拖拉机液压机械无级变速箱的特性、控制与故障诊断研究
发布时间：2020-12-18 20:58
拖拉机作业工况复杂,需从事犁耕、播种、道路运输等多种作业形式,为了适应各种工况下的负载和行驶速度要求,拖拉机变速箱往往需要设置较多的工作档位,从而使得变速箱结构复杂,操作不便,且经济性难以保证,为了解决这一问题,最为有效的方法即实现拖拉机的无级调速。作为世界上首次成功应用到拖拉机上的无级传动方案,液压机械无级传动融合了机械与液压两种传动形式的优点,不仅传动效率高,而且传递功率大、抗动载冲击能力强,通过多区段设计,可实现大速比范围的变速箱无级调速。我国对该技术的研究起步较晚,加之技术封锁,我国至今未能在国产拖拉机上使用这一技术。为此,在农业部948项目“大型拖拉机全自动换档变速箱的引进与研发”资助下（项目编号：2010-Z18）,本课题自行设计液压机械无级变速箱一台,该变速箱匹配发动机功率132.5 kW,是国内首次针对轮式拖拉机设计的液压机械无级变速箱。针对第一台试验样机,本论文对其进行了广泛的理论和试验研究,主要研究工作及取得成果如下：（1）搭建了该液压机械无级变速箱的试验台架,进行了相关设备的标定工作,同时基于单片机、Matlab GUI与Labview完成了测控系统的硬件设计及软...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：246 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１具有４０个档位的福田雷巧Ｐ２化４－Ｎ拖拉机Ｗ??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｒａｃｔｏｒ?Ｐ２６５４－Ｎ?ｍａｄｅ?ｂｙ?Ｌｏｖｏｌ?Ｌｔｄ．?Ｗｉ化?４０?ｇｅａｒｓ?脚??
另一种较为典型的机械式无级调速方案即金属带（链）传动。根据ＳａｕｅｒｔＷ、程乃±??等人的研究，金属带（链）具有较髙的传动效率，是一种较为理想的无级传动方案。??例如，图１－３所示为Ｌｏｇｏｓ?Ｊ．Ｎ．ＵＵＳｌ在１９８９年提及的一种金属链式无级调速系统，在??该系统中，发动机功率一部分用于驱动农机具作业，另一部分则通过金属链式无级变??速箱进入行走系统，用于后驱或四轮驱动。不可否认的是，该类传动所传递功率与调??速范围均较为有限，尤其是在重载起步时，金属链传动无法承受较大的负载功率，造??成起步困难，从而限制了其在大功率拖拉机中的应用，为了改变这一格局，Ｋｒｅｓｓ?Ｊ．ＨＵ９３??早在１９６２年便给出了一种功率分流式金属链无级传动方案，并申请了专利，如图１－４??所示。??胞ｆ滩逸装?行走ｍｏ选装??Ｃ?＇￣１＿??色！Ｔ￣?ｔ！＾?，?选装５４扣１０００／７５０／１５００咖ｎ??＾ＰＬｎ?Ｍｎｉ?￣￣??八?ＩＩＩ＂‘；ｉｉｉｉｉｉｉＩ＇ｔ｜｜’｜｜｜．．｜｜｜．｜．，巾亂學￣??＾?－?Ｐ?四。４?！配５４０／１０孤＂ｍｉｎ?’??诵料則Ｉ！缸度装?．??逸装＾?Ｕ＾５＞—??４轮驱动。??ｒ标配??图１－３?Ｌｏｇｏｓ提出的一种金属链式无级传动方案ｔｎ’Ｗ??Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｈａｉｎ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｌｏｇｏｓ［ｉ７’＂］??图１－４所示方案与液压机械无级传动非常类似
Ｆｉｇ．１－４?Ｔｈｅ?ｃｈａｉｎ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｋｒｅｓｓ［ｉ３’ｉ９］??近年来，一些新的无级传动系统被提出，如首尔大学Ｊｕｎｇｙｕｎ?Ｋｉｍ等ＰＳｌ人于２００２??年设计了一种球面无级调速方案，如图１－５所示。该方案由输入输出盘、控制盘与传??动球Ｈ部分构成，动力源输出功率通过摩擦力在Ｈ者之间进行传递。通过改变控制盘??相对于传动球的接触位置，Ｗ此改变传动球的旋转轴线，进而改变输入输出盘之间的??传动比实现无级调速。然而，该方案所传递的转矩较为有限，有望应用于移动机器人、??小型加工中也等场合，在将来是否能够应用于道路车辆甚至于拖拉机中还有待进一步??探索。??＾＾面旋转轴Ｉ胃输入盘??输出盘?巧＼＼?输出盒??拜ｎ＇、＼ｐＫ警??４?、、、本常）ＪＴｊ??器速魚??图１－５?Ｋｉｍ提出的一种球面无级传动方案Ｐ２１??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｋｉｍ脚??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]拖拉机液压机械无级变速箱换段控制优化与试验[J]. 王光明,朱思洪,史立新,陶海龙,阮文盛. 农业工程学报. 2013(18)
[2]拖拉机液压机械无级变速箱效率特性的仿真与试验[J]. 王光明,朱思洪,史立新,倪向东,阮文盛,欧阳大业. 农业工程学报. 2013(15)
[3]拖拉机液压机械无级变速器速比匹配设计与实验[J]. 倪向东,朱思洪,欧阳大业,常亚磊,王光明,阮文盛. 农业机械学报. 2013(04)
[4]拖拉机液压机械无级变速器的速比控制[J]. 王光明,朱思洪,王胜红,史立新,倪向东,欧阳大业. 农业工程学报. 2013(07)
[5]改善湿式双离合自动变速器换挡品质方法研究[J]. 迟宝山,华玉龙,孙伟,马瑾. 机械传动. 2013(01)
[6]离心泵变压供水系统控制模型辨识的试验研究[J]. 汤跃,张新鹏,黄志攀,成军. 农业工程学报. 2012(07)
[7]基于神经网络的风力辅助提水系统自适应PID解耦控制[J]. 杜福银. 农业工程学报. 2012(04)
[8]无级变速器轴向压力加压模型的研究[J]. 张君,廖林清,李亚娟,谢明. 机械设计. 2011(12)
[9]等差式液压机械无级变速器的速比控制理论与试验研究[J]. 魏超,苑士华,胡纪滨,宋卫群. 机械工程学报. 2011(16)
[10]大马力拖拉机发展现状研究[J]. 毛鹏军,高文杰,李水良,胡春燕. 农业装备与车辆工程. 2011(07)
博士论文
[1]混合动力拖拉机动力特性的研究[D]. 邓晓亭.南京农业大学 2012
[2]电动拖拉机驱动系统研究[D]. 高辉松.南京农业大学 2008
[3]拖拉机液压机械无级变速传动系统控制策略研究[D]. 张迎军.武汉理工大学 2007
[4]拖拉机液压机械无级变速器特性研究[D]. 徐立友.西安理工大学 2007
[5]拖拉机多段液压机械无级变速器控制策略研究[D]. 张明柱.西安理工大学 2007
[6]轿车无级变速器综合模糊控制研究[D]. 周美兰.哈尔滨理工大学 2006
[7]金属带式无级变速传动器智能控制技术研究[D]. 付铁军.吉林大学 2004
硕士论文
[1]非道路车辆液压机械无级变速器换档过程动态特性研究[D]. 常亚磊.南京农业大学 2012
[2]非道路车辆液压机械无级变速器设计及变量泵控制性能研究[D]. 史俊龙.南京农业大学 2012
[3]液压机械无级变速器的段内控制策略研究[D]. 田翠云.吉林大学 2011
[4]液压机械无级变速平稳换段及控制策略研究[D]. 张新生.吉林大学 2011
[5]液力变矩器理论设计方法的研究[D]. 朱建华.重庆大学 2008
本文编号：2924601
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：246 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１具有４０个档位的福田雷巧Ｐ２化４－Ｎ拖拉机Ｗ??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｔｒａｃｔｏｒ?Ｐ２６５４－Ｎ?ｍａｄｅ?ｂｙ?Ｌｏｖｏｌ?Ｌｔｄ．?Ｗｉ化?４０?ｇｅａｒｓ?脚??
另一种较为典型的机械式无级调速方案即金属带（链）传动。根据ＳａｕｅｒｔＷ、程乃±??等人的研究，金属带（链）具有较髙的传动效率，是一种较为理想的无级传动方案。??例如，图１－３所示为Ｌｏｇｏｓ?Ｊ．Ｎ．ＵＵＳｌ在１９８９年提及的一种金属链式无级调速系统，在??该系统中，发动机功率一部分用于驱动农机具作业，另一部分则通过金属链式无级变??速箱进入行走系统，用于后驱或四轮驱动。不可否认的是，该类传动所传递功率与调??速范围均较为有限，尤其是在重载起步时，金属链传动无法承受较大的负载功率，造??成起步困难，从而限制了其在大功率拖拉机中的应用，为了改变这一格局，Ｋｒｅｓｓ?Ｊ．ＨＵ９３??早在１９６２年便给出了一种功率分流式金属链无级传动方案，并申请了专利，如图１－４??所示。??胞ｆ滩逸装?行走ｍｏ选装??Ｃ?＇￣１＿??色！Ｔ￣?ｔ！＾?，?选装５４扣１０００／７５０／１５００咖ｎ??＾ＰＬｎ?Ｍｎｉ?￣￣??八?ＩＩＩ＂‘；ｉｉｉｉｉｉｉＩ＇ｔ｜｜’｜｜｜．．｜｜｜．｜．，巾亂學￣??＾?－?Ｐ?四。４?！配５４０／１０孤＂ｍｉｎ?’??诵料則Ｉ！缸度装?．??逸装＾?Ｕ＾５＞—??４轮驱动。??ｒ标配??图１－３?Ｌｏｇｏｓ提出的一种金属链式无级传动方案ｔｎ’Ｗ??Ｆｉｇ．１－３?Ｔｈｅ?ｃｈａｉｎ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｌｏｇｏｓ［ｉ７’＂］??图１－４所示方案与液压机械无级传动非常类似
Ｆｉｇ．１－４?Ｔｈｅ?ｃｈａｉｎ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｋｒｅｓｓ［ｉ３’ｉ９］??近年来，一些新的无级传动系统被提出，如首尔大学Ｊｕｎｇｙｕｎ?Ｋｉｍ等ＰＳｌ人于２００２??年设计了一种球面无级调速方案，如图１－５所示。该方案由输入输出盘、控制盘与传??动球Ｈ部分构成，动力源输出功率通过摩擦力在Ｈ者之间进行传递。通过改变控制盘??相对于传动球的接触位置，Ｗ此改变传动球的旋转轴线，进而改变输入输出盘之间的??传动比实现无级调速。然而，该方案所传递的转矩较为有限，有望应用于移动机器人、??小型加工中也等场合，在将来是否能够应用于道路车辆甚至于拖拉机中还有待进一步??探索。??＾＾面旋转轴Ｉ胃输入盘??输出盘?巧＼＼?输出盒??拜ｎ＇、＼ｐＫ警??４?、、、本常）ＪＴｊ??器速魚??图１－５?Ｋｉｍ提出的一种球面无级传动方案Ｐ２１??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｈｅ?ｓｐｈｅｒｉｃａｌ?ＣＶＴ?ｓｙｓｔｅｍ?ｐｒｏｐｏｓｅｄ?ｂｙ?Ｋｉｍ脚??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]拖拉机液压机械无级变速箱换段控制优化与试验[J]. 王光明,朱思洪,史立新,陶海龙,阮文盛. 农业工程学报. 2013(18)
[2]拖拉机液压机械无级变速箱效率特性的仿真与试验[J]. 王光明,朱思洪,史立新,倪向东,阮文盛,欧阳大业. 农业工程学报. 2013(15)
[3]拖拉机液压机械无级变速器速比匹配设计与实验[J]. 倪向东,朱思洪,欧阳大业,常亚磊,王光明,阮文盛. 农业机械学报. 2013(04)
[4]拖拉机液压机械无级变速器的速比控制[J]. 王光明,朱思洪,王胜红,史立新,倪向东,欧阳大业. 农业工程学报. 2013(07)
[5]改善湿式双离合自动变速器换挡品质方法研究[J]. 迟宝山,华玉龙,孙伟,马瑾. 机械传动. 2013(01)
[6]离心泵变压供水系统控制模型辨识的试验研究[J]. 汤跃,张新鹏,黄志攀,成军. 农业工程学报. 2012(07)
[7]基于神经网络的风力辅助提水系统自适应PID解耦控制[J]. 杜福银. 农业工程学报. 2012(04)
[8]无级变速器轴向压力加压模型的研究[J]. 张君,廖林清,李亚娟,谢明. 机械设计. 2011(12)
[9]等差式液压机械无级变速器的速比控制理论与试验研究[J]. 魏超,苑士华,胡纪滨,宋卫群. 机械工程学报. 2011(16)
[10]大马力拖拉机发展现状研究[J]. 毛鹏军,高文杰,李水良,胡春燕. 农业装备与车辆工程. 2011(07)
博士论文
[1]混合动力拖拉机动力特性的研究[D]. 邓晓亭.南京农业大学 2012
[2]电动拖拉机驱动系统研究[D]. 高辉松.南京农业大学 2008
[3]拖拉机液压机械无级变速传动系统控制策略研究[D]. 张迎军.武汉理工大学 2007
[4]拖拉机液压机械无级变速器特性研究[D]. 徐立友.西安理工大学 2007
[5]拖拉机多段液压机械无级变速器控制策略研究[D]. 张明柱.西安理工大学 2007
[6]轿车无级变速器综合模糊控制研究[D]. 周美兰.哈尔滨理工大学 2006
[7]金属带式无级变速传动器智能控制技术研究[D]. 付铁军.吉林大学 2004
硕士论文
[1]非道路车辆液压机械无级变速器换档过程动态特性研究[D]. 常亚磊.南京农业大学 2012
[2]非道路车辆液压机械无级变速器设计及变量泵控制性能研究[D]. 史俊龙.南京农业大学 2012
[3]液压机械无级变速器的段内控制策略研究[D]. 田翠云.吉林大学 2011
[4]液压机械无级变速平稳换段及控制策略研究[D]. 张新生.吉林大学 2011
[5]液力变矩器理论设计方法的研究[D]. 朱建华.重庆大学 2008
本文编号：2924601
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