液压机械无级变速器的设计及特性分析

在经济高速发展的背景下,国内机械制造业于近年来取得的成就令人瞩目。在汽车机械制造业中,变速箱是其核心生产项目。从机械性能方面分析,变速箱的输出特性对于车辆的品控来说具有重要的影响作用。液压机械无级变速器具有传动速度可调节、动力输出平稳以及操作步骤简单等多方面的优势特点。为了探究液压机械无级变速器的设计方式和特性,本文将重点围绕该主题展开深入分析和讨论。

CASE-PUMA四区段液压机械无级变速器特性分析

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。

液压机械无级变速器换段品质影响因素试验

以提高拖拉机液压机械无级变速器换段品质为主要目的,运用正交试验方法进行了台架试验,并对换段品质各影响因素参数进行了合理匹配;确定了影响液压机械无级变速器换段品质的各影响因素之间的主次关系,并进行了拖拉机犁耕满负荷工况下的试验验证。研究方法及结论对提高液压机械无级变速器的换段品质具有一定的理论指导意义和实用价值。

等差式液压机械无级变速器的速比控制理论与试验研究

速比跟踪控制是车辆无级变速器控制系统的核心,以等差式液压机械无级变速器为对象开展速比控制理论研究,提出适合于液压机械无级变速器使用的速比控制方法。分析等差式液压机械无级变速器的组成原理,推导出等差式液压机械无级变速器速比关系的一般表达式,获得等差式无级变速器的段位组成方式;结合研究对象具体结构,研究换段时各执行元件的转速关系,提出换段条件;构建速比控制系统的设计框图,分析得到控制器的传递函数,给出控制算法设计方法;对等差两段式液压机械无级变速器进行速比跟踪控制试验,试验结果表明:通过对液压机械无级变速器实施速比控制,能够实现对目标速比的跟踪;当跟踪阶跃速比时不存在稳态误差,跟踪斜坡速比时存在稳态误差。

液压机械无级变速器动态特性的影响因素研究

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、上升时间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。

液压机械无级变速器速比跟踪控制系统研究

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.

液压机械无级变速器换挡品质因素分析

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。

液压机械无级变速器换挡控制策略研究

针对一种液压机械无级变速器建立换挡仿真模型。以输出轴的速度降幅度、动载荷系数、最大冲击度和换挡时间作为换挡品质评价指标,以发动机转速、负载转矩、主油路压力和调速阀流量作为影响因素。建立L9(3~4)正交表,采用极差法确定影响因素各水平的主次和优劣,并预测最佳方案。使用统计学方法分析试验数据,验证仿真结果的正确性。结果表明:采用较低的发动机转速,较小的负载转矩,较小的主油路压力,以及较大的调速阀流量可有效提升变速器器换挡品质。

拖拉机多段液压机械无级变速器的动力学建模及仿真

以开发多段液压机械无级变速器(HMCVT)控制系统为目的,运用动力学原理和模块化方法,建立多段HMCVT的动力传动系统和自动控制系统数学模型,应用Matlab软件进行无级变速和换段控制过程仿真,并采用设定全局变量的方法,避免了仿真时出现奇异解现象。仿真结果表明,该模型能有效表达HMCVT的动力学特性,可作为无级变速控制算法开发的软件仿真及硬件在环仿真基础。

液压机械无级变速器机械变速机构的传动误差分析

以东方红某型号拖拉机液压机械无级变速器中的机械变速机构为研究对象,探究其传动误差随时间的变化规律,目的是减少变速器的功率损耗。利用当量啮合误差原理,建立变速器中行星齿轮组、定轴齿轮副和两者共同作用时的传动误差与时间的关系式。比较各挡位的总传动误差和行星齿轮组传动误差,得到瞬时总传动误差最大、最小的挡位以及总传动误差的主导因素。在角频率相同时,行星齿轮组传动误差和定轴齿轮副传动误差存在耦合关系。利用蒙特卡罗法,验证了研究所得规律的正确性。建立总传动误差与功率损耗的关系式,结果表明两者存在正比关系。以减小传动误差为目的,提出了减少变速器功率损耗的措施。

履带车辆液压机械无级变速器试验台测控系统研究

针对预装备东方红1302R的HMT样机,开发了HMT试验台架.在实验台架的测控系统中,下位机完成对发动机油门和电涡流测功机的控制,上位机通过数据总线对各种信号进行采集和处理,同时完成对下位机的控制.基于虚拟仪器的软件系统完成人机交互过程.实验证明该试验台测控系统能够满足HMT样机的试验需要,完成HMT样机性能测试.

拖拉机液压机械无级变速器试验台设计

根据拖拉机液压机械无级变速器试验要求,提出了其试验台设计方案,确定了试验台驱动装置及加载装置,设计了试验台数据采集与控制系统。以东方红1302R拖拉机液压机械无级变速器为被试对象,完成了液压机械无级变速器的无级调速特性试验和自动调速特性试验。结果表明:所设计试验台自动化程度高、运转平稳,满足设计要求。

液压机械无级变速器故障识别研究

对液压机械无级变速器机械故障的振动和噪声信号进行了分析:采用双谱分析法识别齿轮故障,希尔伯特信号包络法识别滚动轴承故障,小波变换信号分离法识别传动箱故障。对液压机械无级变速器液压故障的试验数据进行了研究:采用BP神经网络法识别电液比例伺服机构故障,频段分布法识别变量泵故障,核方法识别湿式离合器故障。研究表明:六种不同的方法对变速器的故障都有独特的识别作用,应根据变速器零部件的特性选择恰当的识别模式,以提高故障识别水平。

叉车用液压机械无级变速器的设计及特性分析

基于液压机械无级变速原理,以同济大学1.5t电动叉车为研究对象,根据叉车实际作业条件要求设计了一种由单个普通行星排构成的两段液压机械无级变速器;分析其无极调速特性、平稳换段条件、转矩特性及功率分流特性.结果表明:所设计的液压机械无级变速器具有变速范围适宜、传动平稳、传递功率大等特点,可较好地满足该叉车的性能要求.

车用液压机械无级变速器研究及应用

随着液压传动技术的发展,液压机械无级变速器在工程机械、农业机械得到广泛应用。对液压机械无级变速器结构、工作原理及关键性能参数进行了研究,通过分析其功率输送方式,推导速比、液压功率分流比及系统效率计算公式,并建立速比曲线、功率分流比曲线及效率曲线,发现系统效率优于纯液压调速方式并得到负载调速方法,最后给出了其在工程机械与农业机械领域的应用案例。

液压机械无级变速器换挡非线性动力学特性分析

建立液压机械无级变速器换挡非线性动力学模型,根据连续换挡过程仿真曲线,对决定变速器换挡品质的一类工况进行基于物理参数和换挡时序的换挡控制策略研究。研究表明通过优化变速器物理参数和换挡时序可大大提高换挡品质。基于物理参数的换挡控制策略为在发动机小转速,外负载小转矩,较小的主油压以及较大的调速阀流量时,可获得较好的换挡品质。基于换挡时序的换挡控制策略为首先切换换挡机构离合器,再切换行星齿轮机构待分离离合器,最后切换行星齿轮机构待接合离合器。

液压机械无级变速器的变论域模糊PID 速比跟踪控制

为提高液压机械无级变速器速比跟踪控制效果,设计了基于量化因子和决策因子伸缩变化的变论域模糊PID控制器。通过分析液压机械无级变速器的速比特性和系统数学模型,建立基于AMESim和MATLAB联合的仿真平台,并通过实验平台验证了仿真模型的正确性。对比了变论域模糊PID和常规模糊PID的仿真效果。仿真结果表明:变论域模糊PID控制器在阶跃信号输入下具有更小的超调量和调整时间,在斜坡和正弦信号输入下速比跟踪误差缩小了约50%,即所设计的变论域模糊PID控制器具有更优的速比跟踪效果和更小的速比跟踪误差,表现出了更优的控制效果和动态品质。研究结果为车辆的最佳燃油经济性和最佳动力性的控制策略提供了理论参考。

水旱两用拖拉机液压机械无级变速器的研究

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要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要求。

拖拉机多段液压机械无级变速器的神经网络PID控制

为改善配备有多段液压机械无级变速器(hydro-mechanical continuously variable transmission,HMCVT)拖拉机的动态响应性能和行驶平稳性,保证拖拉机按照目标车速稳定行驶,提高拖拉机的驾驶舒适性和作业质量,以东方红400马力轮式拖拉机为研究对象,对多段HMCVT拖拉机行驶车速进行神经网络PID控制研究。根据实际车速变化实时调节PID控制器的参数,实现对目标车速的控制。利用Matlab/Simulink仿真建模软件建立神经网络PID控制器和拖拉机传动系统模型,对多段HMCVT拖拉机进行神经网络PID控制仿真并与常规PID控制进行比较可知,神经网络PID控制器对车速控制具有更好的自适应能力和鲁棒性。研究结果可为多段HMCVT拖拉机的自动化操作控制提供参考。

拖拉机液压机械无级变速器换挡过程动态特性研究

分析了液压机械无级变速器(HMCVT)的换挡过程,建立了HMCVT等效动力学模型,利用SimulationX对湿式离合器液压控制系统和HMCVT换挡过程进行了建模。对变速器无级变速特性和换挡过程中离合器的油压变化规律进行了仿真研究并与试验结果进行了对比,验证了仿真模型的正确性。依据仿真模型分析了HMCVT在换挡过程中的动态特性,研究了阻力矩对离合器滑磨功的影响规律。该仿真模型可以有效地模拟HMCVT换挡的动态过程,可用于预测传动系的性能,为改善换挡品质提供依据。