發(fā)布時間：2020-11-20 07:37

　　 液壓機械無級變速器(HMCVT)是一種新型復合無級變速裝置,綜合了液壓傳動和機械傳動的優(yōu)點,可根據(jù)負載與行駛速度要求實現(xiàn)速比的連續(xù)調(diào)節(jié),結合采棉機與發(fā)動機的速比匹配,可提高采棉機的燃油經(jīng)濟性。為提高國產(chǎn)采棉機傳動系統(tǒng)的綜合性能,本文從傳動方案、模型搭建、換段策略、試驗臺架和測控系統(tǒng)等方面對液壓機械無級變速器進行了研究。針對國產(chǎn)采棉機在采收作業(yè)過程中行走速度無法自適應作業(yè)條件、環(huán)境、植棉密度和行駛阻力的變化,采棉機發(fā)動機與變速箱速比匹配不合理,變速過程挫鈍。綜合分析現(xiàn)有的自走式采棉機作業(yè)特性,本文結合液壓機械無級變速傳動原理,設計了一種基于采棉機的液壓機械無級變速器。運用理論分析、仿真試驗和臺架試驗研究相結合的方法,研究了該液壓無級變速器的傳動特性,構建了變速器傳動系統(tǒng)仿真模型,開發(fā)了換段調(diào)速過程的控制策略,并利用動力學仿真軟件優(yōu)化換段過程,設計液壓無級變速器試驗臺及測控系統(tǒng),進行了該變速器自適應試驗,試驗結果表明,其工作性能滿足采棉機行駛自適應的要求。研究內(nèi)容如下:1.研究液壓機械無級變速器的傳動速比和轉矩傳遞規(guī)律;結合發(fā)動機外特性與采棉機作業(yè)工況,設計HMCVT傳動方案,建立該HMCVT傳動系統(tǒng)數(shù)學模型,并對其進行結構設計及優(yōu)化。2.基于HMCVT傳動方案和其數(shù)學模型,構建了泵—馬達容積調(diào)速回路、離合器液壓控制油路和復合行星輪系等HMCVT動力學仿真模型;根據(jù)John Deere 4045HYC11柴油發(fā)動機的輸出參數(shù),運用試驗建模的方法,構建了發(fā)動機控制模型;根據(jù)HMCVT換段過程,運用狀態(tài)機與流程圖構建時序邏輯決策,設計了HMCVT換段控制邏輯,實現(xiàn)了HMCVT仿真模型連續(xù)無級換段,驗證了HMCVT傳動方案與數(shù)學模型的合理性。3.根據(jù)模糊PID控制、灰度預測控制和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡控制理論,確定了適合于本變速器的控制算法,通過HMCVT仿真試驗,驗證了在工況速度自適應特性、運輸速度自適應試驗和負載自適應試驗中所設計的灰度預測模糊PID控制器有較好的自適應性和魯棒性。4.根據(jù)采棉機HMCVT的傳動方案,搭建了包含發(fā)動機、變速器、磁粉制動器以及相關監(jiān)測儀器的試驗臺;針對HMCVT進行相關數(shù)據(jù)的采集與處理,根據(jù)HMCVT傳動原理與換段過程,運用STM32F407單片機,設計HMCVT上位機和下位機控制器的測控系統(tǒng),為變量泵、離合器和制動器的動作切換提供控制信號。經(jīng)試驗驗證:HMCVT實現(xiàn)了連續(xù)無級調(diào)速過程,試驗結果與仿真結果基本一致,滿足采棉機的行駛要求。
【學位單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S225.911
【部分圖文】：

Agrotron變速器傳動方案簡圖

S-Matic液壓機械無級變速器

Eccom4段式液壓機械變速箱Fig.1-2S-Matichydro-mechanicalCVTFig.1-3Eccomfour-stagehydraulicmechanical
【參考文獻】

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本文編號：2891163