拖拉機液壓機械多區(qū)段雙排匯流無級變速箱傳動特性研究.pdf

1、液壓機械無級變速箱（Hydro-mechanicalContinuouslyVariableTransmission，簡稱HMCVT）綜合了液壓和機械傳動的優(yōu)點。該變速箱采用雙功率流傳動方式，發(fā)動機動力經分流裝置將功率分為液壓和機械雙路傳遞，傳動效率比純液壓傳動高，傳遞功率大等特性，且該變速箱雙流傳動中以液體為部分傳力介質，使傳動系動載大為減輕，因此可以有效地提高傳動部件使用壽命，這對工作條件惡劣的農業(yè)機械尤為重要。本論文研究基于國、內

2、外液壓機械無級傳動不同結構方案對比分析，及行星齒輪差動輪系、定軸輪系功率流分流、匯流的特點，設計了一種具有自主知識產權的液壓機械無級變速箱方案;論文仿真研究環(huán)節(jié)中，利用SimulationX軟件建立了變速箱綜合仿真模型，進行了液壓機械無級綜合傳動特性仿真;并結合實驗臺架的搭建進行了樣機的臺架試驗，對HMCVT綜合傳動特性進行了試驗驗證。本論文主要研究內容及成果如下:
　　1.基于對國、內外不同類型液壓機械無級傳動的方案分析，研究并

3、設計了具有自主知識產權的雙排行星齒輪匯流結構的HMCVT，并對設計的無級變速箱的傳動特性、傳動比分配、轉矩和功率分流比特性進行理論分析，并建立了各區(qū)段下傳動比分配的理論模型。
　　2.基于輪式拖拉機變速箱轉速、轉矩特性，建立了拖拉機變速箱輸出轉速理論模型，根據等比傳動條件，確定了HMCVT各區(qū)段傳動比參數，并確定了等比傳動公比、匯流行星排特性參數。結合整機結構設計，研究了傳動比和拖拉機行駛速度隨排量比的變化關系。根據理論計算表明:

4、拖拉機變速箱各連續(xù)區(qū)段間不僅能實現的平穩(wěn)銜接，而且能滿足拖拉機的各類田間作業(yè)模式下的速度及驅動力需求。
　　3.變速箱結構設計中，采用了一種新型便于裝卸的雙排行星齒輪匯流結構的傳動方案;針對前、后雙排行星齒輪匯流排的“前圈后架”剛性聯接的回轉運動及潤滑狀況，設計了滑動軸承支撐結構，解決了雙排行星齒輪匯流機構在變速箱內部的支撐、行星齒輪的潤滑及滾針軸承冷卻問題。
　　4.基于所研究設計的液壓機械無級傳動方案，進行了變速箱機械功

5、率流、液壓功率流的傳動線路分析，并針對各個液壓機械區(qū)段進行了輸出轉速的速比驗算，結合雙功率流相連區(qū)段傳動的連續(xù)性，理論驗證了無級傳動的變速特性。并結合變速箱的傳動比匹配設計，以及拖拉機整機田間作業(yè)特性，確定了變量泵、定量馬達的參數選配依據。
　　5.在變速箱整機綜合仿真部分，建立了發(fā)動機模型、變量泵-定量馬達輸出轉速控制模型、離合器控制模型，仿真中利用SimulationX軟件構建了濕式離合器的等效模型，進行HMCVT傳動特性的綜

6、合仿真，對無級傳動設計特性理論進行了較深入的研究。
　　6.搭建了液壓機械無級變速箱實驗臺，在實驗臺架上對拖拉機發(fā)動機不同輸入轉速下變速箱的轉速特性進行了試驗。驗證了通過控制HMCVT換段離合器并協調控制變量泵的排量可以實現拖拉機的無級變速，試驗結果與理論設計吻合;在綜合仿真分析中，仿真結果與試驗吻合，驗證了仿真模型的正確性。
　　7.搭建了離合器充油動態(tài)特性試驗平臺，并利用LabVIEW軟件開發(fā)了離合器控制油壓特性測試系統(tǒng)

7、。利用液壓動態(tài)仿真及臺架試驗，綜合分析了離合器主油壓、變速箱負載轉矩以及換段時間對換段品質的影響規(guī)律，為后續(xù)研究控制策略的優(yōu)化，提高換段品質提供了理論依據。
　　本研究針對大功率輪式拖拉機HMCVT的換段連續(xù)性以及部分動態(tài)特性，進行了理論分析、綜合仿真和試驗驗證。研究結果表明:HMCVT同時具有機械傳動效率高和液壓傳動平穩(wěn)、換段品質高、調速方便及調速時不中斷功率流等諸多優(yōu)點。因此，液壓機械無級變速傳動是今后大功率拖拉機變速箱設計的