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加工變速箱動力換擋變速器由于換擋操作簡單且動力不中斷,改善了拖拉機的操縱性能,提高了工作效率。自1959年美國卡特彼勒公司在D9D拖拉機上首次成功地應用動力換擋以來,由于其在換擋時所表現(xiàn)出的明顯優(yōu)點,吸引了許多廠家紛紛效仿 。如同時期的Ford公司在其671/771/871/971拖拉機上引入一0一Speed 10+2動力換擋變速箱,該變速器變速箱供應商作業(yè)速度范圍0.9~30 km/h,可在作業(yè)阻力大的區(qū)域快速降擋以提升牽引力,通過后及時升擋以保證作業(yè)速度和燃油經(jīng)濟性,在此過程中不需要停車和操縱離合器,而且可保持動力輸出軸速度不變,從而顯著提升拖拉機動力輸出。
采用加工變速箱電子控制液壓系統(tǒng)驅(qū)動換擋離合器切換擋位,如Case IH公司在其Steiger拖拉機上裝配電子脈沖寬度調(diào)節(jié)換擋電磁閥,由控制器控制自動換擋,使其在田間和公路上的換擋更加順暢,既減輕了駕駛員的疲勞程度,又延長了變速箱變速箱供應商的壽命。電子輔助功能,如(1)強制降擋功能,在高速擋運行過程中遇到大負載時或駕駛員快速踏下油門踏板時,系統(tǒng)將臨時降低至低擋位;(2)巡航功能,駕駛員無需踩油門踏板,旦設定工作速度,控制系統(tǒng)通過對油門開度、擋位變換,使拖拉機按最佳燃油經(jīng)濟性或最佳動力性要求保持設定的作業(yè)速度行駛,以減輕駕駛員勞動強度;(3)驅(qū)動防滑功能,拖拉機在附著系數(shù)低的作業(yè)路面起步或加速時,通過對換擋離合器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和擋位變化來控制輸出軸轉(zhuǎn)矩來控制牽引力,以達到防滑控制的目的,提高拖拉機的操縱性、穩(wěn)定性和安全性;(4)電子地頭轉(zhuǎn)向功能,在田間地頭轉(zhuǎn)向時,通過轉(zhuǎn)向開關(guān)實現(xiàn)自動換擋,懸掛農(nóng)具升降,液壓輸出與油門控制,簡化地頭轉(zhuǎn)彎操作。
拖拉機上加工變速箱的變速箱擔負著變速變扭、減速增扭,以使拖拉機適應各種路況的任務。隨著拖拉機行駛里程的增加,因換擋頻繁,變速箱中的齒輪、齒輪軸、軸承等零件發(fā)生磨損,使變速箱內(nèi)部出現(xiàn)不正常的響聲。如何正確找到異響原因,及時排除故障,對拖拉機的使用有重要意義。多數(shù)的拖拉機變速箱供應商和農(nóng)用運輸車采用 BJ130 變速箱或NJ130 變速箱,它們都具有四個前進擋和一個倒擋。有些四輪農(nóng)用運輸車產(chǎn)品中,既可選裝 BJ130 型變速箱,也可換裝 NJ130 型變速箱總成。有的拖拉機變速箱采用EQl40 變速箱,它是三軸五擋齒輪式變速箱,有五個前進擋和一個倒擋,第五擋是直接擋,二三擋、四五擋分別裝有鎖銷式慣性同步器,操縱機構(gòu)都裝有定位和倒擋鎖等保險裝置。還有的廠家把 130 變速箱和 140 變速箱組合起來,生產(chǎn)出一種新型的 130 + 140 變速箱,特別適用于山區(qū)農(nóng)村道路,農(nóng)民稱之為“爬坡王”。我們在診斷變速箱異響故障時,要先掌握這臺機車變速箱的結(jié)構(gòu)特點及工作原理,做到有的放矢。
換擋規(guī)律通過研究拖拉機變速箱供應商各擋位自動換擋時刻與控制參數(shù)(如作業(yè)速度、負荷程度、滑轉(zhuǎn)率、發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩等)之問的關(guān)系,并經(jīng)過性能仿真優(yōu)化后,確定最佳換擋點 ,避免換擋循環(huán)。 目前加工變速箱拖拉機自動變速器換擋規(guī)律是從汽車傳動系所采用的以車速和油門開度為控制參數(shù)的“兩參數(shù)換擋規(guī)律”基礎上發(fā)展而來的。但這些傳統(tǒng)的換擋規(guī)律是建立在被控對象精確數(shù)字模型基礎上,對于拖拉機和工程車輛,由于工況復雜,負荷變化劇烈,建立其精確模型比較困難,使基于數(shù)學模型的各類控制方法難以解決這一問題。因此近年來許多研究將智能控制理論應用于換擋規(guī)律,如I.Sakai等提出了模糊換擋策略 J,K.Hayashi等提出了根據(jù)輸入轉(zhuǎn)速和加速踏板位置變化量利用模糊邏輯判斷車輛負載和駕駛員意圖、根據(jù)車輛速度、負載、駕駛員意圖和加速踏板位置利用神經(jīng)網(wǎng)絡原理決策換擋位置的智能控制策略 。Jonas Fredrikson采用自適應反饋方法構(gòu)建控制器,并提出將發(fā)動機作為主動控制一部分的非線性換擋控制方法 ?,F(xiàn)代控制方法的引入,并增加能夠反映具體作業(yè)狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)的參數(shù),使得換擋時機和擋位分布更加合理,可以大大提高了車輛的燃油經(jīng)濟性和作業(yè)效率。