液压机械无级变速器的设计与仿真研究

一种新型液压机械无级变速器

速器的设计方法，阐述了该变速器的工作原理和结构特点，求解特定工况下的控制力矩，并对其
性能作相关分析。
关键词：液压机械无级变速器性能分析控制
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长期以来，人们一直进行着能传递大功率、维持高效率和高寿命的机械式无级变速器的研究工作。从无级变速器的传动原理上分析，单纯的液压传动或机械传动各具பைடு நூலகம்点，同时也存在一定的局限性。为了克服其缺点又能保留其优点，提出了液压机械无级变速传动，即将液压传动装置与机械传动装置并联在一起，发动机的输入功率分为无级调节的液压功率流和纯机械方式传输的高效功率流，再把两路功率流汇合在一起输出。这样一来，把液压传动无级调节性能好及机械传动稳态效率高的优点结合起
４结论
式中：ｍｚ— ——单个柱塞的质量 #′— ——斜盘相对于缸体横截面的倾角（ #＝#′）
总之，双斜盘同步旋转内功率分流液压无级变速器在部分负荷时的传动效率及其它性能方面已经
"— ——泵绕ｘ轴旋转的角速度
达到或超过液力－机械无级变速器（ＡＴ）及金属带式
摩擦无级变速器（ＣＶＴ）的水平，在体积、重量、成本
方面也优于液力－机械无级变速器（ＡＴ）及金属带式
摩擦无级变速器（ＣＶＴ）。作为当前一种理想的无级
变速传动装置，该变速器在汽车、工程机械、电力机
械等许多领域具有良好的应用前景。
３．３改变倾角时滑靴球铰上的摩擦力矩Ｍｚ３
设油压ｐ引起的倾斜斜盘对滑靴的反力为Ｎｐ，
球头半径为ｒｑ，则改变斜盘倾角时，Ｎｐ作用在滑靴球
设斜盘重心至斜盘中心线与传动轴轴线的交点
参考文献［１］闻德生．开路式柱塞泵［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２００２．［２］吴修义．德国福伊特迪瓦（ＶＯＩＴＨＤＩＷＡ）第３代３Ｅ自

液压机械无级变速器设计与试验分析

液压机械无级变速器设计与试验分析摘要：液压机械无级变速器（HMCVT）兼具机械传动高效和液压传动无级调速的特点，适应了大功率拖拉机的传动要求。

功率经分流机构分流，液压调速机构中的变量泵驱动定量马达，在正、反向最大速度间无级调速，液压调速机构与机械变速机构相配合，经汇流机构汇合，实现档位内微调，通过换挡机构实现档位间粗调，最终实现车辆的无级变速。

关键词：单行星齿轮；液压机械无级变速器；设计对大马力拖拉机进行动力学和运动学分析，根据性能参数，设计一种单行星排汇流液压机械无级变速器（HMCVT），包括发动机、液压调速机构和离合器的选择，单行星齿轮、换挡机构齿轮传动比的设计。

一、变速器总体设计方案1.变速器用途和选材。

设计一种用于时速－10～30 km/h大马力拖拉机的单行星排汇流液压机械无级变速器。

变速器由纯液压起步、后退档，液压机械4个前进档位和2个后退档位构成。

液压调速机构选择SAUEＲ90系列055型变量泵、定量马达及附件，采用电气排量控制（EDC）构成闭环回路。

选择潍柴WP4．165柴油机作为变速器配套发动机，最大输出功率Pemax=120 kW，全负荷最低燃油消耗率gemin=190 g/kW·h，额定转速nemax=2 300 r/min，最大转矩Temax=600 N·m。

汇流机构选用2K－H行星排，行星排特性参数k定义为行星排齿圈齿数与太阳轮齿数之比，取k=3．7。

太阳轮、行星架材料选用20crmnti，齿圈材料选用40cr。

模数为3，实际中心距为57 mm，太阳轮与行星架采用角度变位，行星架与齿圈采用高度变位。

太阳轮轴连接液压调速机构可使系统增速减矩，并充分利用液压元件特性，以提高使用寿命。

2.变速器设计方案。

液压机械无级变速器设计方案如图1。

变速器输入轴、输出轴和液压动力输入轴成“品”字型布局，行星排通过离合器与机械动力输入轴和液压机械输出轴相连。

1．机械动力输入轴2．输入轴3．前进后退档接合套4．变量泵5．定量马达6．液压机械输出轴7．液压动力输入轴8．输出轴图1 液压机械无级变速器结构图离合器L1、L2由比例压力阀控制，结合平稳，起主离合器作用，其它离合器采用电磁换向阀控制，以降低成本；变速器起步和制动为纯液压传动，此时，离合器L8接合；L1～L4是行星排同步离合器，L5～L7是换挡机构离合器。

液压机械传动无级变速箱闭式实验

液压机械传动无级变速箱闭式实验摘要：在生产厂商中，车辆变速箱必须要在总装完成之后才能进行性能检验，以免在使用过程中出现质量问题，通过变速箱的性能检验设备，通过加载试验台作为本次实验的检测设备，能够准确分析变速箱的实际使用情况。

液压机械传动无级变速箱闭式试验台是研究车辆变速箱的重要设备，我国在此方面还有较大的差距，由于国外设备价格昂贵，所以我国的车辆变速箱实验遭到了资金有限的制约，为了加快我国车辆技术发展，性能好的变速箱加载试验台非常重要，其有液压加载、电加载等部分组成，元件通常由液压泵组成，以液压油为介质，此类液压加载成本低、功率大，适合生产变速箱部件的生产。

本文从液压机械传动变速箱实验的特点和相关资料入手探究其功能性，探究研制汽车关键部件的工具，引出液压加载的原理，在液压加载试验台中，加载功率和扭矩计算，通过液压元件的选择，了解液压加载试验台的结构特点。

本文所阐述的试验台可以慢速新型变速箱性能的实验，测试拖拉机、汽车等的燃油经济性能。

关键词：变速箱、试验台、液压加载、机械传动引言：由于汽车工业飞速发展，我国汽车工业成为当代经济发展的支柱产业，人们对于汽车品质的要求也越来越高，决定汽车品质的在于其构成的零部件，其中变速器作为汽车传动的重要总成，实验测试和分析变速器的产品结构和车辆零部件的性能以及零部件的寿命，能够对产品的设计和质量进行整体评估，为其提供科学的依据，提高生产部件的质量，缩短产品设计研究的周期。

这种实验对我国研究汽车变速器系统综合试验台有特殊的意义，我国对于此类研究相对于发达国家来说，还有一定的差距，我国传动试验台的研究相对来说较晚。

从八十年代初期，我国开始了这项研究，我国的科研人员付出了很大的努力，先后建立了各种形式的传动式变速箱试验台，根据研究和分析我国不仅在理论上有了重大突破、还在时间上丰富了经验，提高了我国机械传动实现的发展水平。

一、关于我国常见的车辆传动试验台我国常见的车辆传动试验台包括液压加载、驱动、测量、被试四部分装置，其中测量装置主要是和被试装置一起向加载装置传递，测试装置是对出动力传至过程中测量一些机械参量，测量其中的转速、扭矩，然后经过处理数据后得到系统的功效和功率。

无级变速传动液压系统设计及仿真分析

Ｔｒｎｍｉｓｏｎｎｒｌｈｊｎｎｖｒｉｙ，Ｈａｇｈｕ３０２，ＣｉａａｓｓｉｎａｄＣｏｔｏ，ＺｅｉｇＵｉｅｓｔａｎｚｏ１０７ｈｎ）
Ａｂｔａｔ：Ｃｏｉｕｏｌｒａｂｅｔａｎｍｉｓｏｎ（ｓｒｃｎｔｎｕｓｙｖａｉｌｒｓｓｉＣＶＴ）ｉｎｉａｒｎｓｉｓｏｎｆｕｔＳａｄｅｌｔａｍｓｉｏｒａｏｍｏｌ．ＡｂｉｅｃｍｍｏｙｕｓｄＶＤＴｙｄａｉｙｔｍｆＣＶＴｓｉｒｕｃｄ。ｏｎｔｅｂｓｓｏｏｎｌｅｈｒｕｌｃｓｓｅｏｉｎｔｏｄｅｈａｉｆｗｈｉｈ，ａｎｅｔｐｅｃｗｙｏｆＤＰＣｄｒｕｉｙｔｍｓｄｅｉｎｅｈｙａｌｃｓｓｅｉｓｇｄ．Ｓｆｔｎｃｓｆｐｒｓｕｒｅｋｄｗｎａｓｆｉｐｅｄａｅｙｉａｅｏｅｓｅｂｒａｏｎｄｈｉｔｎｇｓｅ
ｐｒｏｍａｃｆｔｅｅｔｙｒｕｉｓｓｅｒｏｅｆｒｎｅｏｈｓｗｏｈｄａｌｙｔｍｓａｅｃｍｐｒｄｔｒｕｈｓｍｕａｉｎＴｈｅｕｔｆｃａｅｈｏｇｉｌｔ．ｏｅｒｓｌｓｏ
轮油缸的压力，持金属带的夹紧力来实现；保另外一
维普资讯
第１３卷第３期２００６年６月工Leabharlann 程设计学
报
Ｖｏ．３Ｎｏ３１１．
ＪｒａｆＥｎｇｎｅｒｎｇＤｅｉｎｏｕｎｌｏｉｅｉｓｇ

液压机械无级变速器( HMT)原理及应用分析

现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器，1液力机械式变速器（AT）液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。

2液压机械无级变速器（HMT）及应用分析3静液压无级变速器（HST）及其应用分析静液压无级变速器（HST）依靠液压变量马达实现纯液压无级变速，效率较AT高，但较齿轮变速器低许多，传递功率不大4 金属带式无级变速器为了充分利用发动机大的功率，节约能源以及获得优良的动力性能，最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。

目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置，自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式，但不能实现真正的无级变速。

另外还出现了全液压传动的无级变速器，其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得了非常好的效果，大大提高了整机的行使平顺性和作业性能，液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。

但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题，按当代的技术水平，纯液压传动中最高效率在80-85%左右，而在车辆使用中，一般只能达到50-60%。

此外，适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工，也使液压传动的车辆增加了制造成本。

另外，这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大，即功率越大时，效率和寿命愈难以保证，生产愈困难，在市场上愈难买到。

液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性，决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。

机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点，可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。

以小功率的液压元件传递大功率特性，高效率特性，为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。

液压机械无级传动是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。

其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合，最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。

液压无级变速器的设计

目录摘要 (3)第一章绪论 (5)1.1概述 (5)1.1.1液压传动的工作原理、特点及应用前景 (5)1.1.2无级变速器 (5)1.1.3无级变速器的分类 (6)1.2 液压无级变速器的研究状况和发展趋势 (7)1.3 本论文研究的意义 (8)1.4 本论文研究的工作 (8)第二章关于液压无级变速器的理论基础 (10)2.1 概述 (10)2.2 调速方案特点与适用情况的比较 (12)第三章液压无级变速器系统的设计 (13)3.1 液压泵及马达形式的选择 (13)3.2 径向柱塞泵及马达的工作原理 (14)3.2.1径向柱塞泵的工作原理 (14)3.2.2径向柱塞马达的工作原理 (15)3.3 液压无级变速器的工作原理 (16)3.4 液压无级变速器柱塞形式的讨论 (18)3.5 变速器配流轴和配油盘原理结构分析 (19)3.6 液压无级变速器的结构分析 (20)第四章液压无级变速器性能参数的分析 (23)4.1 液压传动系统特性的分析 (23)4.1.1 液压系统的转速特性分析 (23)4.1.2液压系统的转矩特性分析 (24)4.2 变速器系统主要参数的确定 (25)4.2.1 液压马达输出转速范围的确定 (25)4.2.2 液压马达最大扭矩的确定 (25)4.2.3 系统最大压力的确定 (26)4.3 变速器的工作效率 (26)4.3.1 变速器的容积效率 (26)4.3.2 变速器的机械效率 (27)4.4考虑工作孩度的变速器等效工作效率 (27)4.5变速器流量的分析 (28)第五章液压无级变速器的计算 (30)5.1液压系统主要参数 (30)5.1.1液压泵的主要参数 (30)5.1.2液压马达的主要参数 (30)5.2 液压泵的选择 (31)5.3 液压马达的选择 (32)5.4 参数计算分析 (32)5.5系统具体参数 (33)5.5.1传动比i (33)5.5.2功率P (34)5.5.3转矩T (34)小结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)摘要本文通过液压容积调速回路的基本理论分析，设计了一种液压无级变速器，在特定条件下，完成无级变速。

浅析拖拉机液压机械无级变速器设计

浅析拖拉机液压机械无级变速器设计发布时间：2022-05-12T02:49:03.383Z 来源：《科学与技术》2022年第3期作者：连觅真王真真[导读] 拖拉机液压机械无级变速器是由液压传动系统和多档有级式变速箱联合组成，其中液压传动系统由行星机构、变量泵以及定量马达共同构成连觅真王真真第一拖拉机股份有限公司大拖公司河南洛阳，471000摘要：拖拉机液压机械无级变速器是由液压传动系统和多档有级式变速箱联合组成，其中液压传动系统由行星机构、变量泵以及定量马达共同构成。

液压机械无级变速器高于传统的液压变速器，他能够实现拖拉机的连续无级状态变化，使拖拉机在没有任何物质牵引的情况下进行运动。

本研究将集中分析液压元件以及机械设备的相关参数，通过对变速器无级调速的特点来分析该变速器设计和应用的场景。

关键词：拖拉机；液压机械；无级变速器；牵引前言拖拉机野外作业环境较为复杂，多数情况下甚至需要应对恶劣的作业环境。

外界负荷的变化会影响到拖拉机发动机的使用，因此为了进一步的保障拖拉机使用过程中的安全性和稳定性，维护人民的经济利益，在此将传统的拖拉机多档变速箱脱离出来，希望能够通过提升拖拉机的使用速率来努力实现换挡变速。

但是考虑到拖拉机的档位有限，即便是换挡变速也无法实现无级连续变速，因而想要实现连续，就要增加拖拉机的档位，但与此同时变速箱的机械结构也会被彻底的改变，复杂程度加深并不一定有利于该拖拉机设计方案的长远发展[1]。

综合以上各类情况，最终本研究选取了液压机械无级变速传动装置，这是通过液压功率流和机械功率流并联发动的新式传动装置，具备高效率和高传输率的优势。

不仅在实际操作过程中表现出了良好的实用性，其经济效益和可推广能力呈现也十分的优秀。

一、确定拖拉机液压机械无级变速器设计方案（一）、设计对象及基本参数设定本研究选定的设计样本为东方红1302R型橡胶履带拖拉机，该机型的变速箱为（6＋2）档，是较为传统的拖拉机机型。

二段式液压机械无级变速器虚拟装配设计

二段式液压机械无级变速器虚拟装配设计【摘要】虚拟装配技术应用于液压机械无级变速器的设计，可以在很大程度上缩短产品研发周期、降低成本、提高产品质量及实现产品数据的统一管理。

本文作者围绕着二段式液压机械无级变速器虚拟装配设计问题，分析了基于虚拟装配设计流程，重点介绍了虚拟装配技术在二段式液压机械无级变速器设计中的应用。

【关键词】液压机械；无级变速器；虚拟装配中图分类号：v444文献标识码： a 文章编号：一、引言虚拟设计制造技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用之一，已经引起工业界和研究机构的广泛关注。

虚拟设计制造是现实制造在虚拟环境下的映射，它以计算机仿真技术和建模技术为支持，利用虚拟产品模型，在产品的实际加工之前对产品的性能、产品的可制造性进行评价，对产品的使用过程进行仿真，采用产品性能（如可制造性、可装配性、工作性能等）均衡优化方法，提高产品预测和决策能力。

虚拟装配是虚拟设计制造的核心技术之一，它可以在产品的设计阶段对产品模型进行预装配，验证产品设计的合理性以及装配工艺的准确性，为下一步产品的实际加工制造提供生产前检验。

二、基于虚拟装配设计流程分析目前虚拟装配技术研究的内容主要包括：（1）产品装配模型的建立；（2）装配工艺规划的制定；（3）装配模型的干涉检验等。

在产品的设计过程中，虚拟装配技术主要应用于产品设计过程的如下阶段，其流程图如图1所示。

图1 基于虚拟装配设计流程（1）设计信息输入阶段。

包括设计要求、产品设计参数等信息的输入。

（2）产品总体设计阶段。

根据产品的设计要求，进行产品的结构、机构系统的总体布局。

（3）产品装配设计阶段。

完成产品所有零部件模型的设计，建立装配约束，完成装配区域、装配层次的划分。

（3）产品完善设计阶段。

完善产品设计。

该阶段要完成模型的装配，进行装配仿真，对装配模型进行干涉检验，发现问题及时改进，保证产品设计的准确。

（4）模型输出阶段。

输出产品完善设计阶段的产品模型。

液压机械无级变速器的设计及特性研究

液压机械无级变速器的设计及特性研究液压机械无级变速器的设计及特性研究导言液压机械无级变速器是一种能够实现连续无级变速的设备，其设计和研究对于机械工程领域具有重要的意义。

本文将对液压机械无级变速器的设计原理及特性进行深入研究，以期为相关领域的研究者和工程师提供参考和指导。

一、液压机械无级变速器的原理液压机械无级变速器的核心组成部分是液压缸和连杆机构。

通过控制液压缸内的液体压力和流量，实现连杆机构的运动，从而改变输出轴的转速和扭矩。

其工作原理主要基于液压传动的特点，利用流体的不可压缩性和容积不变性实现传动效果。

在设计过程中，可以根据需求确定液压缸的数量、液压泵的流量和压力范围等参数。

通过合理选择这些参数，并根据实际工作环境的特点进行优化，可以获得更好的变速效果。

此外，还需要考虑液压缸和连杆机构的结构设计，确保其能够承受高压力和大负载的工作条件。

二、液压机械无级变速器的特性1. 无级变速性能优异：液压机械无级变速器可以实现连续的无级变速，相比传统的齿轮传动等机械变速器，具有更广泛的变速范围和更精准的调节性能。

2. 反应速度快：由于液压缸内的液体能够很快地传递力和动能，液压机械无级变速器的反应速度非常快，能够迅速适应实际工作情况的需求。

3. 输出轴扭矩大：通过合理设计液压缸和连杆机构，液压机械无级变速器可以实现较大的输出轴扭矩，适用于各种高负载工作情况。

4. 维护成本低：液压机械无级变速器的结构相对简单，在运行过程中很少需要维护和保养，能够降低维护成本和维修时间。

5. 能量损耗小：液压机械无级变速器因其工作原理的特点，在传动过程中能量损耗相对较小，能够提高传动效率。

三、液压机械无级变速器的应用液压机械无级变速器在许多领域都有广泛的应用。

其中，工程机械、汽车工业和航空航天等领域是其主要应用领域。

在工程机械领域，液压机械无级变速器被广泛应用于各类挖掘机、推土机、压路机等设备中，能够提供强大的动力输出和灵活的操作性能。

液压机械无级变速器实验台的设计与试验

液压机械无级变速器实验台的设计与试验彭晓睿;倪向东;王琦;徐国杰【摘要】为缩短设计周期,提高变速箱换段品质,根据非道路车辆动力换挡变速箱实验要求,设计开发大型非道路车辆动力换挡变速箱试验台.基于模块化设计方法,设计以动力装置、HMCVT、加载装置、泵控马达系统、支撑机构组成的机械系统.基于传动系统,分析作业工况下的工作速度要求,结合车辆行驶阻力公式,确定液压系统设计要求.根据试验台测控要求,开发了以工控机、数据采集卡、转矩转速传感器和控制器、执行器组成的测控系统.试验结果表明:本课题设计的液压机械无级变速器传动方案连续可行;离合器在不同阶段呈现不同充油特性,换挡离合器的油压升高可缩短换段时间.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】4页(P125-127,132)【关键词】实验台;液压机械传动;变速箱;液压油路【作者】彭晓睿;倪向东;王琦;徐国杰【作者单位】石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子 832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子 832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆石河子 832000【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言液压机械无级变速器（Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission，HMCVT）以其传动效率大、无级变速范围宽等优点被广泛应用在军工及工程机械上[1-2]。

国内对于HMCVT的研究始于上世纪70年代末且主要集中在军工业方面[3-4]。

为模拟变速箱实际作业工况，缩短设计周期，提高变速箱换段品质，设计一种HMCVT实验台，采用模块化结构，具有调整方便、自动化程度高的特点，通过不同检测装置的组合可实现变速箱空载损耗实验、变速箱连续无级调速实验、传动效率实验、转速转矩特性实验、换段品质研究、液压闭合回路系统控制实验等。

液压机械无级变速传动特性分析与仿真

保密口，在本学位论文属于
不保密画。
年解密后适用本授权书。
学位论文作者签名：喃翠
２０ｌｏ年６羁ｌ坦
指导教师签名：１笆毛
≥／Ｄ，口年６月击日
独创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＭＤ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｈａｓａｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｖａｒｉａｂｌｅｓｈｉｆｔｉｎｇｒａｔｉｏｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ
ｏｆＨＳＴａｎｄＭＴ’ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ａｃｈｉｅｖｅｓｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｙＭＴ．Ｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃａｎｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｆｕｅｌｅｃｏｎｏｍｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｏｒ＝ｌｅｖｅｌｏｆｖｅｈｉｃｌｅ．ＨＳＴｍａｋｅｓｔｈｅｗｈｏｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｈａｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌａｙｏｕｔｓｉｍｐｌｅａｎｄｅａｓｙｔｏｏｐｅｒａｔｅ，ａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｓｔｓ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｍｅｔｈｏｄ，－ｉｆＨＳＴｄｒｉｖｅｓｕｉｔｅｄｆｏｒａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍａｃｈｉｎｅｒｙｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄ

分析拖拉机液压机械无级变速器设计

分析拖拉机液压机械无级变速器设计摘要：拖拉机液压机械无极变速器可以根据拖拉机不同的作业模式实现不同的发动机转速、转矩的匹配。

基于液压机械换段等比传动的连续性，对各区段齿轮的参数和传动比进行了设计，并对变量泵和定量马达的匹配进行了选型。

根据拖拉机液压机械无级变速器试验要求，分析了变速器的结构和工作原理，并提出了变速器的试验台设计方案。

结果显示，所设计的试验台自动化程度高、运转平稳，满足设计要求。

关键词：拖拉机；液压机械；无级变速器；试验台拖拉机液压机械无级变速器是一种并联机械功率流与液压功率流的新型传动装置，利用机械传统联合和液压传动达到无极变速，并利用机械传动达到传动高效率。

该变速器具有无级调速的良好特性，不仅可以极大地提升车辆的燃油动力性和经济性，还可以实现大功率的传递，因此在大功率车辆中有着非常广阔的应用前景。

自1970年后，液压机械无级变速器开始进入商品化应用阶段。

1990年后，液压机械无级变速器开始被应用于拖拉机中。

而我国对液压机械无级变速器的研发起步较晚，因此在1970年后才开发出样机。

1、无级变速器的结构和工作原理该液压机械化无级的变速箱，其所面临着的运行环境通常会有不明工况的情况存在，复杂性地负荷情况相对较多。

为便于对其实际运行原理开展分析与研究工作，本次实践研究充分考虑到在水田与旱地作业条件下运行的拖拉机之上开展实践应用操作。

依据旱田与水田不同的作业条件，对其不同速度段实际情况开展分析工作，并对该液压机械化无级的变速箱开展方案设计工作，在该液压机械化无级的变速箱实际传动设计方案当中，发动机的发出功率实际分流功能主要是由i3予以实现操作，分流之后借助液压路及机械路系统实现各自传递操作，并通过K1、K2进行回流操作，再借助机械实现传动输出操作。

拖拉机液压机械无级变速器是由定量马达和变量泵构成，具体由多挡有级变速箱、液压传动系统、单行星排机构等构成。

发动机的输出功率通过分流机构可以分为机械功率流和液压功率流，机械功率流通过换挡离合器传递到行星排的行星架或齿圈，液压功率流通过变量泵定量马达组成的传动系统传递到太阳轮。

一种新型机械式无级变速器传动方案设计及仿真

第一作者：牛善田，1994年生，硕士研究生，主要研究方向为军用特种车辆设计与试验。

相位调节器的结构简图如图3所⽰。

图3 相位调节器的结构简图所⽰，各组⾮圆⻮轮⽆级变速机构包括两⾮圆⻮轮圆柱⻮轮对、差速机构、单向离合器以及若⼲传动轴，差速机构为双内啮合⾏星⻮轮机构。

两输⼊轴1.11/2和3/4的主动轮1和3固联，两⾮圆从动轮2.1和4.1分别与差速机构的太阳轮和⾏星架相图5 ⼀般参数下的传动⽐倒数曲线图不难写出ω和ω在0°〜240°线性段范围内的⽅程为：13图7 ω相对ω右移120°13根据单向离合器的⼯作特性，当输⼊转速⼤于输出转速其处于结合状态，反之则处于分离状态。

由图3、⽐倒数曲线可知，当ω相对ω左移，即相位差在[0°,120°]13内⽆级变速时，机构转速特性不符合单向离合器的功率流传角位移t /(°)图6 ω相对ω左移120°13角位移t /(°)ωω角位移t /(°)ωω图8 三维装配模型图9 装配体剖⾯视图模型导⼊及定义材料属性SolidWorks的转配体模型另存为Parasolid（ADAMS中，并在ADAMS中添加相关的材料属性。

添加约束及驱动图10 0°相位差转速仿真图11 -60°相位差转速仿真图12 -120°相位差转速仿真由上述单组⾮圆⻮轮⽆级变速机构的转速仿真可知，同相位差下，输出速度不同，若连续改变相位差即可实现⽆级并且单组⾮圆⻮轮⽆级变速机构的有效⼯作区间，速⽐输出区间亦随相位差的变化而改变，当处于极限相位差//////. All Rights Reserved.//图14 相位差连续变换下的输出转速曲线最后设置仿真时间为9.8 s，仿真步数为5 000步，体机构的输出转速和相位差随时间的变化曲线如图可⻅，在不断调节相位差⼤小的过程中，该虚拟样机的输出转速也随之不断增加，虽然有较小的波动，但其趋势是连续//图13 -120°相位差转速仿真由图13可⻅，通过设置⻆速度传感器来模拟单向离合器的⼯作特性，可实现该变速器在360°范围内的恒转速输出，验证了该变速器通过单向离合器控制3组⾮圆⻮轮⽆级变速机构协调接⼒实现360°范围内的恒速⽐输出的可⾏性。

拖拉机液压机械无级变速器试验方法-2023最新

拖拉机液压机械无级变速器试验方法1 范围本文件规定了拖拉机液压机械无级变速的试验项目、试验设备、试验方法等。

本文件适用于拖拉机用液压机械无级变速器，其他用途的液压机械无级变速器也可参照本标准执行。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期的对应版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

T/NJ 1162 拖拉机动力换档传动系试验方法GB/T 14039-2002 液压传动油液固体颗粒污染等级代码3 术语及定义3.1液压机械无级变速器hydro-mechanical continuously variable transmission由液压功率流与机械功率流并联的传动系统。

4 试验项目试验项目包含以下内容——基本功能试验——最大输出扭矩测试——传动效率测试——倾斜测试——制动力矩测试——传动系可靠性测试5 试验设备5.1设备功能试验设备功能应满足如下要求：a)试验设备应具备驱动单元、加载单元、测量控制单元、辅助系统；b)驱动单元可选用电动机，其转速与扭矩应能够满足被试件输入边界要求；c)加载单元包含电动机、减速机、其转速与扭矩应能够满足被试件输入边界要求；1d)测量控制单元包含数据采集以及信号输出模块，还应具备上位机控制电脑、控制软件、变速器控制器等，其中控制软件应具备转速设定模式；e)辅助系统包含连接工装、变速器油温控制系统、扭矩限制器等设备，并且变速器温控系统温度应具备温度无级可调功能。

5.2 试验设备准确度及精度要求试验设备准确度应满足如下要求：——试验系统扭矩波动值不大于0.5 %；——试验系统转速波动值不大于5 r/min。

6 试验前准备试验前应按照如下顺序进行准备：a)变速器应正确安装到试验台上，试验台各连接件与被试件的输入轴和输出轴同轴度满足试验要求；b)变速器的安装状态应与拖拉机上安装状态一致，且具有相同的配置；c)变速器试验前，应进行气密性检查，确保被试件为密封状态；d)变速器试验前，对变速器进行空载跑合，变速器输入转速升高过程中需检查系统压力以及润滑压力是否满足设计需求。

拖拉机液压机械无级变速器调速规律研究

供应特性场的形式因传动系统的动力装置和特性转换装置的形式不同而不同但供应特性场的功率和转矩的变化必须向理想特性靠拢同时特性转换装置应有助于使发动机在动力性经济性排放性能和噪声污染方面处于最佳状转矩功率耗油率图11发动机理想的速度特性示意图fig11idealspeedcharacteristicengine车辆变速器的作用是实现发动机特性的调节和变换使得变速器输出的供应特性场能够适应车辆运行的需求特性场同时通过变速来适应车辆在不同工作条件下的运行
Iv—拖拉机主传动和车轮等效转动惯量，kgm2
ωe —发动机角速度，rad/s ωb —变速器输出轴角速度，rad/s ωv —车轮角速度，rad/s
IV
第 1 章绪论
第1章绪论
车辆发动机的转矩通过动力传动系统作用在驱动轮上，以克服行驶阻力，满足各种道路工况的要求。理想的发动机速度特性应如图 1-1 所示，发动机功率 Pe 曲线应为一条水平直线，转矩 Te 曲线为一条双曲线，这样的动力曲线使得车辆在任意阻力条件下均可行驶自如，勿需变速器。同样水平的燃油消耗率线（图中水平直线 ge）可保证在宽广的车速范围内车辆具有良好的经济性。由于活塞式内燃机只能产生一个较窄的供应特性场，不能满足车辆需求特性的要求，因此必须配备特性转换装置以扩展内燃机的供应特性场，满足车辆行驶性能的要求
KEY WORDS：ratio regulation law, hydro-mechanical continuously variable
transmission, agriculture tractor, economic mode, dynamic mode
Dissertation Type: Application Researc速转速，r/min nR—最大油门开度下发动机最高空转转速，r/min α—发动机油门开度，% nc—不同油门开度下发动机最高空转转速，r/min ne—发动机转速，r/min Te—发动机转矩，Nm aij—油耗特性多项式系数 an—油耗特性多项式系数矩阵 nj—行星架转速，r/min no—变速器输入转速，r/min nt—太阳轮转速，r/min nq—齿圈转速，r/min e—液压路泵－马达的排量比 k—行星排特性参数 nb—变速器输出转速，r/min v—拖拉机速度，km/h r—驱动轮半径，r=0.346m i0—变速器输出轴到轮边总传动比 Fl—拖拉机阻力，kN Fq—拖拉机驱动力，kN i—无级变速速比 it—最佳工作模式下无级变速器速比

液压机械无级变速器自动变速控制系统研究

液压机械无级变速器自动变速控制系统研究液压机械无级变速器自动变速控制系统研究随着科技的发展和社会的进步，液压机械在工业生产中的应用越来越广泛。

液压机械自动变速控制系统作为一种重要的控制技术，对于提高液压机械的工作效率和可靠性有着重要的作用。

本文旨在研究液压机械无级变速器自动变速控制系统，通过对系统的原理、控制策略以及应用案例的研究，探讨其在液压机械领域中的应用前景。

首先，我们需要了解液压机械无级变速器自动变速控制系统的原理。

液压机械无级变速器利用液体介质的流动来实现变速调节，其原理主要包括变速器结构设计、液压系统和控制系统。

变速器结构设计是液压机械无级变速器能够实现无级调速的基础，通过合理的结构设计可以实现液体流动的平稳性和稳定性。

液压系统是变速器的动力来源，负责将液体介质送入变速器内部，驱动变速器工作。

控制系统是液压机械无级变速器自动变速的核心，通过控制液压系统中的压力、流量和方向等参数，实现变速器的调节和控制。

其次，我们需要研究液压机械无级变速器自动变速控制系统的控制策略。

液压机械无级变速器自动变速控制系统的控制策略主要包括速度控制和力矩控制两种方式。

速度控制是指通过控制液压系统中的压力和流量来实现液压机械的无级调速，可以根据实际工作条件和需求来调节转速。

力矩控制是指通过控制液压系统中的压力来调节液压机械的输出力矩，可以根据不同的负载要求来实现动力输出的精确控制。

最后，我们需要了解液压机械无级变速器自动变速控制系统在实际应用中的情况。

液压机械无级变速器自动变速控制系统广泛应用于工程机械、农机等领域，为实现无级调速和精确控制提供了可靠的技术支持。

例如，在挖掘机领域，通过液压机械无级变速器自动变速控制系统，可以实现操作灵活性的提高，提高工作效率和安全性。

综上所述，液压机械无级变速器自动变速控制系统在液压机械领域中具有重要的应用价值。

通过研究其原理、控制策略和实际应用情况，可以为相关行业的工程师和技术人员提供参考和指导，促进液压机械无级变速器自动变速控制系统的进一步发展和应用。

基于AMESim的液压机械无级传动换段过程建模与仿真

收稿日期：2008-12-30
修订日期：2009-04-30
Fig.1
基金项目：国家“十一五”预研支撑项目作者简介：郭占正（1974－），男，河南洛阳人，博士生，主要从事车辆传动系统理论与技术研究。北京北京理工大学机械与车辆工程学院， 100081。 Email：guozhanzheng@
图 1 液压机械无级传动原理简图 Schematic diagram of hydraulic machinery stepless transimission system
1.2
液压机械无级传动换段原理液压机械无级变速器输出转速随液压元件排量连续
第 10 期
郭占正等：基于 AMESim 的液压机械无级传动换段过程建模与仿真
nbh n pc1
n s1 n e V 1 k1 (1 k1 )i p
1 k3 TB 2 1 k 2 d d TM I m* M I r1* r1 2 k3 2 dt dt 1 k2 TL (1 k1 k2 )(1 k 2 ) TB1 2 k2 2k1 k 2
( p H pL )
V0 d( p H pL )
e
dt
（4 ）（5 ）
p
H
pL Vm I m
dm dt
f m m Tm c f pH pL Vm
式中：V ——液压元件的排量，m3/rad； ——液压元件的转速，rad/sec；下标 p 和 m——变量泵和马达；ε p—— 变排量液压元件的排量比；Cs——总泄漏系数；u——油
（6）式中： I s 3*
I r 3*
（1 ）
式中：nbh ——液压段系统输出转速，rad/s；ne ——输入转速，rad/s； ——排量比；ip——液压路前传动比；V ——液压路容积效率；ki ——各行星排特性参数；p —— 行星轮；pc ——行星架；s ——太阳轮；r ——齿圈；下标 i ——相应构件号；ni ——相应构件转速，rad/s。液压机械段系统输出速度