1、2021-12-29內容內容提綱提綱車輛變速器概述車輛變速器概述一一拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景二二液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)三三動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)四四自動變速器性能比較自動變速器性能比較五五一、一、車輛變速器概述車輛變速器概述PfPq發動機發動機變速器變速器中央中央傳動 MqPTlvvlMeneMbnbrqnqfNq轉速轉矩車速驅動力發動機車輛動力需求場動力供應場p車輛車輛變速變速傳動原理傳動原理 一、一、車輛變速器概述車輛變速器概述轉速轉矩車速驅動力發動機車輛PfPq發動機發動機變速器變速器中央

2、中央傳動 MqPTlvvlMeneMbnbrqnqfNqp車輛車輛變速變速傳動原理傳動原理 一、一、車輛變速器概述車輛變速器概述轉速轉矩車速驅動力發動機車輛PfPq發動機發動機變速器變速器中央中央傳動 MqPTlvvlMeneMbnbrqnqfNqp車輛車輛變速變速傳動原理傳動原理 一、一、車輛變速器概述車輛變速器概述有級變速器有級變速器無級變速器無級變速器變速器變速器動力換擋動力換擋自動自動變速器變速器（PSTPST）液力機械式自動變速器液力機械式自動變速器（ATAT）電控機械式自動變速器電控機械式自動變速器（AMTAMT）機械式機械式流體式流體式電動式電動式純液壓無純液壓無級變速器級變速器

3、（HSTHST）液壓液壓機械機械無級變速器無級變速器（HMCVTHMCVT）帶傳動式帶傳動式牽引傳動式牽引傳動式電傳動式無級變速器電傳動式無級變速器膠帶式無級變速器膠帶式無級變速器金屬帶式無級變速器金屬帶式無級變速器（CVTCVT）鏈式無級變速器鏈式無級變速器曲面式無級變速器曲面式無級變速器圓錐式無級變速器圓錐式無級變速器雙離合器雙離合器自動變速器自動變速器（DCTDCT）手動換擋變速器手動換擋變速器（MTMT）有級傳動效率高，不易操作，匹配難；有級傳動效率高，不易操作，匹配難；無級傳動效率低，易操作，匹配易。無級傳動效率低，易操作，匹配易。 p變速器類型及特點變速器類型及特點 p當前的國內環

4、境是農機發展難得的機遇期當前的國內環境是農機發展難得的機遇期土地流轉后的農業集約化生產，提高糧食產量，需要先進的大功率高性能拖拉機，但目前只有引進產品農機購置補貼激發高性能拖拉機市場國務院最近制定的10大行業調整振興規劃，第七領域強調發展高性能、大功率、節約環保拖拉機等耕作機械二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景p拖拉機年銷量及平均功率逐年增大拖拉機年銷量及平均功率逐年增大20122012年拖拉機年銷量近年拖拉機年銷量近3535萬臺萬臺p進口大馬力拖拉機存在的一系列問題使得國內用戶呼喚國產進口大馬力拖拉機存在的一系列問題使得國內用戶呼喚國產大馬力拖拉機大馬力拖拉機p引領行業技

5、術進步，占領行業技術制高點引領行業技術進步，占領行業技術制高點p打破進口產品對市場的獨占，為公司創造經濟效益打破進口產品對市場的獨占，為公司創造經濟效益電液控制差速鎖、電液控制差速鎖、分動箱、動力輸出分動箱、動力輸出離合器技術離合器技術大傳動比末端傳動大傳動比末端傳動技術技術電控多擋動力換檔電控多擋動力換檔自動變速器技術自動變速器技術大轉向角前驅動橋大轉向角前驅動橋技術技術電控電控低排放非道路低排放非道路柴油機技術柴油機技術電控懸掛及負荷傳電控懸掛及負荷傳感液壓系統技術感液壓系統技術覆蓋件功能性開發覆蓋件功能性開發駕駛室的減振降噪技術駕駛室的減振降噪技術內環境人機工程和人性內環境人機工程和人性

6、化設計化設計高速拖拉機前橋懸高速拖拉機前橋懸架技術架技術p大功率拖拉機核心部件技術大功率拖拉機核心部件技術二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景p大功率拖拉機核心控制技術大功率拖拉機核心控制技術二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景p拖拉機變速器換擋技術拖拉機變速器換擋技術二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景滑動齒輪、嚙合套滑動齒輪、嚙合套、同步器同步器、負載、負載換擋換擋( (動力換擋動力換擋) )嚙合套換擋嚙合套換擋是從動軸上的齒輪和主動軸上的空套齒輪經常處于是從動軸上的齒輪和主動軸上的空套齒輪經常處于嚙合狀態，移動主動軸花鍵上的嚙合套，使

7、空套齒輪與主動軸連嚙合狀態，移動主動軸花鍵上的嚙合套，使空套齒輪與主動軸連接。接。滑動齒輪換擋滑動齒輪換擋是主動齒輪在驅動軸上滑動，使其與從動齒輪相是主動齒輪在驅動軸上滑動，使其與從動齒輪相嚙合。嚙合。同步器換擋同步器換擋變速變速器器采用摩擦原理，使相嚙合的齒輪的圓周速度采用摩擦原理，使相嚙合的齒輪的圓周速度迅速地相等后再掛擋，其換擋平順，減少了齒輪嚙合時的互相撞迅速地相等后再掛擋，其換擋平順，減少了齒輪嚙合時的互相撞擊，延長了齒輪的使用壽命擊，延長了齒輪的使用壽命。目前，。目前，多數多數拖拉機拖拉機仍采用該仍采用該變速變速器器。以上三種變速器以上三種變速器換擋換擋時會產生動力中斷，機組速度減

8、低，工時會產生動力中斷，機組速度減低，工作效率降低。因此，換擋時動力不中斷的作效率降低。因此，換擋時動力不中斷的動力動力換擋變速換擋變速器器正日正日益受到人們的青睞。益受到人們的青睞。p手動變速器手動變速器是目前拖拉機的主要變速器形式是目前拖拉機的主要變速器形式優點：優點：效率高，成本低，結構簡單，性能可靠，應用廣泛。效率高，成本低，結構簡單，性能可靠，應用廣泛。缺點：缺點：換換擋動力中斷擋動力中斷，最佳換，最佳換擋擋時機難把握；駕駛水平對拖拉機燃時機難把握；駕駛水平對拖拉機燃料經濟性、動力性、乘坐舒適性影響大；頻繁換料經濟性、動力性、乘坐舒適性影響大；頻繁換擋擋，駕駛員易疲勞，駕駛員易疲勞，

9、影響行駛安全；駕駛員不能很好關注作業，影響作業質量和生產率影響行駛安全；駕駛員不能很好關注作業，影響作業質量和生產率。發展：發展：開發開發動力換擋動力換擋自動變速器自動變速器(PST)、液壓機械液壓機械無級變速器無級變速器(CVT)，克服，克服手動手動變速器的不足，是拖拉機變速器的主要發展方向。變速器的不足，是拖拉機變速器的主要發展方向。自動手動二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景o大功率大功率自動變速器自動變速器是目前拖拉機的主要發展方向是目前拖拉機的主要發展方向組成：組成：齒輪式變速器、換擋齒輪式變速器、換擋執行元件執行元件、傳感器、電子控制系、傳感器、電子控制系統。統。

10、 二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景o 自動變速自動變速器器(HMCVT、PST)的優點的優點自動換自動換擋擋，換擋平穩，動力不中斷，拖拉機負載能力強。，換擋平穩，動力不中斷，拖拉機負載能力強。實現多實現多擋擋變速，大功率拖拉機變速，大功率拖拉機擋擋位多（位多（12+8擋擋)。根據最佳換擋規律換擋，提高拖拉機的燃料經濟性、動力性、根據最佳換擋規律換擋，提高拖拉機的燃料經濟性、動力性、乘坐舒適性。乘坐舒適性。駕駛員關注作業，提高作業質量和生產率。駕駛員關注作業，提高作業質量和生產率。減輕駕駛員勞動強度，保證安全行駛。減輕駕駛員勞動強度，保證安全行駛。時間車速牽引力時間車速牽引

11、力換擋換擋手動換擋自動換擋二二、拖拉機自動變速器開發背景拖拉機自動變速器開發背景1.1.液壓機械無級變速傳動理論液壓機械無級變速傳動理論 三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)p液壓機械無級變速傳動液壓機械無級變速傳動 Hydro-mechanical continuously variable transmission ( HMCVT ) 機械變速機構機械變速機構分流機構分流機構行星排匯流機構行星排匯流機構動力動力輸出輸出動力動力輸入輸入由機械變速機構、泵由機械變速機構、泵- -馬達液壓無級變速系統、動力分流和匯流行星馬達液壓無級變速系統、動力分流和匯流行星齒

12、輪機構、電子控制裝置及驅動系統等構成。齒輪機構、電子控制裝置及驅動系統等構成。機械傳動機械傳動高效率高效率，液壓傳動與機械傳動的結合實現，液壓傳動與機械傳動的結合實現無級變速無級變速。國外：國外：道依茲道依茲法爾法爾、芬德、約翰、芬德、約翰迪爾、卡特比勒、小松等公司，迪爾、卡特比勒、小松等公司，在其在其拖拉機、工程機械等大功率車輛上得到應用。拖拉機、工程機械等大功率車輛上得到應用。國內：國內：河南科技大學、中國一拖聯合開發了河南科技大學、中國一拖聯合開發了拖拉機拖拉機用用HMCVTHMCVT。 1 1. .液壓機械無級變速傳動理論液壓機械無級變速傳動理論 p傳動基本原理及形式傳動基本原理及形式

13、 基本原理：基本原理：通過調節液壓傳動系統中液壓元件排量比通過調節液壓傳動系統中液壓元件排量比e，改變傳動，改變傳動系統輸出轉速系統輸出轉速nb，使其，使其連續無級變化。連續無級變化。enb-1+1IIIIII0傳動形式：傳動形式：輸出分流式，輸入分流式輸出分流式，輸入分流式輸出分流式輸出分流式IOPM123DID123OPM輸入分流式輸入分流式三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)1 1. .液壓機械無級變速傳動理論液壓機械無級變速傳動理論 p液壓傳動系統類型及特性液壓傳動系統類型及特性 液壓傳動系統類型：液壓傳動系統類型：變量泵變量泵- -定量馬達（定量馬達

14、（PV-MFPV-MF）、定量泵）、定量泵- -變量馬變量馬達（達（PF-MVPF-MV）、變量泵）、變量泵- -變量馬達（變量馬達（PV-MVPV-MV）。）。液壓傳動系統特性：液壓傳動系統特性：速比特性、轉矩特性、效率特性。速比特性、轉矩特性、效率特性。p液壓機械傳動特性液壓機械傳動特性 傳動方案分析傳動方案分析：1212種傳動方案（種傳動方案（單行星排單行星排）。）。各種方案的調速特性、轉矩特性、效率特性等特性分析。各種方案的調速特性、轉矩特性、效率特性等特性分析。結論：結論：單行星排變速范圍有限，很難滿足車輛傳動的需要；匯流單行星排變速范圍有限，很難滿足車輛傳動的需要；匯流排組可擴大變

15、速范圍；排組可擴大變速范圍；多段液壓機械傳動多段液壓機械傳動實現原理。實現原理。三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)2 2.HMCVT.HMCVT傳動方案設計及參數優化傳動方案設計及參數優化 發動機0nbn3i2ie7i5i6i4i1isrcd1C2C4C3C8C5C7C6Cp傳動方案設計傳動方案設計 傳動方案傳動方案離合器接合狀態離合器接合狀態三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)2 2.HMCVT.HMCVT傳動方案設計及參數優化傳動方案設計及參數優化 p系統參數優化系統參數優化 優化目標：優化目標：以獲得較高傳動系統效率為

16、目標，采用各段液壓功以獲得較高傳動系統效率為目標，采用各段液壓功率分流比、變速范圍構造加權優化目標函數。率分流比、變速范圍構造加權優化目標函數。決策變量：決策變量：選擇主要傳動和結構參數為決策變量（選擇主要傳動和結構參數為決策變量（i，e，k）約束條件：約束條件：拖拉機作業速度、傳動功率、發動機特性、多檔變拖拉機作業速度、傳動功率、發動機特性、多檔變速器傳動比和結構參數速器傳動比和結構參數優化算法優化算法：遺傳算法：遺傳算法，枚舉算法，枚舉算法優化出變速器結構設計的主要參數值（決策變量值）優化出變速器結構設計的主要參數值（決策變量值）三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(H

17、MCVT)3 3.HMCVT.HMCVT特性分析特性分析 變量泵與定量馬達排量比 e拖拉機速度 v / kmh-1-HM3-M1M2M3-HM2-H1H1HM2HM3HM4HM5HM6變速器速比 ib無級調速特性無級調速特性 拖拉機速度 v / kmh-1轉矩比 Mbmax / MMmaxlq轉矩特性轉矩特性三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)3 3.HMCVT.HMCVT特性分析特性分析 效率特性效率特性液壓功率分流比液壓功率分流比三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)3 3.HMCVT.HMCVT特性分析特性分析 有級多擋拖

18、拉機牽引特性有級多擋拖拉機牽引特性無級變速拖拉機牽引特性無級變速拖拉機牽引特性三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)4 4. .無級變速傳動系統匹配理論無級變速傳動系統匹配理論 p作業模式分析作業模式分析 根據不同的作業項目，將拖拉機的作業模式分為三種：重負荷根據不同的作業項目，將拖拉機的作業模式分為三種：重負荷模式（模式（100%100%全功率）、中度負荷模式（約全功率）、中度負荷模式（約85%85%全功率）和輕負荷全功率）和輕負荷模式（約模式（約70%70%全功率）。全功率）。p匹配評價指標匹配評價指標 動力性評價指標：牽引功率利用率動力性評價指標：牽引功率

19、利用率經濟性評價指標：比油耗損失率經濟性評價指標：比油耗損失率三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)4 4. .無級變速傳動系統匹配理論無級變速傳動系統匹配理論 p匹配方法匹配方法 發動機與無級變速傳動系統匹配圖發動機與無級變速傳動系統匹配圖三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)5 5. .無級變速和換段規律無級變速和換段規律 p 無級變速和換段規律是HMCVT實現的核心問題。p 影響因素 人（駕駛員）、機（拖拉機機組）、環境（土壤路面） 理想變速規律：人-機-環境協同控制p 無級無級變速變速和換段和換段規律規律牽引功率最大的無級

20、變速和換段規律 燃油經濟性最佳的無級變速和換段規律 p HMCVT傳動拖拉機機組系統建模和控制仿真傳動拖拉機機組系統建模和控制仿真 牛頓動力學方法、鍵合圖方法三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)p 牽引功率最大無級變速和換段規律的工程實現控制參數：調速位置、發動機轉速、實際傳動比拖拉機牽引功率大、牽引效率高、無循環換段現象 三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)o 燃油經濟性最佳無級變速和換段規律的工程實現控制參數：目標車速、發動機轉速、齒條位移、實際傳動比、滑轉率 在主要牽引力范圍內，傳動效率大于0.95，表明在協同控制下，能

21、充分發揮HMCVT無級變速和高效傳動的優勢 。 滑轉率作為控制參數，保證實際行駛速度與指令速度一致。 三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)6 6. .控制系統開發控制系統開發 p 液壓控制系統 變量泵-定量馬達閉式傳動液壓控制 換擋離合器液壓控制p 控制系統硬件控制系統硬件p 工作模式及工作模式及TCUTCU控制軟件控制軟件 工作模式工作模式自動無級變速模式自動無級變速模式手動無級變速模式手動無級變速模式順序換檔模式順序換檔模式穿梭換檔模式穿梭換檔模式編程換檔模式編程換檔模式調整模式調整模式發動機啟動模式發動機啟動模式拖拉機起動模式拖拉機起動模式準停模式準停模

22、式制動模式制動模式應急模式應急模式控制器設定模式控制器設定模式最高生產率模式最高生產率模式最佳經濟性模式最佳經濟性模式三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)7.7.總圖及部件圖設計總圖及部件圖設計 p對變速器總圖、零部件圖進行設計，并應用工程軟件進行工程分對變速器總圖、零部件圖進行設計，并應用工程軟件進行工程分析（強度、剛度、結構）。析（強度、剛度、結構）。三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)7.7.總圖及部件圖設計總圖及部件圖設計 p對變速器總圖、零部件圖進行設計，并應用工程軟件進行工程分對變速器總圖、零部件圖進行設計，并應用

23、工程軟件進行工程分析（強度、剛度、結構）。析（強度、剛度、結構）。三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)8 8. .HMCVTHMCVT樣機樣機 三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)9 9. .自動變速控制系統自動變速控制系統 p控制系統組成框圖控制系統組成框圖三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)p控制系統組成特點控制系統組成特點三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)自動換檔控制系統出現故障時，駕駛員可以通過機械換檔手柄置自動換檔控制系統出現故障時，駕駛員可以通過

24、機械換檔手柄置位一固定的前進或后退檔位一固定的前進或后退檔車輛停車斷電后自動變速器自動置于空檔位置車輛停車斷電后自動變速器自動置于空檔位置控制臺接收駕駛員操作設定，顯示變速器相關狀態控制臺接收駕駛員操作設定，顯示變速器相關狀態車輛行走速度由駕駛員車輛行走速度由駕駛員通過油門調節手柄設定通過油門調節手柄設定車輛起步由駕駛員通過車輛起步由駕駛員通過踩踏主離合器完成踩踏主離合器完成p控制系統組成特點控制系統組成特點三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)控制器的輸入信號控制器的輸入信號調速齒條位置調速齒條位置：反映發反映發動機功率大小和駕駛員駕動機功率大小和駕駛員駕駛速

25、度意圖駛速度意圖發動機轉速發動機轉速：反映發動機工作狀態和輸出轉矩反映發動機工作狀態和輸出轉矩變速器輸入軸轉速變速器輸入軸轉速( (主離合器輸出轉速主離合器輸出轉速) )：反映主離合器狀態和變反映主離合器狀態和變速器輸入速度速器輸入速度變速器輸出軸轉速變速器輸出軸轉速：反映變速器輸輸出軸轉速和拖拉機行駛速度反映變速器輸輸出軸轉速和拖拉機行駛速度液壓馬達轉速液壓馬達轉速：反映變量泵馬達系統調速特性反映變量泵馬達系統調速特性變量泵斜盤變量泵斜盤傾角：傾角：反映變量泵工作狀態和換檔要求反映變量泵工作狀態和換檔要求行星齒輪匯流排齒圈、行星架轉速行星齒輪匯流排齒圈、行星架轉速：確定換檔時刻確定換檔時刻p

26、控制系統組成特點控制系統組成特點三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)控制器的輸出信號控制器的輸出信號變量泵電液比例調速控制信號變量泵電液比例調速控制信號：調節變量泵斜盤傾角調節變量泵斜盤傾角換檔電磁閥開關動作信號換檔電磁閥開關動作信號：執行換擋動作執行換擋動作p控制系統工作原理控制系統工作原理三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)變速器計算機控制系統變速器計算機控制系統(TCU)(TCU)采集發動機油門位置和輸出轉采集發動機油門位置和輸出轉速大小信號速大小信號根據發動機輸出特性，確定發動機的輸出功率、輸出轉矩和根據發動機輸出特性

27、，確定發動機的輸出功率、輸出轉矩和工作點工作點依據駕駛員的設定，控制器內置的調速和換檔策略，自動連依據駕駛員的設定，控制器內置的調速和換檔策略，自動連續改變變速器的傳動比續改變變速器的傳動比從而改變行車速度和發動機的負載大小從而改變行車速度和發動機的負載大小保證發動機工作在最佳動力性或最佳燃油消耗率狀態保證發動機工作在最佳動力性或最佳燃油消耗率狀態p各種工作狀態時的工作原理各種工作狀態時的工作原理三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)發動機點火發動機點火因為斷電時電磁閥復位，換檔油缸泄荷，在彈簧力作用下油因為斷電時電磁閥復位，換檔油缸泄荷，在彈簧力作用下油缸回位

28、，換擋離合器分離，變速器處于空檔位置。缸回位，換擋離合器分離，變速器處于空檔位置。雖然主離合器處于接合狀態，駕駛員可以點火發動車輛，并雖然主離合器處于接合狀態，駕駛員可以點火發動車輛，并使發動機穩定在怠速狀態。同時變速器控制用液壓油泵工作，使發動機穩定在怠速狀態。同時變速器控制用液壓油泵工作，建立工作油壓。建立工作油壓。點火前，檔位模式手柄應置于空檔位置，接通變速器控制器點火前，檔位模式手柄應置于空檔位置，接通變速器控制器電源（電源（12V12V電瓶供電），控制器復位，駕駛員可設定變速器工電瓶供電），控制器復位，駕駛員可設定變速器工作模式。作模式。p各種工作狀態時的工作原理各種工作狀態時的工作

29、原理三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)拖拉機起步拖拉機起步駕駛員首先踏下主離合器，駕駛員首先踏下主離合器，TCUTCU根據主離合器輸入和輸出速根據主離合器輸入和輸出速度的變化度的變化( (或主離合器的位置或主離合器的位置) )，自動控制變速器掛接，自動控制變速器掛接I I檔。檔。駕駛員根據工況和經驗逐漸接合主離合器，拖拉機以駕駛員根據工況和經驗逐漸接合主離合器，拖拉機以I I檔最檔最低速起步。低速起步。當主離合器完全接合后，變速器根據油門和發動機速度自動當主離合器完全接合后，變速器根據油門和發動機速度自動變速，使發動機趨向最佳工作點。變速，使發動機趨向最佳工

30、作點。p各種工作狀態時的工作原理各種工作狀態時的工作原理三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)高速行駛：高速行駛：在行駛速度達到駕駛員設定最高速時，在行駛速度達到駕駛員設定最高速時，TCUTCU在保在保證發動機工作在最佳工作點設定區間范圍內的同時，將液壓分證發動機工作在最佳工作點設定區間范圍內的同時，將液壓分流功率調定在流功率調定在0 0值附近，使變速器工作在純機械工作狀態，以值附近，使變速器工作在純機械工作狀態，以提高傳動效率。提高傳動效率。駐車：駐車：駕駛員無論在何檔位和速度狀態下，當踩下主離合器駕駛員無論在何檔位和速度狀態下，當踩下主離合器踏板使主離合器分

31、離時，變速器自動換到最低檔，當駕駛員設踏板使主離合器分離時，變速器自動換到最低檔，當駕駛員設定駐車開關時，變速器自動脫檔。定駐車開關時，變速器自動脫檔。停車熄火：停車熄火：TCUTCU斷電，電磁閥復位，油缸在彈簧力作用下回斷電，電磁閥復位，油缸在彈簧力作用下回退，各檔位離合器脫開。退，各檔位離合器脫開。p各種工作狀態時的工作原理各種工作狀態時的工作原理三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)手動換檔工作：手動換檔工作：正常工作時駕駛員可在控制臺上設定手動工正常工作時駕駛員可在控制臺上設定手動工作狀態和相應檔位。當主離合器分離時，換檔自動完成。駕駛作狀態和相應檔位。

32、當主離合器分離時，換檔自動完成。駕駛員慢速接合主離合器使車輛平穩起步。員慢速接合主離合器使車輛平穩起步。變速器變速器TCUTCU故障時：故障時：首先分離主離合器，然后利用換檔手柄首先分離主離合器，然后利用換檔手柄置前進置前進I I檔或后退檔或后退I I檔，拖拉機可低速行駛。駕駛員慢速接合主檔，拖拉機可低速行駛。駕駛員慢速接合主離合器使車輛平穩起步行走。離合器使車輛平穩起步行走。p液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器變速規律和換段規律變速規律和換段規律p液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器控制理論與技術控制理論與技術p換擋離合器設計理論與工程實現技術換擋離合器設計理論與工程實現技術1010. .

33、關鍵技術關鍵技術 p滿足農業拖拉機總體要求的滿足農業拖拉機總體要求的HMCVTHMCVT設計理論與技術設計理論與技術p液壓機械無級變速傳動系統匹配理論和技術液壓機械無級變速傳動系統匹配理論和技術三三、液壓機械無級變速器液壓機械無級變速器(HMCVT)(HMCVT)p動力換擋技術動力換擋技術 四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)動力換擋變速器動力換擋變速器( (即負載換擋、或功率流不中斷換擋即負載換擋、或功率流不中斷換擋) )，能，能夠在拖拉機帶負載工作時不切斷動力而換擋，從而提高工作夠在拖拉機帶負載工作時不切斷動力而換擋，從而提高工作效率，操作輕便。效率，操作輕便。動

34、力換擋過程動力換擋過程空擋：空擋：換擋離合器換擋離合器X X和和Y Y均分離均分離低擋：低擋：換擋離合器換擋離合器X X接合，接合，Y Y分離分離高擋：高擋：換擋離合器換擋離合器Y Y接合，接合，X X分離分離為了保證換擋時動力不中斷，參與為了保證換擋時動力不中斷，參與換擋的換擋的1 1對離合器應有部分轉矩重疊，對離合器應有部分轉矩重疊，由由換擋離合器接合規律換擋離合器接合規律實現。實現。p動力換擋離合器工作原理動力換擋離合器工作原理 四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)1.1.旋轉密封環旋轉密封環 2.2.驅動齒輪驅動齒輪 3.3.靜密封圈靜密封圈 4.4.快速排油

35、閥快速排油閥 5.5.離合器外鼓離合器外鼓 6.6.往復密封圈往復密封圈 7.7.活塞活塞 8.8.鋼片鋼片 9.9.摩擦片摩擦片10.10.回位彈簧回位彈簧 11.11.壓盤壓盤 12.12.回位彈簧支承蓋回位彈簧支承蓋 13.13.離合器內鼓離合器內鼓( (傳動齒輪傳動齒輪) 14.) 14.液壓油缸液壓油缸 15.15.電磁換檔閥電磁換檔閥 16.16.溢流閥溢流閥17.17.液壓油箱液壓油箱 18.18.粗濾器粗濾器 19.19.油油泵泵 20.20.精濾器精濾器 21.21.旁通閥旁通閥 22.22.減壓閥減壓閥 23.23.散熱器散熱器 24.24.壓力調節閥壓力調節閥 p基本組成

36、基本組成 四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)拖拉機作業速度范圍拖拉機作業速度范圍四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)p多擋位特點多擋位特點 四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)p多擋位特點多擋位特點 某拖拉機部分牽引某拖拉機部分牽引功率功率特性特性o研究現狀與趨勢研究現狀與趨勢國外：國外：20世紀世紀70年代開始研究應用，主要變速器制造公司都年代開始研究應用，主要變速器制造公司都開發了系列產品。在大功率拖拉機、聯合收割機、工程機械開發了系列產品。在大功率拖拉機、聯合收割機、工程機械等上應用。等上應用。ZF的的710

37、0、7200、7300等機型，均為全等機型，均為全動力換擋動力換擋；約翰；約翰迪爾的迪爾的1654、1854、2204、2504、2854等機型，均等機型，均為全動力換擋；凱斯紐荷蘭的為全動力換擋；凱斯紐荷蘭的T1404、1504、1804、2104等機型，有全動力也有部分動力換擋；愛科集團的等機型，有全動力也有部分動力換擋；愛科集團的T171、T151、T2104等機型，全動力部分動力都有；另等機型，全動力部分動力都有；另外，卡特彼勒、芬德、菲亞特、小松等國際大外，卡特彼勒、芬德、菲亞特、小松等國際大公司公司均有均有。四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)o研究現狀與

38、趨勢研究現狀與趨勢國內：國內：中國一拖中國一拖與與AVL公司合作開發公司合作開發LA2004型部分動力換擋變型部分動力換擋變速器速器(40+40擋擋)，已小批量生產已小批量生產。通過部級推廣鑒定檢測的機型有：通過部級推廣鑒定檢測的機型有：中國一拖的中國一拖的2204、2404、2804、3804；福田雷沃重工的；福田雷沃重工的1804、2104、2304、2654；山拖農裝的五征山拖農裝的五征1804、2004；山東億嘉現代農機的；山東億嘉現代農機的1604；約；約翰迪爾翰迪爾(哈爾濱哈爾濱)的的1654、1854；愛科大慶農機的維美德；愛科大慶農機的維美德2104；凱斯紐荷蘭凱斯紐荷蘭(哈爾

39、濱哈爾濱)1654等機型。等機型。入選國家支持推廣農機產品目錄的機型有：入選國家支持推廣農機產品目錄的機型有：中國一拖的中國一拖的2804、3804；福田雷沃重工的；福田雷沃重工的1804、2104、2304、2654。開展科研攻關和樣機研制的有：開展科研攻關和樣機研制的有：中國一拖、福田雷沃重工、山東常中國一拖、福田雷沃重工、山東常林、五征集團、常州東風、奇瑞重工、江蘇聯凱農業裝備、江蘇常林、五征集團、常州東風、奇瑞重工、江蘇聯凱農業裝備、江蘇常發農業裝備等企業。發農業裝備等企業。四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST

40、)(PST)o基本原理基本原理駕駛員選擇操作模式駕駛員選擇操作模式，并踩踏油門，由并踩踏油門，由電子控制單元（電子控制單元（TCU）提取駕駛員意圖、測量拖拉機運行狀態參數，按控制系統中提取駕駛員意圖、測量拖拉機運行狀態參數，按控制系統中存儲的最佳換存儲的最佳換擋擋規律求得最佳規律求得最佳擋擋位，通過位，通過換擋換擋執行機構自動執行機構自動控制完成換控制完成換擋擋過程。過程。變速器控制器發動機行走系統負載地面換擋規律駕駛員o傳動方案設計傳動方案設計四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)主要技術參數主要技術參數四四、動力換擋自動變速器動力換擋自動變速器(PST)(PST)主要車速參數（不帶爬行擋）主要車