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拖拉机自动换挡规律研究

张龙  
【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。


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