在全球化石能源逐漸匱乏和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,電動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械由于其能量來(lái)源多樣化、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)化、低噪聲、無(wú)污染等特點(diǎn)而逐漸發(fā)展起來(lái)。本文選題基于重慶市科委的“小型輕便田間轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目和某企業(yè)的“純電動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)自適應(yīng)變速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)”項(xiàng)目,設(shè)計(jì)了一款適用于丘陵山區(qū)果園運(yùn)輸?shù)男⌒图冸妱?dòng)履帶式田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)(簡(jiǎn)稱(chēng)“田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)”)。按照設(shè)計(jì)方案,這款田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)是純電動(dòng)型運(yùn)輸車(chē)輛。純電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)等部件。與傳統(tǒng)柴、汽油車(chē)相比,純電動(dòng)方案在續(xù)航里程上具有劣勢(shì),這個(gè)問(wèn)題一方面與動(dòng)力電池組的容量、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能等相關(guān),另一方面與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)匹配設(shè)計(jì)是否合理也密切相關(guān)。本文針對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)展參數(shù)匹配設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究。論文在分析丘陵山區(qū)果園運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀、電動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械研究進(jìn)展、電動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配優(yōu)化研究方法和現(xiàn)狀等的基礎(chǔ)上,確定了論文研究的技術(shù)路線(xiàn)。根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)要求,結(jié)合對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有果園運(yùn)輸機(jī)械的考察情況,綜合考慮用戶(hù)的需求,以及相關(guān)配套作業(yè)工具的尺寸規(guī)格,完成了對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的基礎(chǔ)參數(shù)和結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì);在此基礎(chǔ)上對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)進(jìn)行了整車(chē)動(dòng)力學(xué)分析和性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義;在動(dòng)力學(xué)分析中針對(duì)履帶式行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了整車(chē)運(yùn)行效率分析。然后,根據(jù)基礎(chǔ)參數(shù)和定義的性能指標(biāo)初步完成了對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的理論匹配,以及電機(jī)、電池的選型和傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用Cruise軟件搭建了整車(chē)仿真建模,并進(jìn)行了樣車(chē)試制和試驗(yàn)測(cè)試,對(duì)比仿真與樣車(chē)實(shí)測(cè)結(jié)果,可以看出樣車(chē)各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果偏差較小,最高速度偏差在0.4~1.5%之間,功率偏差在7.9~9.2%之間。分析得出3點(diǎn)結(jié)論:1)使用Flange模塊和Function模塊結(jié)合輪胎模塊模擬履帶式行走機(jī)構(gòu)的方案可行;2)所建立的整車(chē)模型可信;3)初步匹配方案滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。同時(shí),為了使得所建模型更準(zhǔn)確更具有實(shí)際意義,利用樣車(chē)測(cè)試結(jié)果,進(jìn)一步修正了模型。最后,針對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)在使用過(guò)程中,載重量和道路情況變化較大的實(shí)際,為了獲得更好的整車(chē)動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性能,同時(shí)降低載重量變化對(duì)整車(chē)輸出性能產(chǎn)生的影響,本文采用田口魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部分參數(shù),根據(jù)田口正交試驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測(cè)最優(yōu)參數(shù)組合,并對(duì)其進(jìn)行仿真分析,對(duì)比初步匹配方案的結(jié)果,最高車(chē)速下降6.5%,在三種載荷狀態(tài)下的百公里能耗分別比原方案下降了5.63%、5.86%、6.05%;在總體性能目標(biāo)均值方面,比原方案提高了3.30%;在輸出SN比方面,更是比原方案有了較大的提高。對(duì)比初步匹配方案的結(jié)果,說(shuō)明了優(yōu)化方案是有效的、可行的。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S229.1
【部分圖文】：

2）理論匹配設(shè)計(jì)與選型。綜合考慮田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的工作需求完成對(duì)整車(chē)基礎(chǔ)參數(shù)、結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計(jì)和性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的規(guī)劃選擇，對(duì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的動(dòng)力學(xué)以及運(yùn)行效率進(jìn)行理論分析；根據(jù)性能參數(shù)和動(dòng)力學(xué)分析情況對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池和傳動(dòng)系統(tǒng)等部件的主要參數(shù)進(jìn)行理論上的匹配計(jì)算，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池的常用類(lèi)型及特性進(jìn)行介紹并選型，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。3）Cruise 建模仿真與樣車(chē)測(cè)試。在理論匹配計(jì)算的基礎(chǔ)上，運(yùn)用 Cruise 軟件搭建田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的各子系統(tǒng)模型，進(jìn)行機(jī)械連接、數(shù)據(jù)連接建立整車(chē)模型，設(shè)置仿真任務(wù)，運(yùn)行仿真，得出仿真結(jié)果；仿真內(nèi)容包括田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)在三種載荷狀態(tài)下的最高車(chē)速，滿(mǎn)載最大爬坡度和續(xù)航里程等。參考相關(guān)國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合實(shí)際條件對(duì)試制車(chē)進(jìn)行整車(chē)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目包括三種載荷狀態(tài)下的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能試驗(yàn)等。對(duì)比分析仿真和樣車(chē)實(shí)測(cè)結(jié)果，檢驗(yàn)所搭建模型的可信度。4）“田口方法”優(yōu)化參數(shù)�；谔镩g轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)不同于一般車(chē)輛的兩個(gè)特點(diǎn)，為了提高整車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和輸出的穩(wěn)定性，即整車(chē)的綜合穩(wěn)定性。通過(guò)引入載荷這一噪聲因子，利用田口魯棒優(yōu)化設(shè)計(jì)方法尋求一組傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比參數(shù)和驅(qū)動(dòng)輪半徑參數(shù)的優(yōu)組合，使得整車(chē)的綜合穩(wěn)定性能較優(yōu)。

第 2 章 緒論2.4 小結(jié)本章簡(jiǎn)要介紹了丘陵山區(qū)果園機(jī)械化發(fā)展的現(xiàn)狀和田間最后一公里機(jī)械化運(yùn)輸?shù)闹匾�，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力面臨的兩大難題，以及農(nóng)用機(jī)械電動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)；基于有關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)一款純電動(dòng)型田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)，指出電動(dòng)型車(chē)輛當(dāng)前最大的問(wèn)題——續(xù)航里程短，結(jié)合第 1 章中介紹的田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的兩個(gè)特點(diǎn)，引出本文研究的內(nèi)容，并確定論文研究的技術(shù)路線(xiàn)。

履帶式行走機(jī)構(gòu)區(qū)別于輪式行走機(jī)構(gòu)主要在受力情況和效率問(wèn)題[36]，為此本章會(huì)在 3.2 節(jié)進(jìn)行田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的動(dòng)力學(xué)分析和運(yùn)行效率分析。3.1 整車(chē)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述3.1.1 整車(chē)基礎(chǔ)參數(shù)對(duì)于田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)整車(chē)尺寸的考慮基于兩點(diǎn)：1）整車(chē)的田間通過(guò)性；2）常見(jiàn)果品標(biāo)準(zhǔn)框、植保設(shè)備等配套工具的尺寸。根據(jù)對(duì)潛在用戶(hù)的問(wèn)卷調(diào)查和對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有果園運(yùn)輸車(chē)的考察情況，以及裝果品用常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)框的尺寸等，初步設(shè)計(jì)田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)車(chē)廂兩側(cè)不擴(kuò)展拉開(kāi)時(shí)能夠放下個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框（如圖 3-1，左側(cè)圖所示），兩側(cè)車(chē)廂擴(kuò)展拉開(kāi)時(shí)能夠發(fā)放下 6 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框（如圖 3-1，右側(cè)圖所示）。本設(shè)計(jì)基于 530×390×230 的標(biāo)準(zhǔn)框計(jì)算田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)車(chē)廂尺寸，以此為基礎(chǔ)，估算整車(chē)載重量，設(shè)計(jì)機(jī)架，對(duì)履帶等結(jié)構(gòu)件的進(jìn)行選型及結(jié)構(gòu)布置。經(jīng)過(guò)初步計(jì)算、規(guī)劃確定田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)的總體設(shè)計(jì)參數(shù)，如表 3-1 所示其中，載重量，是按照車(chē)廂不擴(kuò)展時(shí)平裝滿(mǎn)車(chē)廂沙子（密度：1.6×103kg/m3）的載重量估算的。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 錢(qián)鈺斌;王剛;鄭濤;趙劍波;黃峗;;一種小型化履帶式手扶田間作業(yè)機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J];中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào);2013年05期

2 夏正鵬;王晨;張彤;;基于田口魯棒的汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)性能優(yōu)化[J];輕型汽車(chē)技術(shù);2013年Z3期

3 朱曰瑩;趙桂范;楊娜;王大方;;電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及優(yōu)化[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

4 吳偉斌;趙奔;朱余清;王海林;支磊;馮灼峰;;丘陵山地果園運(yùn)輸機(jī)的研究進(jìn)展[J];華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年04期

5 孫曉;;輕型電動(dòng)農(nóng)用運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J];農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備;2012年03期

6 張鐵民;閆國(guó)琦;溫利利;廖懿華;;我國(guó)電動(dòng)力農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J];農(nóng)機(jī)化研究;2012年04期

7 朱愛(ài)斌;王步康;田超;周堯;陳渭;;履帶行走機(jī)構(gòu)功率損耗分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2011年06期

8 鄭健;成艾國(guó);董立強(qiáng);裴磊;;田口魯棒設(shè)計(jì)方法在汽車(chē)耐撞性?xún)?yōu)化中的應(yīng)用[J];汽車(chē)工程;2011年09期

9 周兵;江清華;楊易;;兩擋變速器純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性雙目標(biāo)的傳動(dòng)比優(yōu)化[J];汽車(chē)工程;2011年09期

10 周兵;江清華;楊易;王繼生;;基于行駛工況的純電動(dòng)汽車(chē)比能耗分析及傳動(dòng)比優(yōu)化[J];中國(guó)機(jī)械工程;2011年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 張小明;;我國(guó)丘陵山地農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展[A];全國(guó)丘陵山地農(nóng)機(jī)化技術(shù)發(fā)展高層論壇論文集[C];2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 智東敏;純電動(dòng)物流車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配優(yōu)化與驅(qū)動(dòng)控制策略研究[D];太原理工大學(xué);2017年

2 呂欣;小型純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配與優(yōu)化[D];湖南科技大學(xué);2017年

3 刁天成;小型自走式搬運(yùn)車(chē)設(shè)計(jì)及其恒速控制系統(tǒng)研究[D];西南大學(xué);2015年

4 魏丹;全液壓驅(qū)動(dòng)履帶式拖拉機(jī)電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

5 孫振杰;履帶式多功能果園作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

6 姜輝;電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配及優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2811236