動力換擋變速器具有換擋過程功率流不中斷以及自適應(yīng)作業(yè)負載波動的特點,在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率方面相比傳統(tǒng)手動機械變速器具有顯著的優(yōu)越性,因而具有可觀的應(yīng)用前景。深入研究動力換擋技術(shù),為我國自主研發(fā)動力換擋變速器提供理論基礎(chǔ),是推進我國拖拉機變速器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的現(xiàn)實需要。本文針對大馬力拖拉機組合式變速器動力換擋控制過程、控制目標、控制方法以及控制元件工作特性進行了深入研究。研究內(nèi)容如下:(1)分析組合式變速器三段變速機構(gòu)串聯(lián)傳動的結(jié)構(gòu)特點,解析了動力換擋工作過程,設(shè)計了與組合式變速器相匹配的電液控制系統(tǒng)液壓回路,建立了拖拉機傳動系統(tǒng)仿真模型。(2)進行動力換擋分相動力學(xué)分析,將動力換擋過程分為低擋轉(zhuǎn)矩相,滑磨相和高擋轉(zhuǎn)矩相,導(dǎo)出各相沖擊度、滑磨功和輸出轉(zhuǎn)矩計算式,構(gòu)建了動力換擋品質(zhì)三因素評價體系。(3)在分析動力換擋品質(zhì)關(guān)鍵影響因素的基礎(chǔ)上,提出運用模式搜索算法優(yōu)化動力換擋品質(zhì)。聯(lián)立離合器油壓線性變化規(guī)律表達式、各相換擋品質(zhì)評價指標計算式構(gòu)建換擋品質(zhì)多目標優(yōu)化函數(shù),采用加權(quán)系數(shù)法對多目標函數(shù)進行預(yù)處理,精確優(yōu)化了離合器油壓變化規(guī)律,有效改善了動力換擋品質(zhì)。(4)為了減少動力換擋過程中離合器接合瞬間產(chǎn)生的軸向動載荷,設(shè)計了離合器活塞在空行程階段的目標位移變化規(guī)律,實現(xiàn)了離合器位移跟蹤控制,并提出一種減小離合器位移跟蹤誤差的優(yōu)化方法,提高了離合器位移跟蹤精度。(5)針對傳統(tǒng)開關(guān)閥復(fù)位彈簧疲勞失效問題,設(shè)計了一種采用微電機驅(qū)動的新型開關(guān)閥,建立了新型開關(guān)閥動力學(xué)模型,研究了其動態(tài)特性和靜態(tài)特性。新型開關(guān)閥通過絲杠自鎖維持閥芯位置恒定,具有穩(wěn)定的開關(guān)性能。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S219.032.1
【部分圖文】：

圖 1.1 手動機械式變速器Fig 1.1 Manual transmission液壓變速器液壓變速器（Hydro-Static Transmission, HST）主要由泵、馬達以組成。1950 年，英國人最先在拖拉機上實現(xiàn)靜液壓傳動[7]。隨后軍事和民用領(lǐng)域均得到長足的發(fā)展，并衍生出多個子類型。各種 H大同小異，都是發(fā)動機驅(qū)動泵，泵通過油液驅(qū)動馬達，馬達再將變速機構(gòu)，完成能量從機械能到油液壓力能再到機械能的轉(zhuǎn)換，如拉機靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)采用變量泵和變量馬達搭搭配，通過調(diào)節(jié)二實現(xiàn)無級變速功能，換擋平順[8]。靜液壓變速器無離合器，但有一機起步和怠速時使用。靜液壓變速器的缺點在于部分載荷下傳動

圖 1.1 手動機械式變速器Fig 1.1 Manual transmission液壓變速器壓變速器（Hydro-Static Transmission, HST）主要由泵、馬達以成。1950 年，英國人最先在拖拉機上實現(xiàn)靜液壓傳動[7]。隨后事和民用領(lǐng)域均得到長足的發(fā)展，并衍生出多個子類型。各種 同小異，都是發(fā)動機驅(qū)動泵，泵通過油液驅(qū)動馬達，馬達再將速機構(gòu)，完成能量從機械能到油液壓力能再到機械能的轉(zhuǎn)換，如機靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)采用變量泵和變量馬達搭搭配，通過調(diào)節(jié)二現(xiàn)無級變速功能，換擋平順[8]。靜液壓變速器無離合器，但有一起步和怠速時使用。靜液壓變速器的缺點在于部分載荷下傳動

現(xiàn)無動力中斷換擋的原理為：變速器中存在不少于 2 條的功率傳件（離合器、制動器）的分離和接合控制每條功率傳遞路徑的動 TCU 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的換擋條件自動下達換擋指令，驅(qū)動液壓控制位離合器分離，同時待換擋位離合器接合。實現(xiàn)離合器合理接合技術(shù)是動力換擋的關(guān)鍵技術(shù)，也是技術(shù)難點。適應(yīng)特種作業(yè)環(huán)境，拖拉機擋位多，采用增加傳動軸以擴展擋位拉機變得笨重[11]。解決辦法是采用動力換擋變速機構(gòu)和其他類型動方案，。駕駛員操縱主變速器選取變速段，動力換擋變速機構(gòu)在換擋。這種部分動力換擋變速器也叫組合式變速器。與此對應(yīng)地速器，無需額外的機械變速器，實現(xiàn)全段自動換擋。這種全動力，研發(fā)成本也比部分動力換擋變速器高。按照機械傳動方案的不速器也可劃分為定軸式和行星式[12]。定軸式也稱平行軸式，結(jié)構(gòu)器模塊化設(shè)計；行星式優(yōu)點在于傳動效率高[13]。圖 1.3 為定軸式動三根傳動軸互相平行，每根軸上有一個離合器包，離合器包外側(cè)動。

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本文編號：2818360