CN108195582A - 一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台，本发明能够用于静液压驱动履带拖拉机驱动性能参数的获取及试验。静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台包括多缸发动机、离合器、发动机转矩传感器、拖拉机变速箱、换挡电推杆、左侧转向电推杆、右侧转向电推杆、左侧半轴转速转矩传感器、左侧升速齿轮箱、左侧半轴测功机、右侧半轴转速转矩传感器、右侧升速齿轮箱、右侧半轴测功机、动力输出轴转速转矩传感器、动力输出轴测功机、静液压驱动装置、液压油箱、温度传感器、正转压力变送器、反转压力变送器、CAN分析仪、试验台控制器、计算机。

Description

一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台，适用于静液压驱动履带拖拉机驱动性能参数的获取及试验。

背景技术

我国是农业大国，拖拉机总量居世界前列。但是，目前国内拖拉机多采用传统的机械式变速箱，然而传统拖拉机变速箱档位繁多，拖拉机作业时，操作人员需要频繁换挡，劳动强度大且难以保证拖拉机运行在最佳发动机工况，造成发动机油耗的增加。

与机械传动相比，采用静液压驱动易实现无极调速、功率质量比大，故障率相对较低，维护方便，易于实现自动化控制，且有过载保护和正反转等优点。特别适合于现代电子和信息技术相结合，利于实现拖拉机的无人操作，适合于未来智能农机装备的发展趋势。目前，国内的履带式联合收割机、弥雾机已经普遍采用静液压驱动的方式，然而研究开发静液压驱动的履带拖拉机相对较少。因此，设计研发静液压驱动的履带拖拉机，对于促进我国农业机械化水平的提高具有重要意义。

对于新开发的静液压驱动的履带拖拉机，其传动系统的性能是拖拉机整机的关键与核心。为评估拖拉机整机的动力特性，提高履带拖拉机工作时的平稳性、可靠性，需要进行测试和试验。因此，在试验台环境下模拟静液压驱动履带拖拉机作业及行驶的情况，分析测试拖拉机的动力特性和行驶性能十分必要。目前，现有技术中针对这个问题的研究尚少，因此设计一种针对静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台，具有十分重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台，用于静液压驱动拖拉机传动系统传动性能的检测。

所述静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台包括多缸发动机、离合器、发动机转矩传感器、拖拉机变速箱、换挡电推杆、左侧转向电推杆、右侧转向电推杆、左侧半轴转速转矩传感器、左侧升速齿轮箱、左侧半轴测功机、右侧半轴转速转矩传感器、右侧升速齿轮箱、右侧半轴测功机、动力输出轴转速转矩传感器、动力输出轴测功机、静液压驱动装置、液压油箱、温度传感器、正转压力变送器、反转压力变送器、CAN分析仪、试验台控制器、计算机；

所述发动机转矩传感器一端与离合器通过联轴器连接，另一端与拖拉机变速箱的动力输入轴通过联轴器连接；

所述动力输出轴转速转矩传感器一端通过联轴器与动力输出轴连接，另一端通过联轴器与动力输出轴测功机连接；

所述左侧半轴转速转矩传感器一端通过联轴器与左侧半轴连接，另一端通过联轴器与左侧升速齿轮箱输入端连接，左侧升速齿轮箱输出端通过联轴器与左侧半轴测功机连接；

所述右侧半轴转速转矩传感器一端通过联轴器与右侧半轴连接，另一端通过联轴器与右侧升速齿轮箱输入端连接，右侧升速齿轮箱输出端通过联轴器与右侧半轴测功机连接；

所述左侧半轴测功机、右侧半轴测功机、动力输出轴测功机为电力测功机；

所述试验台控制器与计算机电气连接，试验台控制器分别与左侧半轴测功机、右侧半轴测功机、动力输出轴测功机、换挡电推杆、左侧转向电推杆、右侧转向电推杆、发动机转矩传感器、左侧半轴转速转矩传感器、右侧半轴转速转矩传感器、动力输出轴转速转矩传感器、正转压力变送器、反转压力变送器、温度传感器、CAN分析仪电气连接；

所述正转压力变送器和反转压力变送器与静液压驱动装置通过螺栓连接，并与试验台控制器电气连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本试验台为静液压驱动履带拖拉机传动系统的性能测试提供了一个试验平台，通过模拟拖拉机的实际行驶工况及作业条件，检测分析静液压驱动拖拉机传动系统传动性能，并为日后投产静液压驱动履带拖拉机提供动力性能优化。

附图说明

图1为本发明静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台的结构示意图

图2位本发明拖拉机变速箱结构示意图

图3位本发明静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台控制系统原理图

其中附图标记为：

1、多缸发动机；2、离合器；3、发动机转矩传感器；4、拖拉机变速箱；5、换挡电推杆；6、右侧转向电推杆；7、右侧半轴测功机；8、右侧升速齿轮箱；9、右侧半轴转速转矩传感器；10、动力输出轴转速转矩传感器；11、动力输出轴测功机；12、左侧半轴转速转矩传感器；13、左侧升速齿轮箱；14、左侧半轴测功机；15、左侧转向电推杆；16、液压油箱；17、温度传感器；18、静液压驱动装置；19、试验台控制器；20、计算机；21、正转压力变送器；22、反转压力变送器；23、CAN分析仪；

41、动力输入轴；42、动力输出中间轴；43、静液压驱动装置输入轴；44、静液压驱动装置输出轴；45、第一传动轴；45-1、三联滑移齿轮；46、第二传动轴；47、第三传动轴；47-1、右侧牙嵌齿轮；47-2、左侧牙嵌齿轮；48第四传动轴；49、右侧半轴；50、动力输出轴；51、左侧半轴。

具体实施方式：

本发明提供了一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台，用于静液压驱动拖拉机传动系统传动性能的检测。下面结合附图及具体实施方式对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整的描述，在下面的描述中阐述了很多细节，以便于充分理解本发明。

如图1所示，所述静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台包括多缸发动机1、离合器2、拖拉机变速箱4、静液压驱动装置18、液压油箱16、发动机转矩传感器3、换挡电推杆5、左侧转向电推杆15、右侧转向电推杆6、左侧半轴测功机14、右侧半轴测功机7、左侧升速齿轮箱13、右侧升速齿轮箱8、左侧半轴转速转矩传感器12、右侧半轴转速转矩传感器9、动力输出轴转速转矩传感器10、动力输出轴测功机11、计算机20、试验台控制器19、温度传感器17、正转压力变送器21、反转压力变送器22、CAN分析仪23。

为了清楚的在图2中表述清楚，拖拉机变速箱的结构画成平铺式，但在实际应用中应该综合考虑整车布置、动力输出轴的位置，进行变速箱结构布置的设计。

如图2所示，所述拖拉机变速箱4包括：动力输入轴41、动力输出中间轴42、静液压驱动装置输入轴43、静液压驱动装置输出轴44、第一传动轴45、三联滑移齿轮45-1、第二传动轴46、第三传动轴47、右侧牙嵌齿轮47-1、左侧牙嵌齿轮47-2、第四传动轴48、右侧半轴49、动力输出轴50、左侧半轴51。

多缸发动机1与离合器2连接，发动机转矩传感器3一端与离合器2通过联轴器连接，另一端与拖拉机变速箱4的动力输入轴41通过联轴器连接。发动机转矩传感器3用于实时获取发动机输出转矩信号，并将信息传送给试验台控制器19。

动力输入轴41与静液压驱动装置输入轴43通过一对锥齿轮啮合，静液压驱动装置输出轴44与第一传动轴45通过齿轮啮合连接，第一传动轴45与第二传动轴46通过齿轮啮合的方式连接，第二传动轴46与第三传动轴47通过齿轮啮合连接，第三传动轴47与第四传动轴48通过齿轮啮合连接。第三传动轴47与左侧牙嵌齿轮47-1和右侧牙嵌齿轮47-2连接，左侧牙嵌齿轮47-1和右侧牙嵌齿轮47-2可以沿第三传动轴47轴向移动。

换挡电推杆5通过铰接的方式安装在拖拉机变速箱4上，三联滑移齿轮45-1与换挡电推杆5通过拨叉连接，三联滑移齿轮45-1与第一传动轴45连接，三联滑移齿轮45-1可以沿第一传动轴45轴向移动。通过驱动换挡电推杆5动作，实现拖拉机变速箱4的三联滑移齿轮45-1的轴向往返移动，从而实现拖拉机变速箱4的档位调节。

左侧转向电推杆15与右侧转向电推杆6分别通过铰接的方式与拖拉机变速箱4连接，左侧转向电推杆15与右侧转向电推杆6分别通过转向拨叉与左侧牙嵌齿轮47-1和右侧牙嵌齿轮47-2连接，通过分别驱动左侧转向电推杆15和右侧转向电推杆6的动作，实现左侧牙嵌齿轮47-1和右侧牙嵌齿轮47-2与第三传动轴47的啮合分离，从而模拟拖拉机的左转向和右转向。

左侧半轴51和右侧半轴49分别通过齿轮啮合的方式与第四传动轴48连接，并分别位于左右两侧。

动力输入轴41与动力输出中间轴42通过齿轮啮合的方式连接，动力输出中间轴42通过齿轮啮合的方式与动力输出轴50连接。

动力输出轴转速转矩传感器10一端通过联轴器与动力输出轴50连接，另一端通过联轴器与动力输出轴测功机11输入端连接；所述动力输出轴测功机11为电力测功机，电压为380V交流电；试验台模拟履带拖拉机在挂接如旋耕机和开沟机等农具时，采用改变动力输出轴测功机11的加载力矩大小，模拟动力输出轴工作时受到的负载情况。

左侧半轴转速转矩传感器12一端通过联轴器与左侧半轴51连接，另一端通过联轴器与左侧升速齿轮箱13输入端连接，左侧升速齿轮箱13输出端通过联轴器与左侧半轴测功机14输入端连接；所述左侧半轴测功机14为电力测功机，电压为380V交流电；因为高速低扭的电力测功机成本较低，相对高速稳定性好，而拖拉机行驶速度相对较低，输出扭矩较大，因此增加左侧升速齿轮箱13，实现升速降扭的目的。试验台加载时，通过改变左侧半轴测功机14的加载力矩大小，模拟履带拖拉机在左侧半轴51受力时的情况。

右侧半轴转速转矩传感器9一端通过联轴器与右侧半轴49连接，另一端通过联轴器与右侧升速齿轮箱8输入端连接，右侧升速齿轮箱8输出端通过联轴器与右侧半轴测功机7输入端连接；所述右侧半轴测功机7为电力测功机，电压为380V交流电；因为高速低扭的电力测功机成本较低，相对高速稳定性好，而拖拉机行驶速度相对较低，输出扭矩较大，因此增加右侧升速齿轮箱8，实现升速降扭的目的。试验台加载时，通过改变右侧半轴测功机7的加载力矩大小，模拟履带拖拉机在右侧半轴49受力时的情况。

静液压驱动装置18与拖拉机变速箱4通过螺栓连接，静液压驱动装置18的进油口和出油口与液压油箱16通过油管连接。正转压力变送器21和反转压力变送器22与静液压驱动装置18通过螺栓连接，并与试验台控制器19电气连接。因为静液压驱动装置18能够正转、反转，从而能够驱动拖拉机变速箱左侧版主和右侧半轴的正转和反转，故安装正转压力变送器21和反转压力变送器22，用于模拟拖拉机正向行驶和反向行驶的时候，检测静液压驱动装置18正转、反转时候的内部系统压力。

温度传感器17通过螺栓与液压油箱16机械连接，并与试验台控制器19电气连接。温度传感器17用于试验台的静液压驱动装置18的液压油油温检测，并将检测的油温信息，传回到试验台控制器19。

试验台控制器19分别与左侧半轴测功机14、右侧半轴测功机7、动力输出轴测功机11、换挡电推杆5、左侧转向电推杆15、右侧转向电推杆6、发动机转矩传感器3、左侧半轴转速转矩传感器12、右侧半轴转速转矩传感器9、动力输出轴转速转矩传感器10、正转压力变送器21、反转压力变送器22、温度传感器17、CAN分析仪23电气连接；

计算机20与试验台控制器19电气连接，计算机20一方面通过试验台控制器19向左侧半轴测功机14、右侧半轴测功机7、动力输出轴测功机11分别发送左侧半轴转矩信号、右侧半轴转矩信号、动力输出轴转矩信号，向换挡电推杆5、左侧转向电推杆15、右侧转向电推杆6发送动作信号，一方面采集发动机转矩传感器3、左侧半轴转速转矩传感器12、右侧半轴转速转矩传感器9、动力输出轴转速转矩传感器10、正转压力变送器21、反转压力变送器22、温度传感器17和CAN分析仪23的数据，另一方面通过计算机20设置试验数据，并显示试验实验结果。

CAN分析仪23与多缸发动机1内部的ECU电气连接，目前多缸发动机内部均集成有多种传感器，而这些传感器均与多缸发动机1内部ECU电气连接。发动机ECU遵循CAN通讯协议。CAN分析仪23通过与多缸发动机1的ECU电气连接，能够实时获取发动机转速传感器、进气压强传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、进气流量传感器传来的数据信息。

上面以具体实施例予以说明本发明的结构及工作原理，本发明并不局限于以上实施例，根据上述的说明内容，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种静液压驱动履带拖拉机传动系统性能测试试验台包括多缸发动机、离合器、发动机转矩传感器、拖拉机变速箱、换挡电推杆、左侧转向电推杆、右侧转向电推杆、左侧半轴转速转矩传感器、左侧升速齿轮箱、左侧半轴测功机、右侧半轴转速转矩传感器、右侧升速齿轮箱、右侧半轴测功机、动力输出轴转速转矩传感器、动力输出轴测功机、静液压驱动装置、液压油箱、温度传感器、正转压力变送器、反转压力变送器、CAN分析仪、试验台控制器、计算机；

其特征在于：

所述发动机转矩传感器一端与离合器通过联轴器连接，另一端与拖拉机变速箱的动力输入轴通过联轴器连接；

所述动力输出轴转速转矩传感器一端通过联轴器与动力输出轴连接，另一端通过联轴器与动力输出轴测功机连接；

所述左侧半轴转速转矩传感器一端通过联轴器与左侧半轴连接，另一端通过联轴器与左侧升速齿轮箱输入端连接，左侧升速齿轮箱输出端通过联轴器与左侧半轴测功机连接；

所述右侧半轴转速转矩传感器一端通过联轴器与右侧半轴连接，另一端通过联轴器与右侧升速齿轮箱输入端连接，右侧升速齿轮箱输出端通过联轴器与右侧半轴测功机连接；

所述左侧半轴测功机、右侧半轴测功机、动力输出轴测功机为电力测功机；

所述试验台控制器与计算机电气连接，试验台控制器分别与左侧半轴测功机、右侧半轴测功机、动力输出轴测功机、换挡电推杆、左侧转向电推杆、右侧转向电推杆、发动机转矩传感器、左侧半轴转速转矩传感器、右侧半轴转速转矩传感器、动力输出轴转速转矩传感器、正转压力变送器、反转压力变送器、温度传感器、CAN分析仪电气连接；

所述正转压力变送器和反转压力变送器与静液压驱动装置通过螺栓连接，并与试验台控制器电气连接。