液压机械无级传动技术具有高效平稳的优点,国内对该技术的研究起步较晚。文章以CASE公司的PUMA四区段液压机械无级变速器为研究对象,分析了其无级调速特性、扭矩特性、液压功率分流比,给出了PUMA变速器输入输出转速比、液压功率分流比与变量泵和定量马达排量比的关系式,以及变速器输出轴与马达输出轴转矩的关系。最后,基于AMESim平台对PUMA变速器进行建模,仿真分析其输入转速与输出转速的关系,结果表明,该变速器可以实现拖拉机全行驶速度范围的无级调速。该研究旨在为无级变速箱的理论研究和设计提供参考。

目前传统液压机械无级变速器中行星轮系参数优化步骤繁琐,精确建模难度比较大。设计了一种新型的等差式液压机械无级变速器,基于MathCAD对其行星齿轮系空间尺寸和体积进行优化。根据液压机械无级变速器无级传动条件确定行轮系参数,以行星轮系齿轮模数、齿数和齿轮宽度作为设计变量,以减小行星轮系结构体积作为目标函数建立数学模型,利用MathCAD对行星轮系参数进行优化设计。结果表明行星齿轮系的体积比原体积降低24%,使行星轮系结构更紧凑,减轻质量和降低成本。

为研究多离合器对液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)传动效率的影响,针对变速器中包含多个湿式摩擦离合器构成闭式回路的结构特征,分析了离合器带排转矩对液压机械无级变速器效率特性的影响。通过对影响传动效率的离合器分离阶段所产生的带排转矩的分析与计算,建立了闭式回路中离合器分离阶段的动力传递计算模型,推导出闭式传动中离合器带排转矩造成的功率损失计算公式,进而推导出传动系总效率的计算方法,通过实例计算表明了HMCVT中的多个摩擦离合器的带排损失对其传动效率的影响较大。

液压机械无级变速装载机发动机转速与车速解耦,具有节油、高效的优点,为了解决其工况繁多、动力匹配问题,以某液压机械无级变速装载机为研究对象,基于液压机械状态参数开展了装载机负载估计理论分析和仿真,建立了负载估计模型,仿真结果表明该方法能准确估计液压机械段内负载,结果偏差在±4.69%以内。在负载估计方法基础上,建立液压机械无级变速装载机工况识别模型以及整车仿真模型,通过理论分析与仿真相结合的方法,得到液压机械无级变速装载机在线工况识别方法及对应速比控制策略。仿真结果表明,该方法能够准确识别装载机当前工况,满足实际工程要求,所提出的分工况速比控制策略与常规策略相比,单作业循环时间减少了2.43 s,作业效率提高了4.42%,总油耗降低了1.41%。研究为装备液压机械无级变速器的装载机及拖拉机等提高生产效率及燃油...

针对大马力拖拉机在道路运输与田间作业过程中由于工况复杂、作业环境恶劣导致油耗高、节能效果差的问题,该研究采用油电混合动力匹配液压机械无级变速器(Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的方式,设计了一种油电混合—机液复合拖拉机动力系统,探讨了该系统的驱动模式与传动方式的实现原理并得到液压机械无级变速器的调速曲线;建立了动力系统的数学模型。为实现动力系统最佳性能,制定了整车控制架构,在此基础上提出HMCVT经济性速比控制策略、基于规则的工作模式划分策略和基于自适应等效因子的燃油消耗最小功率分配策略。为验证所提控制策略的可行性,在SimulationX仿真软件中建立系统动力学仿真模型,并基于测功机搭建试验台架进行测试,分别对拖拉机在犁耕、收获和运输3个典型工况下进行仿真与试验。结果表明,所设计的控制...

采用计算虚拟试验技术搭建无级变速拖拉机虚拟试验平台,缓解液压机械无级变速器(HMCVT)研究中实物试验存在的成本高、周期长及试验场地限制问题。以模块化和参数化建模的方法,将拖拉机系统划分为发动机模块、HMCVT模块、中央传动模块及行走机构模块,搭建了虚拟试验平台。采用神经网络建立发动机模型,采用动力学方程建立液压机械无级变速器、中央传动和行走机构模型,采用状态流图(stateflow)建立HMCVT控制模型;应用MatLab的Simlink和Simscape工具实现各个模块的仿真模型搭建,利用GUI工具设计虚拟试验平台控制界面,实现了两种多段HMCVT实例的换段控制过程的虚拟试验。结果表明:两种HMCVT虚拟试验结果与理论分析一致,试验平台对多种HMCVT进行虚拟试验具有有效性和通用性。

为兼顾装备液压机械无级变速器(Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的拖拉机动力性及经济性,该研究制定了一种同时考虑动力性与经济性的综合模式切换规律。针对采用液压机械无级变速器的拖拉机,分别建立了发动机模型、HMCVT模型以及考虑驱动轮滑转率的拖拉机动力学模型。在分析了其经济性与动力性模式切换规律的基础上,引入动力性与经济性权重系数,采用模糊推理和基于分解的多目标进化算法(Multi-objective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition,MOEA/D)制定了拖拉机液压机械无级变速器综合模式切换规律。仿真与试验结果表明:与动力性模式切换规律相比,综合模式切换规律在纯液压模式(H模式)切换至液压机械模式1(HM1模式)时驱动力降低了11.13%,在HM1切换至液压机械模式2(HM2模式)时驱动力降低了7.29%,较H切换至HM1模式时减少了3.84个百分点;与经济...

液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)是一种将液压传动与机械传动结合的混合动力传动系统,能帮助拖拉机实现无级调速功能,有助于提高拖拉机的燃油经济性和动力性。为提升拖拉机的作业性能,实现拖拉机应对不同工况和环境或负载变化进行速度调节与控制,分析HMCVT输出特性,提出一种基于粒子群优化的PID控制算法控制系统排量比,调节系统传动比,实现速度控制的控制策略。结果表明,采用该控制算法后,拖拉机的保持速度以及针对骤然速度变化的调节有显著提升。

在分析国内大功率拖拉机发展现状的基础上,对国内某一品牌的大功率轮式拖拉机进行实际的田间作业试验,试验表明国内大功率轮式拖拉机变速器实际操作复杂易出错,且其燃油经济性差。基于欧美等发达国家拖拉机传动系统先进的液压机械无级传动技术,提出一种适合我国现阶段农业生产求的水旱两用液压机械无级变速传动方案—液压机械无级变速器方案,并在AMESim环境下建立液压机械无级变速器模型,进行仿真研究。仿真结果表明,配备该液压机械无级变速器的大功率智能拖拉机能够满足现代农业生产求。

对分段式液压机械无级变速器换挡策略进行仿真分析通过台架试验验证仿真结果的正确性。基于物理参数的换挡策略是：采取较低的发动机转速较小的负载转矩及主油路油压较大的调速阀流量。基于换挡时序的换挡策略是：先切换换挡机构离合器再切换行星排待分离离合器最后切换行星排待接合离合器。工程换挡控制策略是：根据物理参数设置相对应的换挡时序。PWM调制根据控制程序通过查表法控制离合器的切换。结果表明：通过优化物理参数和换挡时序可大大提高变速器的换挡品质。