。其中，静液压无级变速器HST是拖拉静液压传动系统的核心部件，它改变了发动机的动力供应特性，扩大了拖拉机作业时的行驶速度以及有效牵引力的适用范围，保证了拖拉机的作业性能。图3.1拖拉机静液压传动系统示意图Fig.3.1Schematicdiagramoftractorhydrostatictransmissionsystem在拖拉机静液压传动系统中，前置静液压无级变速器HST是一种典型的容积调速传动装置，它是通过变量泵和定量马达之间的流量耦合来实现动力的传递，通过调节变量泵的
转矩可以表示为[43-44]： eed e eM M J C （3.2） 式中：edM 为发动机动态输出转矩，N m；J 为等效转动惯量，kg m2；e 为发动机角速度，rad/s； C 为等效粘性阻尼，N m s/rad。 3.2.2 发动机燃油消耗率数学模型 根据发动机台架试验得到在任意转矩及转速工况下发动机的燃油消耗率的相关数据，绘制出发动机的燃油消耗率与转速、转矩关系的特性曲线如图 3.3 所示。
本文编号：3488460
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静液压无级变速器HST的原理图
江苏大学硕士学位论文15第三章拖拉机静液压传动系统的建模与仿真随着计算机仿真技术的发展，拖拉机传动系统采用仿真软件建立系统的数学模型来分析系统的动态特性，成为一种简单高效的方法[42]。对拖拉机传动系统进行建模仿真分析，有助于系统元件的选型以及控制系统的设计，有利于及时发现系统中的各种问题，进而对系统性能进行优化，缩短了产品的开发周期，达到了降低研发成本的目的。为了对拖拉机静液压传动系统进行优化匹配并制定良好的控制策略，必须建立静液压传动系统中各关键部件及整个系统的动力学模型。本章应用SIMULINK/SIMSCAPE工具箱对拖拉机静液压传动系统进行建模，并对拖拉机静液压传动系统的动态特性和整车性能进行了仿真。3.1拖拉机静液压传动系统的组成拖拉机静液压传动系统的组成如图3.1所示，主要的组成包括：发动机、静液压无级变速器HST、机械变速箱、中央传动、最终传动以及驱动轮行走机构，是一种将液压功率流与机械功率流串联的传动系统。另外，拖拉机经常悬挂农机具进行田间作业，农机具工作时会对拖拉机产生牵引阻力，该牵引阻力是影响拖拉机传动性能的主要影响因素，因此在拖拉机静液压传动系统中把农机具作为牵引负载包括在内。其中，静液压无级变速器HST是拖拉静液压传动系统的核心部件，它改变了发动机的动力供应特性，扩大了拖拉机作业时的行驶速度以及有效牵引力的适用范围，保证了拖拉机的作业性能。图3.1拖拉机静液压传动系统示意图Fig.3.1Schematicdiagramoftractorhydrostatictransmissionsystem在拖拉机静液压传动系统中，前置静液压无级变速器HST是一种典型的容积调速传动装置，它是通过变量泵和定量马达之间的流量耦合来实现动力的传递，通过调节变量泵的
转矩可以表示为[43-44]： eed e eM M J C （3.2） 式中：edM 为发动机动态输出转矩，N m；J 为等效转动惯量，kg m2；e 为发动机角速度，rad/s； C 为等效粘性阻尼，N m s/rad。 3.2.2 发动机燃油消耗率数学模型 根据发动机台架试验得到在任意转矩及转速工况下发动机的燃油消耗率的相关数据，绘制出发动机的燃油消耗率与转速、转矩关系的特性曲线如图 3.3 所示。
本文编号：3488460
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