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。

车用液压机械无级变速器研究及应用分析

液压机械无级变速器是近年来新发展起来的一种新型车用无级变速器,其在工程机械和农业机械上得到了广泛的应用。车用液压机械无级变速器是一种能够实现连续无级变速的设备,其研究对于车用机械工程领域具有重要的意义。液压传动是一种以液体为工作介质,实现能量传输与控制的一种传动模式。基于此,本次研究将通过对液压机械无级变速器的工作原理和特点进行深入剖析,论述了其在各个机械领域的应用,旨在促进车用行业的进一步发展,以期为相关领域的研究者和工程师提供参考和借鉴。

基于液压机械无级变速的拖拉机起步预测控制

为提高配备液压机械无级变速器(Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT)的拖拉机起步性能,提出了一种基于排量预测调节的液压机械无级变速拖拉机起步控制方法。通过分析HMCVT工作原理及其排量调节机构工作特性,将拖拉机起步过程进行3阶段划分,并以减小起步时间和起步冲击度为目标,建立了基于模型预测控制的拖拉机起步过程排量控制策略。仿真结果表明:与未采用基于排量预测调节的起步控制方法相比,液压机械无级变速拖拉机起步时间缩短了8%,起步最大冲击度减小了32.6%,对HCMCVT拖拉机起步过程有较好的控制效果,起步性能得到较大提高。

多段式液压机械无级变速器方案设计与特性分析

针对目前拖拉机多挡有级变速器换挡过程中存在的传动比不连续问题,设计了一种新型多段式液压机械无级变速器。以东方红1302R拖拉机为对象,分析了其无级调速特性、平稳换段条件、转矩特性、液压功率分流比、效率特性及牵引特性。分析研究表明,所设计的液压机械无级变速器具有变速范围宽、传递功率大、效率高、传动平稳等优点,可较好地满足拖拉机复杂多变的作业工况要求。

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。

等比式液压机械无级变速器的设计与仿真研究

现今我国大型车辆上普遍使用的是液压机械无极变速器,因为液压机械无极变速器拥有着运动效率高与可实现多功率的优势地方,因此该变速器得到了大规模的投入使用。据此,根据等比式液压机械无级变速器的设计性能进行了深入探究。

拖拉机液压机械无级变速器综合模式切换规律

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;与经济性模式切换规律相比,综合模式切换规律在H切换至HM1模式时燃油消耗率增加了0.46%,在HM1切换至HM2模式时燃油消耗率增加了0.85%,较H切换至HM1模式时增加了0.39个百分点,使拖拉机能够在保持良好经济性的同时能获得较好的动力性。表明所制定的综合模式切换规律能根据油门开度识别出驾驶员的操作意图,满足驾驶员在不同工况下对动力性实际需求的同时,也能表现出较好的经济性。研究结果可为拖拉机液压机械无级变速器模式切换规律制定提供一定的理论参考。

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。

拖拉机液压机械无级变速器设计

设计了一种液压机械无级变速器,该装置由一个单排行星机构、变量泵定量马达构成的液压传动系统和多挡有级式变速箱组成。在分析液压机械传动形式和液压传动类型的基础上,确定了拖拉机的总体传动方案,对液压元件及机械参数的选择方法进行了阐述,分析了变速器的无级调速特性。绘制了理论牵引特性曲线,分析比较了改进前后牵引特性。装有液压机械无级变速器的拖拉机实现了速度的连续无级变化,在任何牵引力时,发动机都在接近于满负荷点工作,从而大大提高了拖拉机的生产率和燃油经济性。

拖拉机液压机械无级变速器的特性分析

以东方红1302R拖拉机液压机械无级变速器为对象,建立了其速比与变量泵和定量马达排量比、液压功率分流比、传动效率的关系式,给出各段(挡)工况下的功率流向,分析循环功率存在条件及其对变速机构输出的影响。结果表明:行星排特性参数k是影响液压机械无级变速器特性的主要设计参数,其值应在0.3<k<4.2范围内;变量泵和定量马达排量比设定原则是,在保证液压机械无级变速器速比连续变化的前提下,尽可能地减小液压功率分流比;在拖拉机常用工作速度段,液压功率分流比|ρ|<0.2,有利于提高传动系统效率;循环功率的存在降低了传动系统效率,应尽量避免其出现;液压机械无级变速器具有可控的无级调速特性及高效率特性。液压机械无级变速传动装置能满足拖拉机的作业要求。

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。

排量伺服系统对液压机械无级变速器动态特性的影响

分别对排量伺服系统与液压机械无级变速器进行了数学建模,并且分析了各自及串联后的频率特性与阶跃输入响应特性。理论分析与试验结果表明:排量伺服系统的带宽较低,响应较慢,在系统中起低通滤波器的作用;液压机械无级变速器的带宽较大,响应较快,阶跃输入下系统出现超调;串联后,由于受到排量伺服系统低通特性的影响,高频信号得到衰减,系统带宽变低,因此系统响应速度变慢,阻尼变大,稳定性得到了提高。

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。

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。

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.

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。

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。