拖拉机负载换挡变速箱性能的研究

发布时间：2020-04-13 09:05

【摘要】：拖拉机是最重要的农业机械,可以与悬挂的、牵引的或附装的农机具组成作业机组,完成各种田间作业和道路运输作业。电控负载换挡变速箱(Electrically Controlled Powershift Transmission)将电液控制技术应用于拖拉机变速箱,使其能够带负载进行档位切换,换挡过程中拖拉机功率不中断,提高作业效率,减轻了驾驶员的劳动强度,在大功率拖拉机上表现出了良好的应用前景。本文以十一五国家科技支撑项目“经济型农林动力机械研究与开发”中子项3“大马力拖拉机研究与开发”正在开发的东方红200马力轮式拖拉机为基础,进行负载换挡及负载换向变速箱动力传递方案研究并进行换挡控制系统设计,使用专业软件进行整机建模、开展性能评价指标和方法的仿真研究并进行相关试验,最终完成整个电控负载换挡变速箱的研究开发。主要研究内容如下： 1、论述了拖拉机电控负载换挡变速箱的结构及工作原理,通过对目前国际上同功率机型负载换挡变速箱结构布置方案的对比分析,基于中国一拖的加工制造能力,提出适宜的传动方案,并进行相应的方案设计,开发结构合理、工艺简单的负载换挡离合器及负载换向离合器单元、强度足够的齿轮和轴系统,使变速箱能够构成40个前进挡及40个倒退挡,速度范围0.3-50公里／小时。 2、通过对比国外三种拖拉机负载换挡变速箱液压与润滑系统原理,确定了液压控制与润滑系统方案,开发了具有四级溢流阀的集成式液压控制系统,使其能够根据变速箱内零部件的重要度分配润滑流量。并对所需的润滑流量分析计算,最后设定试验方案进行了润滑流量分配试验,确认流量分配结果。 3、研究东方红200马力负载换挡拖拉机的电控系统架构,确定单对离合器及双对离合器的换挡控制原理,基于AUTOSAR基础软件开发了TCU硬件。随后确定应用软件的功能及控制架构并利用Dymola软件建立了发动机、负载换挡传动系、拖拉机阻力系统等子模块模型,最终建立整车模型。最后利用Matlab/Simulink及Targetlink控制模块进行了仿真,对各功能进行了验证。 4、选定试验方案,利用相关试验设施对电控负载换挡变速箱及其核心部件(湿式多片离合器等)进行试验研究,对前述控制模型进行验证及程序标定,建立电控负载换挡变速箱试验体系并完善相关试验方法。
【图文】：

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David Brown公司向公众介绍了它的4挡负载换挡变速箱“Hydra Shift” [29]。1984年，，Hatagri公司提出了其90系列拖拉机，其中160-90DT机型配装了 4挡负载换挡装置。1997年，Case-IH公司推出了其Maxxum MX系列拖拉机，功率范围110-150马力，采用了 4档负载换挡[3G]，采用定轴式平面布置，其传动简图见图1-4。ZF公司的T7000系列传动系包括7100、7200及7300共3个系列产品，功率覆盖105?260马力，变速箱包括4个负载换挡，共24个前进

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13 16.9 1.20 XXX X14 23.6 1.40 XXX X15 29.2 1.24 X X X X 全负载换挡变速箱多用功率大于180马力的大功率拖拉机上。如美国John Deere公司的8000系列及9000T系列，Caterpillar公司的Callenger65系列，Newholland公司的TM190系列及Case公司的Puma系列，Buhler公司的Versatile系列等[42_[44】[45][46]。由于其制造成本高，难度大，档位数很少超过20个。如图1-7为NewhollandTM190全负载换挡传动系结构图，共18个前进挡6
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S219

【参考文献】