动力换挡农用拖拉机的传动控制设计与最终自动调整  

Mara Tanelli , Giulio Panzani , Sergio M. Savaresi , Carlo Pirola

a Dipartimento di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano, Piazza L. da Vinci, 32, 20133 Milano, Italy

b SAME Deutz-Fahr Group, Viale F. Cassani, 15, 24047 Treviglio (Bergamo), Italy

摘 要：本文涉及大功率变速农用拖拉机传动控制系统的分析和设计。具体地说，对所有涉及单离合器与双离合器正确操纵换档的临界情况都进行了研究，并提出一个在所有操纵条件下能提供良好换挡性能的操控系统。深入来讲，为了适应元件公差及其在生产线上的普及，为传动控制系统中的最终调节提出了一个自动程序，用于对换挡质量进行客观分类并对其进行自动优化。该方法的适宜性在仪表化的车辆上做了彻底的测试。

关键词：动力换档变速器  农用拖拉机  汽车系统  最终调整

一、 简介与动机

农用车要应对的工作条件比其他经验丰富的地面车辆复杂与艰巨得多［10］。事实上，农用车本质上是作为低速行进而提供大牵引力车辆而设计的。此外，在不平坦的土壤上轻易地移动使它们同样适合重型拖车运输。为保证个速度在运用中的最大灵活性以及在工作环境下充分利用发动机的最大功率，如今农业车辆往往配备了一个被称为动力换挡变速器的设备。这种变速器含有大量的齿轮（通常从9到30）并且能够通过执行档使发动机与驱动轮之间没有（或者至少最小）功率损失。

通常，一个动力换挡变速器的特点是存在2个或更多（取决于齿轮的数量以及变速箱整体机械结构）连接到液压回路的湿离合器，液压回路的压力受比例电磁阀控制。考虑到齿轮数量之大以及要达到最佳换挡的事实，正确的处理好一些控制变量是必要的，以使这种变速器得到适当的控制。

设计出如此的一个控制系统不是一件简单的事情。在科学文献中，有一些处理基于路面车辆的动力换挡或者双离合器传动控制的研究，例如，［3-8,15］，但是关于农用拖拉机的具体解决方案基本没有。这主要是因为广泛的工作条件以及变化的车辆载荷使农用车具有独特的性能规范，这种独特的性能规范就使得农用车最优换挡的定义不同于其他路面车辆。事实上，主要的限制因素是重复性的操作以及在所有作业路面上司机的舒适度，例如从沥青泊油路到粗糙的越野地形。另外，拖拉机上的载荷分布与其他车辆有很大的不同，产生这些不同的原因可能是前面或者后面的附加载荷，而这些附加载荷源于不同作业任务所使用的各种作业设备。最后，还要注意变化的操作条件往往是无法用车载传感器测量的，因此需要功能强大的而且容易调节的变速控制器。这些事实使得在农用拖拉机上保证最优且可重复的换档这一问题成为一项非常具有挑战性的任务。

设计一个有效的传动控制系统，首先要确定影响换档品质的重要参数，例如，［2,16］。此外，该变速控制系统必须最佳地处理好以下相冲突要求之间的平衡：

（1）、舒适换档；

（2）、保证换挡过程中传到驱动轮的功率无损失；

（3）、车辆传动寿命周期中造成最小的的机械零件磨损；

此外，在工业背景下，