基于大功率拖拉机设计了一种新型的高传动效率和大变速范围的液压机械无级变速器(HMCVT),采用基于惩罚函数的遗传算法,对变速器的传动系统参数进行优化设计。通过Matlab软件对液压机械无级变速器的无级变速特性、转矩特性、功率分流比特性进行仿真分析,验证所设计的传动参数的合理性。此外,通过啮合功率法对系统总传动效率进行计算,进一步验证所设计的传动参数的合理性。结果表明该液压机械无级变速器方案能够满足大功率拖拉机无级变速调速特性,且各区段有较大范围的速度区间和较高的传动效率,变速器各工作段的传动效率都能达到80%以上。

为提高配备液压机械无级变速器(Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的拖拉机起步性能,提出了一种基于排量预测调节的液压机械无级变速拖拉机起步控制方法。通过分析HMCVT工作原理及其排量调节机构工作特性,将拖拉机起步过程进行3阶段划分,并以减小起步时间和起步冲击度为目标,建立了基于模型预测控制的拖拉机起步过程排量控制策略。仿真结果表明:与未采用基于排量预测调节的起步控制方法相比,液压机械无级变速拖拉机起步时间缩短了8%,起步最大冲击度减小了32.6%,对HCMCVT拖拉机起步过程有较好的控制效果,起步性能得到较大提高。

针对目前拖拉机性能和可靠性较差,无法满足市场对于拖拉机日益严格的动力性和经济性要求等问题,基于参数化设计对拖拉机液压马达齿轮进行优化。拖拉机的液压机械无级变速器的控制系统主要包括液压机械无级变速器控制器、发动机、液压机械无级变速器和通信系统,而液压马达是液压传动装置的主要组成部分。为了提升变速器的传动功率和传动效率,对液压马达的齿轮参数进行优化设计,包括对系统传动比进行计算及齿轮参数优化设计。为了验证该拖拉机变速器的性能,对其进行无级调速特性试验和效率特性试验,结果表明:该变速器具有良好的无级调速特性及较高的传动效率。

针对液压机械无级变速器(HMCVT)在受到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题,提出了基于双模糊PID算法的液压机械无级变速器恒转速输出控制方法。该控制方法根据转速偏差值的大小选择不同的模糊控制器,当转速偏差值较大时,系统采用粗调控制器,快速消除转速波动;当转速偏差值较小时,系统采用精调控制器,实现HMCVT转速控制系统的稳、准调节。双模糊控制器对PID参数进行整定,用整定后的PID参数来调整变量泵斜盘倾角,最终实现转速恒定输出。仿真与试验结果表明:与传统PID和模糊PID相比,双模糊PID控制方法能够更好地解决HMCVT在遇到阶跃负载时输出转速波动量大、调整时间长的问题。

为了使有液压机械无级变速器的中小型拖拉机获得更高的燃油经济性,使得拖拉机在任意工况下都能工作在整机经济性最佳的工作点上,该研究结合一种行星比连续可变的液压机械无级变速传动系统(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT),提出以发动机燃油消耗率ge与HMCVT传动效率ηb之比为拖拉机整机经济性目标函数,在考虑发动机转速、转矩和HMCVT变速传动系统中变量泵排量比调节的基础上,加入HMCVT变速传动系统中牵引式行星排的行星比这一辅助变量,对发动机工作点和HMCVT工作点进行多参数调节。然后采用参数循环算法对多参数调节中的控制参数进行优化,得到任意负载和目标车速下的最佳发动机转速、转矩和最佳HMCVT变量泵排量比和牵引式行星排的行星比。随后分析了不同作业车速下牵引式行星排的行星比对拖拉机整机经济性的影响,得到低、中、...

[目的]为了提高液压机械无级变速器(HMCVT)换段液压系统的平稳性和安全性,设计了一种应对换段液压故障的诊断方法。[方法]利用自主研发的液压机械无级变速器试验平台,获得5种油路故障状态模式数据集;通过数据预处理及随机抽取的方法得到120组单一故障样本集和21组组合故障样本集,基于天牛须搜索算法(beetle antennae search,BAS)和BP(back propagation)神经网络,对处理后的120组单一故障样本建立了故障诊断模型;对标准BP神经网络模型和优化型BP神经网络模型进行试验测试和比对研究。[结果]所使用的BAS-BP方法对试验样本实现了5种油路状态模式分类;与标准BP神经网络相比,BAS-BP方法可以更好防止网络受限于局部极小值,且故障诊断正确率提升10%。[结论]与常规优化算法相比较,BAS-BP方法所需训练时间短、收敛速度快,算法运行速率提升85.76%,拥有更好的稳定性和判别精...

根据自走式采棉机作业工况行驶要求,结合液压机械无级变速器传动原理和发动机特性曲线,对发动机输出转速通过PT(一阶低通滤波器)与目标转速的偏差通过比例微分调节器(PI)进行控制,并建立离合器液压动态系统和自走式采棉机液压机械无级变速器动态仿真模型。根据液压机械无级变速器换挡控制策略,通过液压机械无级变速器纯液压段H挡、液压机械段HM1、HM2挡分析发动机输出转速、车辆燃油消耗率、车辆行驶速度以及车辆行驶位移。为进一步研究国产大功率自走式采棉机的应用提供理论依据。

为了深入研究液压机械无级变速器的动态特性，建立了液压机械无级变速器的调速模型，并通过分析油液黏度、液压路工作容积以及输出轴负载惯量对调速系统阻尼比、上升时问以及调节时间的影响，揭示了这3个因素对系统动态特性的影响。理论分析与试验结果表明：增大油液黏度或者减小输出轴负载惯量，将使响应速度变快，超调量增大；减小液压路工作容积，将使响应速度变快，超调量减小。因此，减小液压路的工作容积是提高系统综合性能的最好方法。

提出液压机械无级变速器速比跟踪控制系统的设计方法.分析了等差式液压机械无级变速器的速比特性建立了液压机械无级变速器的变速系统模型并通过频率特性分析对液压机械无级变速器的模型进行了简化.设计了速比跟踪控制算法在实验台上完成了变速器的速比跟踪控制实验以及速比跟踪系统对发动机转速的调节实验.实验结果表明：液压机械无级变速器在跟踪阶跃速比时不存在稳态跟踪误差而在跟踪斜坡速比时存在稳态跟踪误差;通过跟踪变速器的目标速比可以实现对发动机工作转速的调节使其工作在最佳工作点.

阐述了液压机械无级变速器速比跟踪系统的试验方案及各组成模块；提出了用液压次级试验台的二次元件模拟发动机特性的方法；在此基础上，对发动机目标转速与变速器负载转矩变化情况下的速比跟踪系统进行了试验。结果表明：液压机械无级变速器通过对目标速比的跟踪控制可以实现对发动机工作转速的调节，使其工作于目标转速上。