拖拉机自动换挡规律研究

【摘要】：自动变速器在汽车上的应用较多，汽车的换挡规律研究也较为成熟，而国内外对拖拉机的换挡规律研究较少，又因拖拉机工况复杂，驾驶员换挡频繁，负荷变化较大，因此不能简单的把汽车的换挡规律应用到拖拉机上，若拖拉机装备了自动变速器，则会大大降低驾驶员的劳动强度，提高生产效率，改善拖拉机的燃油经济性。然而自动变速系统控制模块的关键部分是换挡规律，其优劣将直接影响自动变速器的换挡性能，进而影响到拖拉机的动力性、经济性和舒适性。因此，本文针对拖拉机换挡特性进行研究分析，以最佳动力性和最佳燃油经济性为目标确定拖拉机换挡规律。 通过对发动机的速度特性、负荷特性以及调速特性的分析，得到发动机工作效率的主要影响因素，并建立发动机的动力学、拖拉机的离合器部分及变速箱等部分相应的数学模型。 分析了拖拉机发动机动力性和燃油经济性，制定了建立动力性换挡规律和燃油经济性换挡规律的方法，分析了拖拉机的牵引效率及其影响因素，以上海-50拖拉机为例，确定了以驱动力、速度和油门开度为三控制参数的综合换挡规律，研究得到当拖拉机发动机在标定转矩附近工作时，其动力性和燃油经济性较好。 研究拖拉机的动力学模型，建立了拖拉机运动学方程并利用Matlab/SimuLink工具建立了仿真模型。建立了换挡规律的控制模型，通过输入参数油门开度、驱动力和速度，选择动力性模块或燃油经济性模块，进而判断是否需要换挡。 最后对拖拉机两种典型工况（田间作业和道路运输作业）进行仿真，仿真的结果验证了拖拉机换挡规律的正确性，该换挡规律可以使拖拉机在田间作业时满足动力性要求，在道路运输作业时满足燃油经济性要求。