拖拉机上的电子设备

拖拉机上的电子设备（精选四篇）

拖拉机上的电子设备 篇1

关键词：拖拉机,柴油机油门,全速式调速器

拖拉机上的柴油机，其燃油系统中装有全速式调速器。讨论如何正确操纵拖拉机上柴油机的油门，实际上就是讨论如何正确操纵全速式调速器的操纵手柄。

1 发动机是否需要安装调速器

1.1 从发动机本身的工作情况来看

(1)柴油机。柴油机上装用一般柱塞式喷油泵时，即使齿杆位置不变，循环供油量也会随柴油机转速的升降而有所增减。这是因为当柴油机转速升高后，柱塞上行期间，由于上行速度高，进油口被堵塞得更少时，柱塞上方的压力便足以打开出油阀，使喷油器更早喷油;出油口被打开得更多时，柱塞上方的压力仍足以使喷油器不停止喷油。于是转速升高后，循环喷油量便有所增加;反之，当柴油机转速降低后，循环喷油量便有所减少。这样一来，当柴油机在负荷状态下工作，偶遇负荷减小、转速升高时，循环供油量便有所增加。供油量增加，使柴油机转速进一步增加，如此循环往复，便会使柴油机转速升高到允许限度以上，即出现飞车现象。因此，必须安装限制最高转速的调速器，在转速升高时自动地适当减少一些供油量。另一种情况是当柴油机在无负荷状态下怠速运转、偶然因素使转速少许下降时，循环供油量便有所减少，使转速进一步降低，如此循环往复，最终使柴油机必然熄火。因此，必须安装使柴油机在怠速状态下能稳定运转的调速器，即在转速偶然下降时能自动地适当增加一些供油量。因此，从发动机本身的工作情况来看，柴油机至少需要安装双速式调速器。

(2)汽油机。汽油机与柴油机不同，怠速时工作比较稳定，带负荷工作时飞车的可能性也不像柴油机那样大。因此，从汽油机本身的工作情况来看，可以不安装调速器。

1.2 从发动机的工作性质来看

(1)拖拉机上的发动机。拖拉机主要是在田间进行作业，这时遇到的负荷是不断地变化着的，想要由驾驶员根据负荷的变化，随时改变发动机油门的大小，以保持发动机转速的稳定，事实上是做不到的。随着负荷的变化，发动机转速以及拖拉机的行驶速度也随之变化，这不仅影响作业质量和效率，还会降低发动机的经济性。因此，所有拖拉机上的发动机，不管是柴油机还是汽油机，都必须安装调速器，而且是全速式调速器。

(2)固定动力用的发动机。根据作业性质的不同，其负荷有时是基本不变的，有时却是经常变化的。因此，作为固定动力用的柴油机和汽油机，一般都装有全速式调速器。

(3)汽车上的发动机。汽车主要行驶在公路上，驾驶员可以根据运行速度和路面情况，随时操纵其油门。因此，从发动机的工作性质来看，可以不安装调速器。汽车用的汽油机多不装调速器;但汽车用的柴油机，从其本身的工作情况考虑，仍需装用双速式调速器。

2 全速式调速器的操纵手柄的正确称谓

人们一般把操纵全速式调速器的手柄叫做“手油门”，当需要操纵手柄提高柴油机的转速时，一般的说法是“拉大手油门”。严格说起来，这种说法不合理。因为“拉大手油门”的目的和效果都是提高柴油机的转速，至于进入气缸内的柴油是否多了，那还要看负荷情况，如果负荷小了，油反而会少。所以说，操纵全速式调速器的手柄应该叫作调速手柄或调速器操纵手柄，也有人把它叫作“加速杆”。

当然扳动调速手柄与进入气缸的油量还是有一定关系的。首先，不管是间接改变弹簧预紧力的全速式调速器，还是直接改变弹簧预紧力的全速式调速器，在拉大调速手柄的瞬间，喷油泵的齿杆都是往加大油量的方向移动的。也就是说，在拉大调速手柄的瞬间，进入气缸的油量是增大的。正是在增大的油量作用下，柴油机转速才得以提高，转速提高以后，调速器再将油量减小。其次，在同一外加阻力矩下，将调速手柄置于加大的位置，进入气缸的油量是加大的。正是因为油量大了，才有可能维持同一外加阻力矩下的较高转速运转。这也正是“油门”这种俗称得以长久流行的原因。

3 正确操纵拖拉机柴油机的油门

3.1 不要“轰油门”

一般把反复快速地加大、减小油门叫作“轰油门”。有些驾驶员习惯于在发动机起动后和熄火前“轰”几下油门;有些驾驶员常常用“轰”油门的方法与后面的农具手联系，或用以警示行人。这些做法都是不好的。因为“轰油门”会使气缸中喷入过多的燃油，而燃油过多必然产生不完全燃烧，由此而造成的种种不良后果将逐渐在发动机上表现出来。

3.2 起动前不应把油门放在最大位置

无论是用手摇起动、小起动机起动，还是用起动电机起动，在起动前，驾驶员都喜欢把油门放在最大位置，这是不必要的，也是不好的。全速式调速器的一个特点就是只要油门不放在非常小的位置，在起动前喷油泵的齿杆都是处于最大位置，因此在起动瞬间喷入气缸中的燃油量都是最大的。另外，虽然起动前把油门放在最大位置和其他位置(比如中等位置)，起动的瞬间喷入气缸中的油量都是一样的，但是起动后柴油机的转速却不一样，前一种情况是最高的转速，后一种情况是中等转速。在发动机热状态和润滑状态都没有准备好的情况下，起动后的一段时间内不用最高转速运转显然是有利的。

3.3 档位和油门的正确选择

(1)负荷不足而速度又受限制时，应当用高档小油门。发动机越接近满负荷工作，耗油率越低。因此，应当使发动机接近满负荷工作，当负荷不足时应当换用高档。但有时换用高档后速度太高，这时利用全速式调速器减小油门、降低速度即可，不用担心发动机会熄火，也不要担心拖拉机会拉不动，因为循环喷油量仍可根据负荷要求达到最大值，发动机产生的有效转矩，同样可以根据负荷要求达到最大值。

(2)负荷不足而速度不受限制时，应当用高档大油门。有些驾驶员只听说过高档小油门工作可以省油，但没有弄清其中的道理，在负荷不足而速度又不受限制的条件下也用高档小油门工作。应当指出，凡是条件许可、速度不受限制时，应当用高档大油门工作，因为这样生产效率最高。

参考文献

[1]丛丽娟, 王华娟.谈拖拉机油门使用中的一些错误作法[J].农机使用与维修, 2007 (6) :52.

[2]黄军.拖拉机油门使用六忌[J].湖南农业, 2005 (10) :23.

她开着拖拉机上了人民币 篇2

从童养媳到女拖拉机手的传奇

“我1930年生于黑龙江省明水县，黑龙江1945年就解放了，是全国最早解放的省份，解放区轰轰烈烈的运动让我摆脱了童养媳的命运。”梁军深情地回忆着，思绪似乎又回到了当年激情燃烧的岁月。

“1947年我到黑龙江省委在德都县创办的一所乡村师范学校萌芽学校学习。苏联电影《巾帼英雄》对我影响很大，电影中的主人公巴沙是一位拖拉机手，战时与德国法西斯作战。从那一刻起，我就立志成为一名女拖拉机手。”

“1948年，机会终于来了！”梁军回忆道：“黑龙江省委要在北安开办拖拉机手培训班，我抢着报了名。学成后，我开着拖拉机在马路上跑，老乡们都惊奇地说，‘看，大姑娘也能开铁牛’。当时我心里感觉特光荣！”

梁军开着拖拉机开荒的故事渐渐传开，人们知道新中国有了第一位女拖拉机手。1949年10月，在共和国诞生的礼炮声中，梁军光荣地加入中国共产党，同年12月成为亚洲妇女代表会议的代表。

“听了我的事迹，很多女孩子跑到北大荒要学拖拉机。1950年6月，新中国第一支女子拖拉机队成立了，我是队长。”梁军永远忘不了那段艰苦奋斗的日子，她们驾驶着三台苏式“纳齐”拖拉机在荒无人烟的野地里昼夜不停地开荒，喝的是荒野上的溪水，吃的是粗粮和野菜。由于经常遇到狐狸、野狼，为此，拖拉机上备有步枪。“看着我们的拖拉机走过肥沃的黑土地，我的心里产生了一种强烈的自豪感——我们是共和国的主人，是开发北大荒的主力军！”

几十年后才知道自己上了人民币

谈起那张著名的照片，梁军说，那是1959年11月13日，国产首批13台“东方红-54”拖拉机运抵黑龙江，梁军兴奋地跳上一台“东方红”驾驶了一圈，在场记者拍下了那个激动人心的画面。1962年第三套人民币发行，梁军的形象被印在了一元票面上。有趣的是，梁军本人并不知情。

转眼到了2003年，梁军接到崔永元的助手、中央电视台编导打来的电话，中央电视台准备推出一档新节目——《小崔说事》，其中一期节目的名字叫《钱啊！钱》，节目组拟邀请梁军参加，一起聊聊有关钱币的话题。因为没有权威部门认定，无法确定自己就是一元钱上的女拖拉机手，梁军婉言谢绝了邀请。可没过几天，电视台又打来电话，说他们已与中国人民银行货币发行处取得联系，并已确认一元人民币图案中的那个女拖拉机手就是梁军本人，梁军这才接受了邀请。此时，距梁军“把拖拉机开到人民币上”已经40年了。

梁军的一生与新中国的农业为伴，1990年，她从哈尔滨市农机局总工程师岗位上离休。她的事迹被写进教科书，被拍成电影。她是新中国第一批全国劳动模范之一，四次当选全国人大代表，还被全国总工会命名为“新中国成立以来最具影响力的60名劳动模范”之一。

（摘自《人民日报·海外版》谭宇宏/文）

身不由己的英雄

林肯为美国结束奴隶制的善心和诚意不用怀疑，但面对严峻的政治现实，他的决心却并非没有动摇过。况且，由始至终，在这位总统心目中，维护国家统一比取缔奴隶制更重要。

例如，起初当林肯在总统选举中胜出、7个南部州愤而宣布退出联邦、国家面临分裂时，为了安抚南方的情绪，林肯在其第一任的就职演说中，对保留奴隶制度采取一种姑息的态度，或者骑墙派的模棱两可态度，而非道德上的强烈谴责。他甚至说联邦政府可以姑息州政府包括奴隶制在内的种种制度。

为何林肯会变得如此和稀泥？原因只有一个，他企图左右逢源，除了原有的支持者，还想讨好奴隶主，令南方诸州不至于继续出走。

即使内战于1861年4月爆发，到了1862年8月22日，林肯在写给《纽约论坛报》编辑Horace Greeley的一封公开信中，仍是如此直截了当地说：“如果我不解放任何奴隶就能挽救联邦，那我便一个也不解放；如果我要解放所有奴隶才能挽救联邦，那我便全部解放：如果我要解放一部分奴隶而不管其他才能挽救联邦，我一样会这样做。”

苦战近一年半，林肯才于1862年9月22日颁布《解放奴隶宣言》，利用战时自己作为三军最高统帅的身份发布命令，宣布南方邦联各叛乱州奴隶获得解放自由，但一直效忠联邦的北方诸州却不在此列，因此对于5个没有脱离联邦的蓄奴州之奴隶，宣言无效。直到此时，这位总统才算就解放南方奴隶这个问题明确表态，落实政策，但却仍未彻底。直到1865年年初通过的《宪法第十三修正案》，才真正明确及彻底地在全国范围内废除奴隶制。

具有讽刺意味的是，早在1861年年底，即内战爆发后半年，北军将领JohnFremont曾经在其统率大军所到之处，未得总统授权，径自宣布解放当地奴隶。林肯得悉后大惊，立即公开宣布这些解放令无效，并解除Fremont将军的职务和军权。他当时为何要反对呢？答案是，1861年年底，林肯当时仍心存幻想，认为可以在政治上谋求妥协，而不想Fremont将军的“激进”做法坏其大事，甚至刺激那些仍然选择留在联邦的蓄奴州愤而出走，投奔南方的邦联。

所以不少史学家均指出，林肯的回心转意，痛下决心颁布《解放奴隶宣言》，是为了适时进占道德高地，让战情对北军更加有利。

再举个例，林肯虽然道德上反对奴隶制，但起初却并不急于要立即把它废除，而是采取循序渐进之法。更甚的是，林肯原先的方案，是以政府债券作为对奴隶主的补偿，为奴隶赎身，但被解放的黑奴则将会被殖民到海外，例如非洲和拉丁美洲，令人怀疑林肯是否连自己也没有信心让白人和黑人可以在同一天空下相安无事、和睦共处，而要变相把黑人流放。除此之外，林肯也说自己不会主张黑人有投票权。

所以，是林肯就任后那一年半的事态发展，把他逼向坚定解放奴隶一途，正如他于战时（1864年4月4日）写信给AlbertHodges时所言：“我得承认自己并没有掌控事态的发展，坦白说，反而是事态的发展掌控了我。”这是十分中肯和坦诚的说法。

内战是由南军挑起和打响第一枪，而不是林肯为解放南方奴隶而主动开打的圣战，他只是被动和不情不愿地应战，但是战争最终改变了林肯，让他最终成了一个坚决主张废除奴隶制的总统。

历史往往不是由一个全知、全能、全善的神人按一个美好的蓝图打造出来的。政治领袖的抉择，往往被形势和事态的发展所主导，身不由己地成了英雄、魔头或者狗熊。所以，我们不要把历史人物过于神化或妖魔化，要记住，他们也只是一个人。

（摘自《南方人物周刊》蔡子强/文）

自动换档控制技术在拖拉机上的应用 篇3

电控机械式自动变速箱 (AMT) , 通过在原机械式变速箱上加装由微机控制的自动操纵机构, 取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、选档与换档, 以及发动机的转速调节等操作, 实现选换档操纵自动化[1]。在电控机械式变速箱的自动变速系统中, 其主要功能依靠电控系统来实现:微机代替了熟练驾驶员的大脑, 多种传感器代替了人的感觉神经, 电液、电动或电气执行机构代替了人的手与脚的操作。

1 研究现状

国外对AMT的研究始于汽车, 以电子控制的气动系统实现换档, 换档时刻由驾驶员踩踏离合器跳板来确定的半自动操纵方式 (SAMT) 到AMT, 汽车AMT的全自动已进入产品化和实用化阶段, 目前国外的研究主要集中在非路面重型车辆的AMT以及控制策略和控制器的研究[2]。

国内的研究主要集中在汽车上。1998年8月吉林工大自主研制开发的桑塔纳2000AMT样车通过了国家鉴定。吉林工大在工程机械用AMT方面也进行了一些试验研究, 研制了推土机的模糊换档系统, 并进行了室内试验。清华大学汽车安全与节能国家重点试验室, 对自动变速箱的离合器自动控制和容错控制进行了研究。“拖拉机动力与传动控制单片机系统的设计”是中国农业大学211工程项目“拖拉机机组作业仿真试验系统”的子课题目的是实现拖拉机电控机械式自动变速箱的单片机监控。

2 拖拉机自动变速操纵控制系统设计

机械式自动变速器是在普通固定轴式齿轮变速箱的基础上, 通过改造使档位变换、离合器操纵及发动机油门操纵由控制器完成。在结构方面, 它主要由齿轮变速器和操纵控制系统组成[3]。

2.1 拖拉机自动变速操纵控制系统的主要功能

拖拉机自动变速控制系统中有两个被控制参数:油门位置和档位。合理控制这两个参数, 即控制了发动机的实际工作点位置, 这是使发动机负荷与作业阻力合理匹配, 保证发动机经常在经济转速工况下运转, 合理利用发动机动力性能和经济性能的关键所在。在仿真控制中, 驾驶员模糊或其他形式控制器根据农业负荷的大小, 模糊推理输出控制命令给发动机及换档子系统, 自动完成换档控制或油门位置的调整控制, 使发动机按照驾驶员选择的控制策略和最优运转规律工作, 从而获得最佳动力性和经济性。

为完成上述功能, 采用电控液动操纵控制系统。该系统包括动力组件 (蓄能器、液压泵) 、压力控制阀、变速箱和离合器控制阀组及其执行器。它们分别控制主变速杆和离合器的分离叉。电磁阀Mv4, Mv5, Mv6与节流阀Rv1, Rv2, Rv3组成离合器的控制阀组, 其中节流阀有直径各不相同的节流孔以满足不同结合规律的要求;电磁阀Mv7, Mv8组成选、换档控制阀组 (图1) 。设计时, 将所有的控制阀组集成为阀块, 其优点是:结构紧凑、油管少、体积小、质量小、安装维修方便。在装车试验时可将控制阀组所需要的阀体分别进行板式连接, 设计时, 只需要按照所选阀体的安装尺寸, 对连接板进行油路和连接孔的设计。

图1所示AMT液压系统原理图, 系统的压力由压力控制阀控制, 用于防止系统过载[4]。液压回路分为进油和回油两条支路。进油路从液压泵开始, 经Mv2液压油分为两条支路, 一条经Mv3流向离合器分离油缸, 另一路流向选、换档控制阀组。从离合器控制阀组和选、换档阀组流出的液压油经回油路汇集, 最后返回油箱。Mv1, Mv2和Mv3常闭合, 在系统不工作, 即整机停车、发动机怠速运转时, ECU控制打开Mv1, 液压油经Mv1返回油箱;当向系统发出指令进行选、换档操作时, ECU控制Mv2和Mv3打开, Mv1关闭, 一路液压油经Mv2和Mv3流向离合器执行器, 离合器执行器活塞推动离合器分离, 集成在离合器执行器活塞上的位置传感器Ps用于活塞的行程的自动控制, 当离合器彻底分离后, Ps传给ECU信号, ECU控制Mv7和Mv8移动, 继而控制选、换档执行器进行选、换档操作。集成在选、换档执行器活塞上的位置传感器Ps用于选、换档活塞的行程自动控制。选、换档结束后, ECU指令离合器控制阀组开始回油, 离合器完全接合后, 其执行器活塞上的位置传感器Ps传给ECU信号, ECU再指令Mv2, Mv3, Mv4, Mv5, Mv6关闭, Mv1打开, 系统停止工作。

变速箱操纵控制系统的执行元件分别装在离合器和变速器的壳体上, 离合器执行器装在离合器壳体的上部, 选档执行器装在变速器壳体的侧面, 换档执行器装在变速器箱体的上部。选档和换档活塞杆相互交叉布置, 推拉的动作采用小直径选档和换档油缸来实现。这种方案使得整机外形紧凑并满足车架较低高度的要求。小直径油缸具有不同的油缸容积, 因为可以很快充油, 故油缸行程速度快, 有较高的换档力补偿能力, 根据压力控制的变化给定换档力变化小。

2.2 离合器执行器

离合器执行器的操纵执行机构选择单杆型单作用油缸, 由电磁阀Mv3, Mv4, Mv5, Mv6控制其动作。它们分别结合一个可变换孔径的节流阀, 由ECU进行脉宽调制, 进行节流阀的不同组合, 便可得到小于离合器最大接合速度Vcmax的任意结合速度。

2.3 选、换档执行器

变速箱选、换档操纵机构集成为一个模块, 其运动可以通过内部杆件传至换档拨叉轴。换档和选档油缸通过一套联动机构相连, 实现选、换档动作的连贯 (图2) 。

选、换档油缸均采用单杆双作用式油缸, 由电磁阀Mv7, Mv8分别控制。对于有4根换档拨叉轴, 6个前进档、2个倒档的机械式变速箱, 其油缸的空间布置为正交结构 (如图1所示) , 需要两个油缸, 在横向有3个停止位置, 纵向有4个停止位置, 称为x-y换档器。可见采用正交式可以节省两个油缸, 其空间布置也能更紧凑。通过比较最终确定为设计两个控制子系统:自动换档子模块和发动机控制子模块。

3 拖拉机自动变速箱自动控制系统的设计

现以 (6+2) 档机械式平行轴变速箱为基础, 结合以各箱体尺寸, 最终完成操纵机构的选型及设计。由于采用电控液动操纵控制系统[5]。因此, 设计从液压系统开始, 包括:液压控制回路、离合器和变速器执行机构 (液压缸) 、发动机油门控制机构。现有机械式变速箱的一些相关参数如表1所示。

3.1 离合器执行机构的设计

离合器的执行器为单作用单杆式液压缸, 在实际应用中考虑离合器接合的时候主要控制回油路中3组两位两通电磁阀加节流阀, 反应常用在拖拉机上的两参数换档规律, 在离合器液压缸缸体上, 安装离合器行程传感器。它的主要作用是采集离合器行程的相关信息, 来判断离合器分离和接合过程中活塞杆的位置, 即离合器的打开程度, 来判断离合器处于哪种工作状态。

3.2 变速器执行机构的设计

变速器执行机构由选、换档联动机构组成。原机械式变速箱由换档杆完成整个换档动作, 选档和换档的动作在互相垂直的方向上, 所以改进的变速器执行机构必须同时由一套机构完成这两个动作, 结合变速箱相关尺寸完成相关零部件的设计[6]。

4 液压系统的设计计算

离合器弹簧试验载荷为690N, 弹簧个数为15个, 分离杠杆的杠杆比为5, 分离叉的杠杆比为2.74, 最大负载为Fmax=756N;换档力取经验值300N, 原换档杆尺寸比为3.73, 经原换档杆换算到离合器拔叉处, 最大负载力为Fmax=1119N;选档力取经验值为100N, 最大负载力为Fmax=373N。

4.1 执行元件的主要参数的确定

根据离合器液压缸的最大负载力, 初定离合器液压缸的压力为P1=1MPa[7]。离合器液压缸采用单杆、单作用式液压缸, 由于液压回路中的背压很小, 故忽略不计, 活塞杆直径d=18mm, 缸筒内径D=32mm。根据GB/T2349-1980[8], 选取活塞的最大行程为40mm。根据换、选档液压缸的最大负载力, 初定液压缸的压力P=1MPa。采用单杆、双作用式液压缸, 由于液压回路中背压很小, 故忽略不计。选档液压缸缸筒内径D=25mm, 活塞杆直径d=10mm。换档液压缸缸筒内径D=40mm, 活塞杆直径d=16mm。拔叉轴中心间距为30mm, 所以最外边的两根拔叉轴中心间距为90mm。根据GB/T2349-1980[8], 选取选档油缸最大行程为100mm。选取换档油缸的最大行程为80mm。

4.2 液压泵的选择

为使液压泵有一定的压力储备, 所选的液压泵的额定压力一般比最大工作大25%～60%, 因此所选泵的额定压力P= (1.75 2.24) MPa。初定离合器分离时间为0.3s, 选档和换档时间分别为0.35s。经计算选取液压泵的工作流量为6.67L/min。取发动机的最高转速, 即为2300r/min, 算得液压泵的排量为2.9mL/r。液压泵的驱动功率为259W (齿轮泵总效率一般取0.6～0.7) 。综上所得, 由《机械设计手册》表23.5-5选取液压泵的型号为CB32[8]。

4.3 油管内外径的选择

油管内外径 (油管的材料选45#钢) 取管路内径标准值:吸油管内径d=16mm, 压油管内径d=6mm, 回油管内径d=10mm。

4.4 阀的选择

电磁阀选用WE型, 电源选取直流电源, 电压为12V, 线圈型号选取D12型。根据电磁阀型号标注原理选取选档和换档电磁阀的型号为4WE6E60, 其它电磁阀型号选为3WE6A50。

根据液压系统的压力和液压系统的流量, 选取SRC型节流阀, 型号为SRCG06, 选取单向阀的型号为S6P10。

5 结论

通过采用液体压力控制离合器改善了AMT的性能或操纵性, 直接控制车辆的驱动转矩, 同时还提供了经济性的优点。自动变速操纵机构在保持其优越的经济性的同时成功地使转矩中断时间间隔缩短, 并且改善了快速起动性能。

拖拉机智能自动换档策略换档规律是自动换档控制系统的核心[9]。在拖拉机上采用电控机械式自动换档变速箱, 对原有的机械传动系作了最大限度的保留, 传动效率高, 控制系统硬件实现简单方便, 通过单片机控制能够实现多种不同的自动换档功能, 可以获得拖拉机机组性能的最佳匹配, 在当今电子技术飞速发展, 元器件价格越来越低的情况下, 有很高的可行性和实用价值。

参考文献

[1]葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].北京:机械工业出版社, 1993.

[2]濮良贵, 纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2000.

[3]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[4]刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社, 2000.

[5][日]小林明.汽车工程手册[S].北京:机械工业出版社, 1984.

[6]刘修冀.车辆传动系统分析[M].北京:国防工业出版社, 2000.

[7]羊丞民.汽车传动装置[M].北京:机械工业出版社, 1989.

[8]徐靖.机械设计手册[S].北京:机械工业出版社, 1991.

拖拉机上的电子设备 篇4

车辆性能的大功率主要是由车辆的传动系统决定。当前, 我国大部分是利用轴式齿轮变速器制造拖拉机的动力传动系统。其优势在于具有较高的工作效率, 较低的制造成本和较简单的结构, 因此被普遍应用到拖拉机制造中。然而, 此类变速器是手动机械式的, 换挡也是非动力的, 输出转矩较大, 转速也较大, 在换挡过程中第1步是使主离合器分离, 使动力的传递得到切断, 第2步才是通过对同步器的换挡操纵实现变换档位, 此时是由驾驶员的经营决定什么时候换挡, 不容易掌握换挡的最佳点, 同时因为换挡过于频繁, 使得驾驶员已产生疲劳, 最终影响到驾驶员的安全。拖拉机多在恶劣的环境下左右, 同时承受的负荷也容易发生变化, 发动机与变速箱必须能够根据周围的环境与负荷调整转速与扭矩, 拖拉机的行驶阻力也不同, 因此借助于驾驶员的手动操作, 实现拖拉机的换挡, 不能使拖拉机的动力性能发挥到最佳, 也没有发挥燃油的经济性, 同时还会使驾驶员的劳动强度增加。

2 国内拖拉机动力换挡变速器的应用现状

我国在工程机械上最早应用的是动力换挡变速器, 比如说在1966年, 柳工生产的Z435装载机, 该拖拉机配置了定轴式变速器;在1970年, 又制造出一台配有行星式变速器的ZL50装载机。接着在20世纪80年代, 我国拖拉机行业结合了日本TCM公司变速器的研发技术, 德国ZF公司研发的电液控制技术, 获得了迅速的发展。当前, 应用最为广泛的推土机、平土机和叉车均安装了动力换挡变速器, 国内研究液力变速控制技术的代表是吉林大学, 同济大学等, 也获得了相应的研发成果。然而, 国内一般重视对汽车与工程机械液力自动控制技术的应用, 而忽视了对农业拖拉机的研究。

随后, 在2010年, 中国的一拖才开始和国外展开合作, 生产了一些重型动力换挡拖拉机, 包括东方红LZ、LA、LF系列, 自此我国大型拖拉机也开始应用电液控制技术, 不再是0的局面。目前, 我国很多公司都对拖拉机的动力换挡技术进行了研究, 也建立了各种相关研发单位, 包括中国一拖集团, 山东的常林, 常州的东风, 洛阳的博马等拖拉机企业, 在国内的农机市场上也出现了不少研制的产品, 比如说福田雷沃生产的P2654。然而和国外的先进技术相比, 我国的技术依然落后, 还是处于刚刚起步的阶段。

3 拖拉机动力换挡自动变速器技术现状

3.1 传动系统

拖拉机一般是应用于道路运输, 协助农民进行田间作业。对农业拖拉机来说, 其最大的特征是具有多个档位, 较大的传动范围, 承受较大的负荷作业。增加档位, 可使发动机的利用率得到提高, 还可使拖拉机的变速器具有较宽范围的速比, 使得拖拉机可在不同的复杂环境下进行作业。假定拖拉机的传动结构选择的是传统的2轴式获知是3轴式, 则会导致拖拉机具有很复杂的变速器, 因此拖拉机采用的档位一般是自动换挡, 同时利用的传动方案是主副变速相串联。拖拉机的各操纵机构控制主副变速, 其优势与具有很少的传动齿轮格式, 在相同情况下, 具有较轻和较小的变速箱, 较大的传动变化率, 拖拉机具有较宽的行驶速度与较大的驱动力。

半动力换挡自动变速器的控制方式是手动与自动相结合, 换挡离合器的操纵主要是借助于液压控制来调节拖拉机的主变速, 同时利用换挡规律控制拖拉机的各档位。比如说, 由卡特彼勒公司研发的Challenger 35型拖拉机的自动换挡范围控制在10~16挡之间。但是, 最早是通过操纵换挡的滑动齿轮控制副变速的速度范围, 之后, 又诞生了啮合套、同步器, 由此拖拉机可以更快速的切换档位, 同时对换段的冲击也随之下降。驾驶员一般是依靠自身的作业经验手动控制换段。比如说, 福田雷沃公司生产的P2654型拖拉机, 中国一拖生产的LZ2404拖拉机, 其换段机构均是通过手柄操纵。

3.2 电液技术

在换挡自动变速器中, 一般是从以下3点利用电液技术:

3.2.1 换挡离合器的切换档位

比如说Case IH公司在命名为Steiger的拖拉机上使用了电子控制液压系统, 即增加了换挡电磁阀, 自动换挡改为控制器自动控制, 由于配置的电磁阀具有电子脉冲宽度调节功能, 使得拖拉机可以行驶在公路与田间时快速自由的切换档位, 利用维持变速箱的寿命;还可以使驾驶员自身的疲劳现象减轻。

3.2.2 电子辅助功能

比如说:强制降档, 驾驶员在高速行驶过程中, 出现突发状况可以借助于油门踏板, 紧急刹车, 使得系统可以处于低档位的状态;巡航功能, 驾驶员不需要借助于油门踏板就可以对油门的开度控制, 还可实现档位的自由变换, 只要将工作速度设定, 如此可以使拖拉机在设定的工作速度下达到最佳的动力性能, 燃油经济性也获得最佳值;驱动防滑功能。在部分具有较低附着系数的路面行驶过程中, 拖拉机可以利用换挡的离合器或者是发动机的转速实现对轴转矩的控制, 进而使牵引力得到控制, 最终可以避免防滑, 使拖拉机的稳定性与安全性得到提高;电子低头转向, 拖拉机在田间行驶过程中, 可以利用转向开关通过自动换挡实现转向, 农业机械的升降, 控制拖拉机的液压输出和油门, 完成原地转弯。

3.2.3 拖拉机的各控制器可以和变速器的数据实现共享

比如说, ZF公司研发的T7000型拖拉机, 利用CAN集成方式, 动力换挡变速器和传动系统实现模块化的定制, 利于和传动系统的连接;拖拉机的不同设备通过交换信息之后, 既可以实时的监测并控制拖拉机的传动系统和其在进行农具作业时各参数的显示, 还可以远程处理出现的故障, 使更加方便的维护拖拉机, 可靠性得到提高。

3.3 控制技术

拖拉机换挡自动变速器的关键之处是换挡控制技术, 其可对拖拉机的燃油经济性, 适应环境的能力和动力性能造成影响。控制技术通常是由换挡的规律与品质构成。

3.3.1 换挡规律

换挡规律主要是对拖拉机的每个档位的换挡时刻, 对应的各控制参数进行研究, 再进行性能仿真对档位进行优化, 即可将拖拉机换挡点的最佳值确定, 如此可防止拖拉机重复换挡。

3.3.2 换挡品质

动力换挡变速器的换挡一般是接合或者是分离液压的操纵分离器, 然而因为液体具有不可压缩性, 使得换挡的液压系统具有很大的刚度。假设换挡元件之间的接合力道太大, 会造成对档位的冲击, 带动拖拉机的传动系统的承载能力也随之增大, 加快了对零部件的损害, 使档位的使用寿命也有所下降, 同时还容易造成驾驶员疲劳。因此, 换挡品质良好的标志是换挡速度快, 稳定, 不会产生冲击, 基本不影响拖拉机的传动系统, 可以提供连续的动力。

4 结论

这篇文章主要结合当前国内外拖拉机动力换挡变速器的研究现状, 论述了其工作原理;同时按照未来自动变速器的发展方向, 对国内使用的电液技术、变速器传动系统和换挡控制策略进行了相关研究。动力换挡自动变速器可以参照本文的研究成果推广其在农业机械的应用。

参考文献

[1]高辉松, 朱思洪, 贺亮, 等.拖拉机动力换挡变速箱和无级变速箱发展现状与趋势[J].机械传动, 2012.

[2]朱思洪, 朱星星, 邓晓亭, 等.拖拉机动力换挡变速箱液压系统动态特性试验研究[J].南京农业大学学报, 2011.