下载文档原格式
技术改造液压机无级变速转动在拖拉机上的应用分析章 森1 赵建超1 石新旭2（1.洛阳路通农业装备有限公司，河南 洛阳 471132；2.洛阳丰收芬美得农业机械装备有限公司，河南 洛阳 471600）摘 要：目前，国内外的研究主要集中在液压机械无级变速器上，针对适用于中小功率拖拉机的静液压传动系统的研究较少。
本文采取静态拖拉机的液压传动系统为研究对象，研究最优经济匹配和控制策略下的拖拉机稳定的操作速度，具有重要意义，提高拖拉机的经济和操作质量，减少司机的劳动强度。
关键词：拖拉机；无级变速传；液压机1、前言我国农业现代化进程正在加快，推动农业生产装备现代化朝着智能化、规模化的方向发展。
同时，环境污染的问题，能源短缺仍然是严重的，所以现代农业生产低排放，低污染等节能和环境保护的绿色农业机械需求增加2025“中国制造”在中国实施纲要》将智能农业装备研发关键领域的发展；“十三五”发展规划将农业机械现代化、智能化、规模化列入重点研发计划。
液压无级变速传动理论早在20世纪初被有关学者提出，但由于液压元件的制造水平和控制技术发展的限制并不成熟，所以当时没有得到应用推广，直到1960年代液压元件制造技术和电子控制技术的发展，液压无级变速器作为农业生产的核心装备，开始在军用车辆和重型车辆拖拉机上得到应用，需要道路运输和野外作业等任务，往往在复杂环境条件下工作，外负载波动频繁且较大，这对拖拉机的动力性能和燃油经济性提出了更高的要求。
传统的无级变速拖拉机为了满足的需求的多样性，需要设置更多的齿轮，司机操作过程中需要频繁的转变，适应外部环境变化的负载和不同的需求，增加了司机的劳动强度，而且很难保证拖拉机在经济状况的工作，增加燃料消耗。
作为车辆传动系的理想模式，CVT可以不断根据外部经营环境改变传动比和发动机的工作状态，以便拖拉机工作在经济状态，提高拖拉机的燃油经济性，减少转移的影响，减轻司机的劳动强度。
因此，无级变速传动技术的道路拖拉机传动系统开发过程，并实现农业拖拉机发动机的关键技术研究和开发智能，电液化和自动控制，提高自动化水平农业拖拉机、经济、动力性能和减轻司机的劳动强度具有重要的意义。
拖拉机液压机械无级变速器特性研究液压机械无级变速器(Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission，简称HMCVT)是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动的可控调速与机械传动相结合实现无级变速。
该装置的采用能大幅度地提高车辆的动力性、经济性和操作自动化水平。
对适用于农业拖拉机的液压机械无级变速器传动方案的设计理论和方法、发动机与传动系统的匹配理论、传动系统动态特性和性能试验的研究，具有重要的理论和工程实用价值。
对液压机械无级变速传动理论进行了系统的分析，导出了输入、输出分流两种传动形式的特性关系式，分析了结构参数对其性能的影响规律，指出了输出分流式传动较适合于车辆传动。
结合拖拉机的实际工作要求，确定了拖拉机液压机械无级变速器传动方案，通过优化设计给出了其结构参数，并对其无级调速特性、转矩特性、功率分流特性、功率流特性、效率特性、牵引特性进行了分析，并对装有液压机械无级变速器的拖拉机与原拖拉机的牵引性能进行了分析比较。
利用发动机的试验测试结果，建立了发动机输出转矩模型和燃油消耗率模型，确定了关于发动机的最佳动力性和最佳燃油经济性的转速调节特性。
根据拖拉机不同作业项目对发动机功率不同的要求，提出了三种作业模式。
研究了各作业模式下发动机与拖拉机液压机械无级变速传动系统的匹配机理及匹配实现方案，并提出了相应的匹配评价指标，分析比较了装备液压机械无级变速器的拖拉机与原拖拉机的动力性能和经济性能。
应用功率键合图理论，建立了拖拉机液压机械无级变速传动系统的数学模型，推导了系统的状态方程，设计了实用的模糊自适应PID控制器，对两种典型工况下无级变速传动系统动力性和经济性进行了动态特性仿真，分析比较了不同工况下无级变速传动系统的动态特性。
基于车辆新型动力传动实验台，完成了拖拉机液压机械无级变速器稳态和动态两种工况下的性能试验，验证了液压机械无级变速传动理论的正确性及其特性。
浅析拖拉机液压机械无级变速器设计发布时间：2022-05-12T02:49:03.383Z 来源：《科学与技术》2022年第3期作者：连觅真王真真[导读] 拖拉机液压机械无级变速器是由液压传动系统和多档有级式变速箱联合组成，其中液压传动系统由行星机构、变量泵以及定量马达共同构成连觅真王真真第一拖拉机股份有限公司大拖公司河南洛阳，471000摘要：拖拉机液压机械无级变速器是由液压传动系统和多档有级式变速箱联合组成，其中液压传动系统由行星机构、变量泵以及定量马达共同构成。
液压机械无级变速器高于传统的液压变速器，他能够实现拖拉机的连续无级状态变化，使拖拉机在没有任何物质牵引的情况下进行运动。
本研究将集中分析液压元件以及机械设备的相关参数，通过对变速器无级调速的特点来分析该变速器设计和应用的场景。
关键词：拖拉机；液压机械；无级变速器；牵引前言拖拉机野外作业环境较为复杂，多数情况下甚至需要应对恶劣的作业环境。
外界负荷的变化会影响到拖拉机发动机的使用，因此为了进一步的保障拖拉机使用过程中的安全性和稳定性，维护人民的经济利益，在此将传统的拖拉机多档变速箱脱离出来，希望能够通过提升拖拉机的使用速率来努力实现换挡变速。
但是考虑到拖拉机的档位有限，即便是换挡变速也无法实现无级连续变速，因而想要实现连续，就要增加拖拉机的档位，但与此同时变速箱的机械结构也会被彻底的改变，复杂程度加深并不一定有利于该拖拉机设计方案的长远发展[1]。
综合以上各类情况，最终本研究选取了液压机械无级变速传动装置，这是通过液压功率流和机械功率流并联发动的新式传动装置，具备高效率和高传输率的优势。
不仅在实际操作过程中表现出了良好的实用性，其经济效益和可推广能力呈现也十分的优秀。
一、确定拖拉机液压机械无级变速器设计方案（一）、设计对象及基本参数设定本研究选定的设计样本为东方红1302R型橡胶履带拖拉机，该机型的变速箱为（6＋2）档，是较为传统的拖拉机机型。
农业机械传动系统的优化设计与动力匹配农业机械在现代农业生产中起到了非常重要的作用，它们的运转依赖于传动系统来传递动力和承担负载。
优化设计和动力匹配对于农业机械的高效运行和提高生产效率至关重要。
本文将探讨农业机械传动系统的优化设计和动力匹配的相关内容。
首先，进行农业机械传动系统的优化设计需要考虑诸多因素。
首先是选择适当的传动方式。
常见的农业机械传动方式有机械传动、液压传动和电动传动等。
不同的传动方式有不同的优缺点，要根据具体的应用场景和需求来选择合适的传动方式。
其次是选择适当的传动组件。
传动系统的核心是传动组件，包括齿轮、轴承、传动带等。
它们的选用应考虑到负载、转速、噪音和寿命等因素，以保证传动系统的稳定性和可靠性。
此外，还需要考虑传动系统的传动比和变速范围，以满足不同工作情况下的需求。
最后，设计传动系统还需要注重综合经济性和环保性，选择合适的材料和润滑方式，以降低能耗和减少对环境的影响。
其次，进行农业机械传动系统的动力匹配需要考虑农机的功率需求和动力来源。
农业机械的功率需求与其工作负载、作业速度和工作环境等因素有关。
通过合理的功率计算，可以确定农机所需的功率范围，进而选择适当的动力来源。
一般来说，农机的动力来源包括内燃机、电动机和液压驱动等。
不同的动力来源有不同的特点和优势，要根据具体的应用场景来选择合适的动力来源。
同时，还需要考虑动力传递的方式，包括直接传动和间接传动。
在实际应用中，可以根据需求选择合适的传动方式，以提高农机的效率和灵活性。
此外，在农业机械传动系统的优化设计和动力匹配过程中，还需要考虑农机的可靠性和安全性。
传动系统的可靠性是指在一定时间内正常工作的能力，包括传动组件的选择和配合、设计参数的合理选取等。
合理的设计和选材可以提高传动系统的可靠性，减少故障的发生。
而农机的安全性是指在运行中避免事故和伤害的能力。
传动系统应具备一定的安全保护装置，如限位器、过载保护器等，以保护农机和操作人员的安全。
液压机械无级变速箱在大功率拖拉机中的应用研究阐述了液压机械无级传动的原理，并根据分、汇流形式进行了分类；指出了液压机械无级传动的特点及发展优势；详细分析了液压机械无级传动的国内外研究现状以及应用情况，为液压机械无级传动的深入研究提供了借鉴资料。
标签：液压机械；无级变速；应用1 液压机械无级传动原理及分类液压机械无级变速器（HMCVT）是基于17世紀中叶帕斯卡提出静压传递原理，与机械传动相结合的新型传动装置。
变速箱系统可分为两部分，液压系统和机械系统。
液压系统主要由泵和马达组成，机械系统主要由机械传动部分组成。
功率流由发动机输出后经分流机构分成两路，一路经液压系统传递，另一路经机械系统传递，最终通过汇流机构实现功率汇流，并向后传动部分输出。
HMCVT 结合了液压传动功率大、可实现无级变速和机械传动效率高的优点实现了发动机功率的有效利用。
由于液压机械传动采用分流和汇流机构，因此可根据功率分流与汇流的形式入手，将液压机械传动方式进行分类。
分、汇流形式有定轴齿轮副和行星齿轮机构两种[1]。
从加工工艺及成本来讲，分流机构以定轴式居多，汇流式以行星式居多。
根据液压传动系统的变量元件的不同可分为变量泵与定量马达、定量泵与变量马达、变量泵与变量马达三种调速回路系统。
2 液压机械无级传动的特点2.1 传动功率大、效率高液压机械无级传动系统采用了机械传动部分传动效率高的优点和液压传动部分传动功率大的特点，结合了机械传动和液压传动的优点，同时规避了两者的缺点，使得液压机械无级传动传动功率大，传动效率高，相比于传统的机械传动方式传动功率增大了2倍，效率提高30%左右。
2.2 可实现自动无级变速液压装置与机械装置的结合实现了机械有级变速基础上的无级变速，使车辆运行更加平稳。
液压机械无级传动系统可采用改变变量泵排量的方式实现车辆的自动变速，提高了工作效率，降低了驾驶员的驾驶强度。
3 应用现状分析3.1 国内应用现状国内对于液压机械无级传动的研究起于上世纪70年代，北京理工大学的研究最为深入，主要集中在坦克和履带装甲车辆等重型车辆的传动方向。
谈发动机与农机具的合理匹配【摘要】发动机作为拖拉机、工程机械、运输机械、排灌机械、农副产品加工机械等的配套动力，在实际使用中，不同工况的能耗是不一样的。
合理匹配就是使农机的高效工况处于内燃机的最低油耗区域内，从而使单位作业的油耗接近最低点。
不然，即使选用节能产品也不能做到真正节能。
【关键词】发动机；农机具；合理匹配一、合理匹配与节能的关系我国现在生产的中小功率柴油机，在标定工况的耗油率水平与外国先进水平相比，差距不大。
但是，柴油机并不常在标定工况下工作，有些工作是部分负荷，因此，要真正达到节能要求，不仅标定工况耗油率要求低，而且部分负荷工况的耗油率也要求不明显增加，以保证柴油机的常用工况处在最低耗油率区域内，从而降低单位作业耗油量。
由上述可见，内燃机使用中还存在着严重不合理现象。
节能潜力的发挥就在于合理匹配和正确使用。
二、合理匹配的原则根据作业要求，选择好农业机械。
然后根据农业机械的常用的扭矩和转速工况来选择内燃机，切忌按个别瞬间的工况点来进行选择，选择内燃机时要考虑如下原则：1.内燃机和农业机械的功率匹配农业机械工作条件常常变化，会出现短期超负荷现象或不满负荷现象，另外在动力传动中功率有损耗，以传动效率η传表示。
为了保证农业机械正常工作，选用的内燃机标定功率要比农业机械常用的轴功率大一些。
所选用的内燃机标定功率按下式计算：n内=k（n机/η传）式中：k——功率匹配系数；n机——农业机械的常用轴功率；η传——传动效率。
在工作中，当负荷较稳定时，功率匹配系数取小值，当负荷不稳定且在超负荷现象时，取大值；作业机械的轴功率较小时取较大值，轴功率较大时取较小值。
此外，各型内燃机具有不同的扭矩储备系数，当扭矩储备系数较大时取较小值，扭矩储备系数较小时取较大值。
2.内燃机与农业机械在扭矩和转速规范方面的匹配内燃机与农业机械功率合理匹配的前提条件是必须满足扭矩和转速规范的合理匹配。
即所选择的扭矩和转速工况，一方面要保证农业机械作业效率和作业质量的要求，另一方面又要保证内燃机在接近标定扭矩和标定转速工况下工作。
分析拖拉机液压机械无级变速器设计摘要：拖拉机液压机械无极变速器可以根据拖拉机不同的作业模式实现不同的发动机转速、转矩的匹配。
基于液压机械换段等比传动的连续性，对各区段齿轮的参数和传动比进行了设计，并对变量泵和定量马达的匹配进行了选型。
根据拖拉机液压机械无级变速器试验要求，分析了变速器的结构和工作原理，并提出了变速器的试验台设计方案。
结果显示，所设计的试验台自动化程度高、运转平稳，满足设计要求。
关键词：拖拉机；液压机械；无级变速器；试验台拖拉机液压机械无级变速器是一种并联机械功率流与液压功率流的新型传动装置，利用机械传统联合和液压传动达到无极变速，并利用机械传动达到传动高效率。
该变速器具有无级调速的良好特性，不仅可以极大地提升车辆的燃油动力性和经济性，还可以实现大功率的传递，因此在大功率车辆中有着非常广阔的应用前景。
自1970年后，液压机械无级变速器开始进入商品化应用阶段。
1990年后，液压机械无级变速器开始被应用于拖拉机中。
而我国对液压机械无级变速器的研发起步较晚，因此在1970年后才开发出样机。
1、无级变速器的结构和工作原理该液压机械化无级的变速箱，其所面临着的运行环境通常会有不明工况的情况存在，复杂性地负荷情况相对较多。
为便于对其实际运行原理开展分析与研究工作，本次实践研究充分考虑到在水田与旱地作业条件下运行的拖拉机之上开展实践应用操作。
依据旱田与水田不同的作业条件，对其不同速度段实际情况开展分析工作，并对该液压机械化无级的变速箱开展方案设计工作，在该液压机械化无级的变速箱实际传动设计方案当中，发动机的发出功率实际分流功能主要是由i3予以实现操作，分流之后借助液压路及机械路系统实现各自传递操作，并通过K1、K2进行回流操作，再借助机械实现传动输出操作。
拖拉机液压机械无级变速器是由定量马达和变量泵构成，具体由多挡有级变速箱、液压传动系统、单行星排机构等构成。
发动机的输出功率通过分流机构可以分为机械功率流和液压功率流，机械功率流通过换挡离合器传递到行星排的行星架或齿圈，液压功率流通过变量泵定量马达组成的传动系统传递到太阳轮。
