对压缩空气冷冻式干燥机预冷器的换热过程进行探讨并给予数字分析，提出了与冷干机排气温度有关的几个问题。

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。

设计了一种满足中大型采棉机行驶需求的液压机械无级变速器试验台,完成了各部分设计及搭建,并进行了相关试验。基于液压机械无级变速器工作原理和传动特性,针对自主研发的分矩汇速等差多段式液压机械无级变速器,提出试验台整体设计方案,确定试验台各装置组成,设计试验台动力负载部分、测控人机交互部分与传动固定部分,并进行相应试验。结果表明:液压机械无级变速器试验台运转平稳,能够实现液压机械无级变速器参数测试,转速和负载的变化与换段时速度下降幅度呈正相关。研究可为采棉机液压机械无级变速器试验台的设计与试验提供理论依据。

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。

为获得水冷散热器的散热能力,在不同流量下,从理论上对水冷散热器的散热热阻进行推导和计算。散热器内部结构由矩形通道串并联组成,为提高计算效率,利用对称性原理对散热器模型进行简化处理。通过CFD仿真,得出散热器的温度分布,仿真结果与理论计算结果高度吻合。最后通过试验进行验证,证明了计算方法是合理的,在工程应用上具有很好的参考价值。

针对搭载液压机械无级变速器的非道路车辆在复杂工作环境下容易引起液压调速系统输出转速波动剧烈、稳定性下降等问题,提出一种基于液压调速系统的遗传算法优化前馈-反馈+PID转速复合控制方法。以系统输出转速平稳恒定为控制目标,将未加控制时的马达转速分别与PID控制以及遗传算法优化前、后的前馈-反馈PID控制下的马达转速进行比较。仿真结果表明,遗传算法优化前馈-反馈PID控制使系统达到稳定状态时的超调量减少38.7%,调节时间减少3.5 s,提高了系统的抗负载干扰能力和转速控制性能。

以直流输电换流阀均压电极密封圈失效问题为研究对象,对密封圈产品失效形态及析出化学物质进行分析。初步判定该密封圈失效可能是由于产品运行振动磨损所致;从均压电极及密封圈使用工况进行分析,通过仿真软件模拟均压电极在水路中的运行状态;设计出一种等效的均压电极及密封圈振动试验系统。试验结果表明:由于均压电极插针的振动,导致均压电极密封圈磨损并析出黑色粉末状物质,均压电极密封圈失效与均压电极的振动运行环境有直接关系。仿真分析及等效试验结果为均压电极密封圈失效改进方案的研究提供了参考。

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。