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液压机械无级变速传动(简称HMCVT)是采用双模式来传递功率的一种传动方式,即同时采用的是液压流和机械流并联的传动方式。这类传动方式的传动效率高,而且其传递的功率比较大,还能够实现无级变速。这些特点使得HMCVT系统在大功率农用拖拉机上有更大的发展价值。 本论文通过对几种不同的液压机械无级变速传动方案及其基本原理进行分析比较,然后确定了该传动系统的方案。利用定义计算液压调速系统的效率,然后运用封闭行星齿轮传动效率计算原理得出行星排齿轮的传动效率,最后得到整个无级变速传动系统的效率。对液压系统的特性分析,得出其系统压力、变量泵的输入转速和排量比是影响液压系统效率的主要因素。最后结合液压和机械系统,分析行星排特性参数、齿轮传动比i1i2和液压系统的效率等因素对机械传动的效率的影响。 根据选取的发动机类型,确定了变量泵调速系统的类型。通过分析液压机械无级变速器中的各个参数对系统效率的影响,并结合农用拖拉机在实际作业中对速度的要求,设计出了液压机械无级变速传动系统的参数,对系统的速度、转矩和功率分流比特性进行了分析。同时也对系统的效率特性进行了分析,最后分析了发动机转速、转矩和变量泵的排量比e对无级变速系统效率的影响。 利用ITISimulationX软件建立了液压机械无级变速器的整个系统模型,其中包括根据发动机实验数据建立的发动机模型、变量泵调速系统模型、齿轮模型、离合器模型和车身模型。对变量泵调速系统的输出转速和效率特性进行了测试仿真,结果证明了所建立的变量泵调速系统模型是正确的。对液压机械无级变速传动系统的速度、转矩和系统的多段效率进行了仿真,验证了系统模型建立的可行性,而且也验证了液压机械无级变速传动系统具有较高的效率特性。 大功率拖拉机一般是用在乡间田地的,其工作环境是非常恶劣的,而且其外部载荷的变化是非常频繁的。为了使拖拉机适应不断变化的载荷和阻力,需要发动机和液压机械传动系统能够适当的匹配。在本文中,匹配原则是在满足动力性的条件下,使发动机油耗最低。本文采用油门开度和传动比二元协同控制的方法来实现拖拉机最佳燃油经济性,并在最佳燃油经济性下稳定行驶。本文还确定了目标传动比的计算方法和目标传动比的控制图。在ITISimulationX软件中建立二元协同控制的HMCVT控制模型,针对运输作业和牵引作业两种工况进行仿真分析,仿真结果表明发动机能够在最佳经济特性曲线下运行,并在牵引阻力改变时能够稳定行驶。