为提高装有自主设计的液压机械无级变速箱的采棉机的燃油经济性,使采棉机发动机在采摘和运输时的两种典型工作情况下均工作在最佳燃油经济性转速调节特性曲线,提出一种基于燃油经济性的发动机-变速箱速比匹配控制策略,速比匹配控制模块用于采集发动机油门踏板开度信号,并计算此发动机油门踏板开度下的发动机最佳燃油经济性转速,然后向变量泵排量比控制模块和换段控制模块发出控制信号,对采棉机液压机械无级变速箱速比进行调节,使发动机转速在调速特性作用下稳定于目标燃油经济性转速。仿真结果表明:在此控制策略下,采棉机发动机实际转速在给定的负载转矩以及发动机油门踏板开度下能够稳定在目标燃油经济性转速附近,为实现装有自主设计的液压机械无级变速箱的采棉机的燃油经济性控制提供理论依据。

根据液压机械无级变速器传动原理,建立液压机械无级变速器时域数学模型,利用ITI Simulation X软件对湿式离合器、变量泵控定量马达液压调速系统和液压机械无级变速器换挡过程建立系统参数可视化界面以及进行系统物理建模。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H段、HM1~HM2段仿真与试验结果对比,对HMCVT无级转速特性、定量马达转速特性以及湿式离合器油压特性进行分析。并探究离合器油压曲线变化对HMCVT转速的影响。为进一步研究HMCVT换挡品质提供依据。

针对装有液压机械无级变速器的采棉机在工作环境下采摘速率与行驶速度的稳定性差、难以匹配等问题,提出了一种基于采棉机单泵控双马达的采摘子系统与变量泵控马达的行驶子系统的恒转速协同控制方法。以采摘速度与行走速度的输出转速恒定为控制目标,通过直接控制、PID控制和双前馈模糊PID协同控制对比验证采棉机采摘与行驶的同步控制。仿真结果表明,双前馈模糊PID协同控制使采摘系统达到稳定状态的超调量减少3.95%,调整时间减少0.124 s;同时使行驶系统超调量减少0.1%,稳定输出转速的调整时间减少3.67 s。双前馈模糊PID协同控制提高了采棉机采摘与行驶的同步稳定性,增强了系统控制性能。

根据液压机械无级变速器传动原理,结合HMCVT试验台架、泵控马达测控系统及HMCVT测控系统,对双向变量泵工作效率进行分析,通过Design Expert10建立多元回归模型,并用响应曲面法分析各因素对双向变量泵的效率的影响。为提高变量泵控定量马达系统的工作效率,通过MATLAB/Simulink和多体动力学软件ITI SimulationX建立模糊控制模型与动力学模型,并进行联合仿真,采用自适应模糊PID控制和普通PID控制2种控制方法对定量马达输出转速和双向变量泵排量比进行比较。结果研究表明:定量马达稳定输出转速时间减少了0.86 s,超调量下降11.4%,排量比稳定输出时间减少0.57 s,超调量下降15.5%。为进一步研究HMCVT效率特性及动态特性提供依据。

为提高车辆驾驶舒适性,减少液压功率分流无级变速器换段次数,提出一种基于拉维娜行星齿轮结构设计的液压功率分流无级变速箱设计方案。首先,进行速比匹配,建立了变速箱传动方程,确定其主要参数取值;其次,基于SimulationX平台建立了泵控液压马达、湿式离合器等变速箱关键模块的物理模型,搭建起整体动力学仿真变速箱仿真平台;最后,基于所构建的模型对变速箱传动连续特性和调速特性等进行了仿真分析。仿真结果表明:所设计的变速箱结构紧凑,仅采用单个汇流行星排就能实现6~56 km/h范围内的无级调速;各工作段速比呈等比式增长,能够在较短时间内完成调速,符合设计要求。

针对采棉机作业工况复杂,提出一种由静液压无级变速与机械式有级变速组配式动力换挡无级调速行驶传动方案。建立采棉机田间采摘、田间运输和公路运输3种工作模式控制逻辑,确定3种模式速度范围。构建动力传动方程,确定采棉机设计参数和液压系统元件选型。搭建采棉机样机进行速比特性田间试验,分析调速特性与变量泵效率特性。结果表明:通过变量泵和变量马达联合调控以及改变机械式有级变速箱传动比,可实现采棉机在田间采摘模式时恒转矩输出,在运输模式时恒功率输出;采棉机田间采摘速度范围为0~8.5 km/h,田间运输速度范围为0~14.5 km/h,公路运输速度为0~27.5 km/h;可实现采棉机全程作业无级调速,满足其行驶动力需求。

为解决采棉机传统传动方式在采摘过程中容易出现发动机与传动部件的扭矩不匹配,变速过程繁琐、换挡挫顿等缺点,无法完全适应棉花采摘的复杂作业环境等问题,根据采棉机的作业要求,设计了动力换挡液压行走系统。运用AMESim仿真软件验证了采棉机动力换挡液压行走系统的合理性。仿真结果表明:所设计的自动控制模式采棉机动力换挡液压行走系统在换挡时比手动切换模式系统中的压力波动小,流量波动冲击减小43.56%,车速加速时间缩短47.74%,换挡后压力及

根据液压机械无级变速器能够以小功率的液压元件传递大功率转矩的特性,设计了一种新型的采棉机等差式液压机械无级变速器,该液压机械无级变速器起步采用纯液压段,前进作业段为等差两区段。基于变速器的等差连续性,确定了变速器总体传动方案;采用离合器与制动器相配合的方式实现变速器的控制逻辑,对变速器传动系统参数进行了设计,并分析了液压机各区段传动特性。分析表明：该液压机械无级变速方案能够实现采棉机的作业速度连续均匀变化且在采收作业工况有较高的效率。

通过分析拖拉机燃油经济性指标和拖拉机经济性的影响因素,提出一种以拖拉机燃油消耗率最低和牵引效率最高为目标的燃油经济性换挡规律。根据拖拉机燃油最佳经济性,结合液压机械无级变速器(Hydraulic mechanical continuously variable transmission,HMCVT)的结构和传动特点,阐明实现拖拉机燃油经济性的要求。探究一种发动机燃油消耗率和液压机械无级变速器的传动效率之比最小为目标的经济性最佳的HMCVT无级变速规律。用SimulationX对其进行仿真,得出各挡位下的发动机转速转矩曲线,通过与发动机外特性曲线比较,可以使各挡位都处于油耗最低的经济性区域,并保证拖拉机的速度稳定,符合经济性换挡规律。

为缩短设计周期,提高变速箱换段品质,根据非道路车辆动力换挡变速箱实验要求,设计开发大型非道路车辆动力换挡变速箱试验台。基于模块化设计方法,设计以动力装置、HMCVT、加载装置、泵控马达系统、支撑机构组成的机械系统。基于传动系统... 展开更多