拖拉机PTO湿式离合器控制阀的分析及改进

主要对几种常用的拖拉机PTO湿式离合器控制阀块进行了简单介绍,并针对拖拉机PTO湿式离合器控制阀块的工作原理及存在问题进行分析,提出一种性能更优的PTO湿式离合器电比例控制阀块。此控制阀块结构紧凑,冲击小,散热效果好,系统能耗较低,且可实现湿式离合器的柔性结合。

拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片断裂仿真分析及改进

拖拉机主离合器位于发动机与变速箱之间,用来分离或结合前后两者之间的动力。针对试验过程中发现的离合器从动盘摩擦钢片断裂现象进行仿真分析,通过对不同的结构改进进行模拟分析,总结出拖拉机主离合器从动盘摩擦钢片改进方向。

基于FIPID的PST湿式离合器压力控制方法

拖拉机动力换挡过程中湿式离合器油压实际值与目标值存在偏差,在此采用模糊免疫PID(Fuzzy Immune PID,FIPID)控制方法,以便对离合器油压实现跟随控制。构建湿式离合器驱动执行机构的数学模型,设计湿式离合器的模糊免疫PID控制器,并基于MATLAB/Simulink和AMESim平台分别建立控制模型和液压模型,对接合过程进行仿真分析。仿真结果表明:在方波信号下,模糊免疫PID的动态响应时间仅为0.069 s,正弦信号下的稳态误差为±0.020 1 MPa,跟踪控制效果优于PID与模糊PID,实现了离合器压力的有效跟踪控制。在运输工况下,与PID和模糊PID相比,模糊免疫PID的最大冲击度分别降低43%、29%,滑摩功分别增大18%、2%。在犁耕工况下,与PID和模糊PID相比,模糊免疫PID的最大冲击度分别降低53%、38%,滑摩功分别增大4%、2%。

基于IGWPSO-SVM的HMCVT湿式离合器摩擦副温度预测

针对传统机器学习模型预测重型拖拉机液压机械无级变速箱(Hydro mechanical continuously variable transmission,HMCVT)湿式离合器温度的局限性,提出了基于改进灰狼粒子群优化-支持向量机(Improved grey wolf particle swarm optimization-support vector machine,IGWPSO-SVM)的HMCVT湿式离合器摩擦副温度预测模型。首先,对湿式离合器摩擦副滑摩过程进行热分析,确定影响湿式离合器摩擦副温度的因素;然后,基于支持向量机(Support vector machine,SVM)搭建温度预测模型,并利用改进灰狼粒子群优化(Improved grey wolf particle swarm optimization,IGWPSO)算法对SVM的结构参数进行优化;最后,基于HMCVT湿式离合器试验台数据搭建离合器摩擦副温度预测模型的样本数据库,以湿式离合器摩擦副对偶钢片为对象,对IGWPSO-SVM模型进行试验验证。试验结果表明,IGWPSO-SVM模型预测摩擦副对偶钢片内、中、外径温度的平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、均方误差(Mean square error,MSE)、均方根误差(Root mean square error,RMSE)、平均绝对百分比误差(Mean absolute percentage error,MAPE)的均值分别为3.3557℃、24.3212℃^(2)、4.5976℃、3.95%,最高温度预测误差分别为7.8700、5.4300、0.9900℃,3次试验的对偶钢片内、中、外径温度MAE、MSE、RMSE、MAPE均值的平均值分别为3.3522℃、24.7380℃^(2)、4.9737℃、4.12%,3次试验的内、中、外径最高温度平均绝对误差(Maximum temperature mean absolute error,MTMAE)平均值为4.3733℃,相比于其他4种已有的模型为最低。研究结果可为重型拖拉机湿式离合器温度的高精度预测及整车的可靠性控制提供理论依据。

拖拉机配套打捆机联动控制系统开发

【目的】目前市场上大多数圆捆打捆机在打捆完成后均需要停车吐捆,当完成打捆需要停车吐捆时,打捆机会发出停车报警信号,为了解决部分用户由于操作问题不能及时停车吐捆,造成拖拉机动力输出传递扭矩瞬时大幅度增加,进而导致拖拉机离合器烧毁的问题。【方法】研究小组发明了一种打捆机和拖拉机联动控制系统,在打捆机作业完成发出报警信号后,通过拖拉机上安装的控制器对信号进行处理,控制器控制拖拉机电磁阀工作,进而控制拖拉机离合器分离,使得拖拉机能够自动停车,避免离合器损坏。【结果】对拖拉机在接收到打捆机信号后是否能够即时停车进行了实车验证。打捆机停车界面表明,该联动系统能够精准地实现拖拉机与打捆机的联动控制:1)通过踩下离合器踏板控制离合器助力油缸,可以实现使拖拉机停车的目的;2)利用压差传感器与拖拉机自身的电器控制器连接,通过电器控制器控制电磁阀,可以在打捆机完成打捆时控制电磁阀动作,最终实现对离合器助力油缸的自动控制,可以对拖拉机离合器形成有效保护。【结论】通过该系统的开发与运用,可以为各大拖拉机主机厂解决离合器故障率高问题提供一套有效方案,为拖拉机用户创造更大经济效益。

山地全履带拖拉机动力换挡装置设计

针对目前动力换挡变速器结构复杂、自动化水平低、制造成本高等问题,以山地全履带拖拉机变速箱为基础,设计了一个简易版动力换挡装置。主要由液压离合器和行星轮系组成,结构简单,降低了制造成本,实现了拖拉机传统手动变速箱动力换挡功能,极大地解决换挡过程中出现动力中断的问题,大大降低了换挡时的冲击载荷,提高了换挡品质。

一种拖拉机离合器散热装置设计

【目的】在大马力拖拉机使用过程中,由于离合器摩擦片受热变形易导致离合器分离不彻底引起摘挂挡困难等故障,故如何解决大马力拖拉机离合器散热问题是当下各大拖拉机主机厂亟待解决的问题。【方法】本研究结合拖拉机干式双作用离合器的结构特点和实际使用情况对大马力拖拉机离合器热变形的成因进行了具体分析,通过对不同散热方案的讨论,最终提出了一种适用的拖拉机离合器散热装置,该装置通过离合器壳体的转动加快离合器所在空间的空气流动,同时通过管路连接将热空气引至拖拉机空气滤清器管路中,起到了降低离合器温度的作用。【结果】该拖拉机离合器散热装置结构简单、可靠性高、对拖拉机的改动小且便于执行,能够有效地对拖拉机离合器进行散热。【结论】本研究设计的拖拉机离合器散热装置对解决由于离合器热变形等问题导致的部分拖拉机故障、提高驾驶员的驾驶感受等具有巨大的改善作用,有利于延长离合器的使用寿命,降低离合器的故障率。

拖拉机双离合器自动变速器换挡品质评价指标

针对双离合器自动变速器拖拉机在田间高负载作业工况下进行换挡时,原换挡品质评价指标不能充分考察对性能的影响,提出了变速器输出转矩传递系数和变速器输出转矩2个评价指标。归纳了奇数挡和偶数挡离合器接合与分离时序对换挡品质影响规律,建立了拖拉机DCT换挡动力学模型和换挡品质仿真模型。以东方红1804拖拉机为研究对象,对其犁耕工况进行了仿真分析,结果表明:当离合器油压上升滞后时间分别为0、0.1及0.2 s时,对应的变速器最小输出转矩传递系数分别为0.42、0.36及0.12,变速器最小输出转矩分别为2 257、1 932及725 N·m,产生的动载荷逐渐增大,拖拉机动力性变差;提出的2个换挡品质评价指标可较好地对换挡过程中产生的动载荷和拖拉机动力性进行评价,对原换挡品质评价指标进行了补充,完善了拖拉机DCT换挡品质评价体系。该研究为拖拉机双离合器自动变速器换挡控制策略制定提供了理论依据。

基于生物力学模型的拖拉机离合踏板人机工程设计

针对拖拉机离合踏板人机工程设计不足导致驾驶员容易产生疲劳的问题,该文搭建了驾驶员-离合踏板人机交互特性测试系统,基于试验结果分析了拖拉机驾驶员-离合踏板人机交互特性。在Any Body生物力学软件中建立了拖拉机驾驶员-踏板生物力学模型,并采用表面肌电测试结果验证了仿真模型的合理性。提出下肢关节出力程度为舒适性主观感受评价指标,基于仿真结果定量研究了离合踏板阻力和踏板布局对驾驶员踏板操纵舒适性影响规律和驾驶员人体尺寸对踏板布局的影响,给出不同人体百分位尺寸前提下踏板布局极限尺寸的推荐范围。通过优化踏板连杆长度、连杆夹角以及踏板-座椅布局降低踏板阻力,驾驶员下肢受力最大值从154 N降低到120 N,降低了22%,驾驶员下肢关节出力程度降低了20.98%,本文提出的研究方法及其研究结果可为拖拉机踏板人机工程设计提供参考。

拖拉机链式金属带功率分流无级变速箱换段品质分析（英文）

拖拉机链式金属带功率分流无级变速箱具有多个工作区段,带载换段时容易产生冲击甚至引起动力中断,是该类变速箱研发过程中迫切需要解决的问题。目前该领域研究较少,为了揭示各因素对链式金属带功率分流无级变速拖拉机换段品质的影响规律及作用机理,本研究对其换段过程进行了仿真研究。首先,阐述了所研究拖拉机链式金属带功率分流无级变速箱的传动原理,分别从无级调速特性、牵引特性、PTO功率和燃油经济性等方面对其可行性进行了计算分析;其次,构建了链式金属带功率分流无级变速箱换段液压系统的动力学模型并进行了试验验证,以此为基础,进一步构建了变速箱及拖拉机整机换段动力学模型;最后,给出了换段品质的3项评价指标,并对各因素对换段品质的影响规律及机理进行了仿真研究。仿真结果表明:该变速箱的传动特性与传统机械换挡变速箱相当,但燃油经济性优于传统机械换挡变速箱(低速重载工况下小时油耗降低约0.3 kg/h)和传统金属带无级变速箱(系统比油耗降低约20 g/(kW·h))。此外,较低的发动机转速(1 200 r/min)、适中的充油压力(5 MPa)、较高的充油流量(10 L/min)、理想换段点前换段(提前约0.2 s)与重叠时序换段(重叠约0.2 s)均可改善换段品质,而变速箱输出轴转动惯量、拖拉机质量以及负载等因素对换段品质的影响较为复杂,各项指标对其换段品质的评价并不统一,在拖拉机设计阶段需要综合考虑。链式金属带功率分流无级变速箱非常适合中小功率拖拉机传动,不仅经济,而且换段品质具有可控性,具有继续研究的价值,该研究结果可为中小功率无级变速拖拉机传动系统的设计提供理论支撑。

拖拉机双离合器自动变速器传动系统建模与仿真分析

拖拉机双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission of Tractor,DCT)以其独特的双离合器、双输入轴结构特点,克服了拖拉机手动变速器换挡过程中动力中断的缺点,对提高拖拉机的工作效率来说,是一个很大的进步。为此,建立了拖拉机发动机模型和DCT传动系统动力学模型,并提出将换挡过程分为5个阶段;基于MatLab/Simulink/Stateflow软件平台,建立了拖拉机DCT传动系统的仿真模型,对换挡过程进行了仿真。结果表明:通过该仿真模型可以观测油压、转速、转矩、冲击度及滑磨功等参数的变化情况,并可在不同工况下比较相关参数在不同工况下的变化,旨在为双离合器自动变速器在拖拉机上的应用研究提供了一些基本的理论依据和模型基础。

拖拉机液压机械无级变速箱换段控制优化与试验

为了提高无级变速拖拉机的换段质量,该文对所开发的一种新型液压机械无级变速箱的换段过程进行了试验研究。离合器充油特性试验中,通过改变离合器控制油路参数,获得主油路压力与充油流量对换段时间的影响规律;单因素加载试验中,通过单独改变发动机转速、主油路压力、充油流量、负载转矩,获得各因素单独作用时对换段质量的影响规律;多因素组合加载试验中,设计了3水平4因素组合试验方案,对多个因素综合作用时的变速箱换段质量问题进行了研究;时序优化试验中,通过控制器改变离合器动作时机,获得最佳的换段时序。试验结果表明:离合器主油路压力、充油流量可通过影响换段时间而间接影响到换段质量;重叠时序换段会引起油压陷阱,证明了重叠换段的安全性和可行性;单因素作用时,换段质量与离合器压力、流量正相关,与负载转矩负相关,与发动机转速无关;多因素共同作用时,换段质量的主次影响因素依次为充油流量、负载转矩、主油路压力、发动机转速;此外,采用重叠时序换段可显著改善换段质量。根据试验结果得出,为使该变速箱获得最佳的换段质量,其离合器主油路压力应取值4MPa,充油流量取值5L/min,重叠时序取值120ms。该结论为换段控制策略的制定提供了重要参考。

湿式多片换档离合器的设计

湿式多片换档离合器是动力换档拖拉机传动装置中主要部件之一。为此,系统地论述了该离合器的结构特点并对摩擦片、回位弹簧、快速排油阀等关键部件进行了设计;对冷却润滑的实现及密封装置的选择,对离合器的扭矩容量、热容量及其寿命进行了分析计算。

拖拉机离合器接合过程仿真与寿命设计

建立拖拉机机组、发动机离合器和拖拉机机组外阻力矩的数学模型,进行离合器接合过程仿真,以便准确地计算出滑磨功,并获取相应的仿真曲线,为拖拉机离合器寿命设计提供依据。

拖拉机离合器压盘的热应力分析研究

在温度场影响下,拖拉机离合器压盘在使用过程中常出现热烧蚀、热开裂等问题,大大降低了离合器总成的使用寿命。为解决上述问题,通过测绘280离合器压盘实物,在Solid Works中,建立了完整的压盘实体模型,通过图形设备接口将其导入到了ABAQUS软件中,建立了有限元模型,经过热应力耦合分析计算得出压盘在滑磨过程中的受热及受力情况。同时,根据分析结果对压盘的结构进行了改进设计,得出了合理的压盘设计方案。结果表明:改进后的压盘轴向变形量降低了6.9%,应力峰值降低了11.96%。

拖拉机离合器外壳成形工艺分析及模具设计

由于拖拉机底盖—离合器外壳覆盖件尺寸较大,曲面质量要求高,模具设计过程中不能完全采用标准件。为了得到完整合格的零件,故在模具设计中增加了一些必要的工艺结构,如加强筋控制金属流向显得尤为重要。同时,以Pro/E软件为基础进行三维造型设计,基于DYNAFORM软件进行有限元分析,用分析所得到的结果对比模具不足之处进行修改,从而减少了模具的调试周期,缩短了新模具的开发时间。

一种拖拉机离合器动液压助力操纵系统

介绍了一种拖拉机离合器动液压助力操纵系统,该系统具有简单紧凑、操纵轻便、反应灵敏、安全可靠、自动补偿等特点。

一种拖拉机离合器操纵系统

介绍了一种拖拉机离合器操纵系统,该系统具有自动补偿、免维护等特点。

拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的有限元分析与设计

针对拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的断裂情况,采用有限元与数值计算相结合的方法对其进行分析。根据推导出的分离杠杆应力计算公式,获得了影响应力大小的因素。结果表明,采用有限元法得到的分离杠杆应力集中部位与故障位置吻合,仿真结果与数值结果一致,分离杠杆折弯是影响其应力的最主要因素。建立的有限元模型真实地反映了分离杠杆的受力、应力变化规律,为拖拉机离合器操纵机构分离杠杆的设计与改进提供了参考。

48kW拖拉机离合器设计与分析

进行了48 kW拖拉机离合器的设计并进行了结构改进:增加一套副离合器操纵系统,节省驾驶员的体力;开有梯形槽的碟形弹簧在制造过程中易产生应力集中,把梯形槽改为弧形槽使离合器寿命大有提高。