拖拉機(jī)動力換擋變速器（PST-power-shifting transmission）是農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化研究的重要方向之一,其原理為控制濕式離合器切換以實現(xiàn)動力換擋�？梢杂行Ы档婉{駛員操作復(fù)雜性,減輕駕駛員負(fù)擔(dān)。變速器開發(fā)過程中主要問題為換擋過程控制策略,是近年農(nóng)業(yè)機(jī)械熱點(diǎn)研究方向。本文以東方紅某部分動力換擋變速器為研究對象,首先分析PST原理及傳動特性,對拖拉機(jī)傳動系統(tǒng)建模分析;其次,完成動力換擋、換向控制策略的制定,最后建立換擋品質(zhì)優(yōu)化方法。主要工作如下:（1）介紹了PST換擋換向原理,分析了PST傳動特性;建立了拖拉機(jī)傳動系統(tǒng)的主要部件的動力學(xué)模型。根據(jù)臺架試驗數(shù)據(jù),確定了發(fā)動機(jī)數(shù)值模型;根據(jù)濕式離合器各工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩傳遞特性,建立了離合器動力學(xué)模型。最后,考慮到土壤阻力的復(fù)雜性,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及經(jīng)驗值,建立了拖拉機(jī)作業(yè)工況、運(yùn)輸工況下的阻力模型。（2）將動力換擋分為單對離合器切換換擋與兩對離合器切換換擋。首先,針對單對離合器切換換擋過程,深入分析了離合器切換之間轉(zhuǎn)矩傳遞動力學(xué)方程,將換擋過程劃分為五個階段,搭建了換擋過程Matlab/simulink仿真平臺。設(shè)計了轉(zhuǎn)矩相與慣性相離... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

近年農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼Figure1.1AgriculturalMachineryPurchaseSubsidyinRecentYears

1緒論3類變速器，如意大利NewHolland公司的L系列、法國雷諾公司的Ares系列等[9]。我國目前同樣有大量此類手動擋變速器拖拉機(jī)，如東方紅LF80/90系列、SH804[10]等。但手動變速器換擋時需采用離合器切斷動力源，操作復(fù)雜，同時隨著電液控制技術(shù)的發(fā)展與自動變速器在汽車上的大量應(yīng)用，操作簡便的自動換擋變速器在拖拉機(jī)上應(yīng)用也日益普遍。1.2.2動力換擋變速器PST即換擋過程中動力不中斷的自動變速器，可以分為部分動力換擋與全動力換擋變速器。部分動力換擋變速器中有部分擋位可實現(xiàn)動力換擋，通常采用PST之后串聯(lián)手動有級變速器或電控機(jī)械自動變速器。全動力換擋是指全部擋位均可實現(xiàn)動力換擋過程。全動力換擋變速器可以更好的進(jìn)行換擋控制策略的執(zhí)行，從而相比于部分動力換擋變速器有個更好的燃油經(jīng)濟(jì)性，但是其成本更高，并且拖拉機(jī)作業(yè)時，生產(chǎn)率也沒有明顯提升。受限于成本、尺寸等因素，全動力換擋變速器擋位數(shù)相較于部分動力換擋變速器也有所較少，其覆蓋速度段也有所減少。①部分動力換擋變速器各大生產(chǎn)廠家為了覆蓋作業(yè)速度段，采用多擋位同時降低成本，推出了以動力換擋和同步器換擋相結(jié)合的部分動力換擋，根據(jù)拖拉機(jī)作業(yè)工況需求劃分不同速度區(qū)段，區(qū)段內(nèi)采用動力換擋，區(qū)段之間采用同步器換擋[11]。1989年美國Case公司推出的Maxxum系列首先采用了部分動力換擋變速器，采用4區(qū)段、每區(qū)段中4個動力換擋擋位的4×4結(jié)構(gòu)，此后各個拖拉機(jī)公司依次推出此類產(chǎn)品[12]。如NewHolland公司的T7系列，意大利ARGO公司的TX4A系列（如圖1.2所示）等。圖1.2ARGO公司TX4A結(jié)構(gòu)簡圖Figure1.2ARGOTX4Astructurediagram

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文4為了進(jìn)一步減少操作步驟以及變速器成本的降低，部分廠商采用動力換擋變速器和電控機(jī)械自動變速器結(jié)合的部分動力換擋變速器。如東方紅LF1504/2204系列，LF2204采用8擋動力換擋配備4區(qū)段機(jī)械自動變速器形成32F+24R擋位分布。②全動力換擋變速器全動力換擋因為其較高的成本，一般應(yīng)用于功率大于180馬力的拖拉機(jī)。國外企業(yè)主要在90年代開始在大馬力拖拉機(jī)上大規(guī)模應(yīng)用，主要代表為NewHolland公司的Powercommand全動力換擋變速器。該變速器共有18個前進(jìn)擋，分三個速度區(qū)段，每個區(qū)段共有6個擋位，且有6個倒退擋[13]，主體結(jié)構(gòu)如圖1.3所示。圖1.3Powercommand變速器布置圖Figure1.3Powercommandtransmissionlayout1.2.3液壓機(jī)械變速器液壓機(jī)械變速器是將液力裝置與機(jī)械裝置相結(jié)合，將機(jī)械傳動效率高與液力機(jī)構(gòu)可以無級變速且調(diào)速范圍大，還可緩沖減震等優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合的一種裝置。在拖拉機(jī)上應(yīng)用最多的為靜液壓功率分流無級變速器(HPCVT)，此變速器將靜液壓裝置與機(jī)械裝置相結(jié)合，具有傳動比大范圍無級調(diào)速，又通過分流結(jié)構(gòu)提高變速器效率，還可通過液壓裝置緩沖減震等優(yōu)點(diǎn)[14]。國外自90年代開始量產(chǎn)此結(jié)構(gòu)變速器，并得到了快速發(fā)展，代表結(jié)構(gòu)有JohnDeere公司的AutoPower結(jié)構(gòu)（如圖1.4所示）、瑞典斯太爾公司的S-Matic結(jié)構(gòu)（如圖1.5所示）[15]。而我國目前并沒有在此方向展開深入研究，尚無量產(chǎn)拖拉機(jī)，市場上此類拖拉機(jī)均為進(jìn)口產(chǎn)品。

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