拖拉机液压机械无级变速器特性

摘 要：本文对拖拉机液压机械无级变速器的特性进行了研究,主要结合拖拉机液压机械无级变速器传动方案,根据实际的要求提出了新的设计方案,对无级调速特性、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.

关 键 词：拖拉机；液压机械无级变速器；特性研究

中图分类号：S219文献标识码：A

液压机械无级变速器简称HMCVT,是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置.根据其液压机械传动能够实现传动高效率,这种液压传动的可控调速与其机械传动二者之间相互结合,能够实现无级变速.这种变速器适用于农业拖拉机的液压无级变速器转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的研究,这种装置能够提高车辆的动力性、经济性以及自动化水平.在拖拉机液压机械无级变速器特性的研究过程中,通过对无级变速器传动方案的研究,在其过程中能够不断的优化设计的结构参数,主要对于无级调速、转矩、功率分流、功率流、效率、牵引特性等进行研究,提出了新的设计方案,对于发动机与传动系统的匹配理论,在这种动态研究中能够实现一定的工程价值.

1液压机械无级变速器

在车辆的自动变速中,无级变速能够实现发动机与动力传动系统的最佳匹配,目前机械式无级变速传动器分为两大类：靠刚性转动体接触的摩擦力传递动力的牵引传动式、考挠性的带或链与带轮的摩擦力传动动力的带传动式.其中由于金属带式无级变速器主要靠金属块与带轮摩擦产生的摩擦力矩实现动力的传递,这种传递功率大小就会受金属块与带轮之间的摩擦系数和工作表面压力的限制,单路传递的功率不够大,其使用寿命和效率不高,因此这种变速器很少在拖拉机上使用,同时由于液压式传动主要靠液体的压力传递动力,在运行的过程中通过工作腔的容积进行的,其自身的惯量小、动作比较灵敏、传动相对比较稳定,具有过载保护的功能等,这种液压式无级变速器能够在比较宽的正反转范围内实现可控的无级变速,并且能够保证转速运行的高,这就使车辆保证最稳定的速度.因此在机械运行中,基本上都朝着液压式无级变速转动的方向发展,能够使得这种大功率液压无级传动正常的运行.

2无级变速转动的特性分析

在工程运行过程中,通常采用多段式液压机械无级变速转动装置,这种装置由汇流排组,其中以两段式液压机械无级变速转动为代表,它在传动时由两行星排组合而成.通过研究拖拉机液压机械无级变速器的设计来对其特性进行具体分析.由于拖拉机的作业环境比较恶劣,其外界负荷波动比较频繁,因此这就要求拖拉机发动机或者变速箱要适时的变更转速以及转矩来适应负荷和行驶阻力进行不断的变化,这样来保证拖拉机的经济性和动力性.对于无级变速器来说要根据拖拉机的实际作业需要来随时的进行调整内部之间运行的转速和转矩,自动的适应外界工况的各种变化,根据分析可以了解到：液压机械无级变速传动是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置,通过传动来实现转动高效率,通过液压传动与机械传动来实现无级变速.在设计中需要注意的是要考虑拖拉机作业的实际状况,要选则好合适的工作速度,这就要求变速器要有较大范围的速度运转和作业中速度段有高的效率.

2.1无级调速特性的分析

对于无级调速的分析主要是研究变量泵与定量马达排量的变化程度来具体的分析,观察拖拉机在行驶过程中的速度来实现的.

2.2转矩特性的分析

由于液压传动系统所传递的转矩受到高压溢流阀最高油压的限制.在拖拉机转矩设计中,通过研究其输出轴上负载转矩,定量马达的负载转矩进行具体研究,最终液压机械无级变速器各段输出转矩的极限值取决于定量马达最大输出转矩来实现的.在实际拖拉机的运行过程中,所设计的液压机械无级变速器要满足拖拉机的转矩作业.

2.3功率分流特性的分析

其中拖拉机液压机械无级变速器的液压功率分流比、行星排特性参数、齿轮副转动比、变量泵和定量马达排量比一级系统速比,这些参数之间存在着相关的关系,主要的表现如图1.

图1各段液压功率分流比

2.4功率流以及循环功率特性的分析

通过研究拖拉机液压机械无级变速传动的系统,功率流是液压机械无级变速器中功率传递的路线,在运行过程中,当构件在受力端点处转速、转矩的方向相同时,这个构件在此处就是输入功率；当构件在受力端点处转速、转矩方向相反时,其构件在此处就是输出功率.功率的流向用“≥”表示.而循环功率是一种相对比较封闭的系统,在运行时,它所具有的无用功率,不输出系统,在系统的内部引起了摩擦的损失,这就使得机械在运行时降低了传动效率.

2.5效率特性的分析

在效率特性的研究中,液压机械无级变速器自身属于闭式行星齿轮转动,存在着循环功率,在运行时需要较大的范围,这才能够保证整体的传动效率在不同的车速中以及负载矩阵的变化中正常的运行.通过变量泵马达的运行,设计最佳的效率.

2.6牵引特性分析

在拖拉机的正常运行中,其中的牵引性主要是研究拖拉机发动机、传动系统、行走机构和工作装置各个参数之间的配合情况..其中,液压机械无级变速器在运行中能够连续的无级变化来控制速度,其自身的牵引特性就是对拖拉机各个相应曲线包络线的研究,能够保证在发生任何牵引力时,发动机都能在靠近满负荷处正常的运行,这就提高了拖拉机在作业中的生产率,同时节省了拖拉机的燃油率.

3结语

本文通过对拖拉机液压机械无级变速器的研究,主要通过各个特性的分析,使无级变速转动的设计改善了车辆运行的效率,对于我国目前农业的发展能够起到一定的促进作用,保证拖拉机运行的效率.因此要不断研究其中的特性,提高无级变速器的动力性、经济性以及操作自动化的水平.为拖拉机提供更高的设计方案.