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拖拉機變速箱技術的發展及未來技術展望

2020-05-21 14:50:37

變速箱是拖拉機機械係統的重要組成部分,今天小編介紹拖拉機的發展過程和現階段的發展水平,有利於拖拉機變速箱的研發與進步,分析拖拉機變速箱未來的發展方向,有利於看清科研前沿,掌握市場動機,變速箱的發展也將使得拖拉機的操作和工作變得更加的簡單和舒適。


我國是農業大國,近年來我國的農業機械水平發展迅速,拖拉機作為農業機械中保有量最多的機械,其在農業中的作用是不可取代的。本文主要分析農用拖拉機的傳動係統中變速箱的重要地位。變速箱的很多零件在拖拉機的工作中起關鍵作用,它是拖拉機未來發展的重要部件,是拖拉機技術革新的重中之重,學習和掌握拖拉機的發展曆程、現階段研究水平以及分析未來的發展趨勢,有利於我國的拖拉機技術向現代化高技術發展,有利於提高我國生產拖拉機的質量和使用性能。

    

1 拖拉機變速箱發展曆程

拖拉機所使用的變速箱按照技術發展的先後大體上可分為3種類型,包括常用的手動變速箱、後期研發的負載換擋變速箱和更為先進的自動變速箱。

      

1.1手動變速箱發展

在拖拉機發展的早期,使用的主要是手動變速箱,它的結構較為簡單,在技術上可分為:滑動齒輪換擋、齧合套換擋以及同步器換擋三種方式,滑動齒輪換擋主要是通過主齒輪在驅動軸上來回滑動,在不同的位置上與從動齒輪齧合,是最基礎的變速方式。齧合套換擋是指在主動軸上存在一個空套齒輪,它與從動軸上的齒輪長期處於齧合狀態,通過移動主動軸上的齧合套,將主動軸的動力傳遞給空套齒輪。同步器換擋變速箱利用了摩擦原理,這有利於保證主從動齒輪在齧合時有相等的圓周速度,這就使得在換擋過程中更加平順,避免了齒輪齧合時的衝擊,確保了齒輪的使用壽命,這在拖拉機手動變速箱的發展過程中具有重要的意義。齧合套換擋相對於滑動齒輪換擋具有體積小、換擋相對容易的優點。由於滑動齒輪換擋和齧合套換擋具有結構簡單、加工製造成本低等優點,所以它們在拖拉機產生的初期應用極為廣泛。但隨著操作者對拖拉機駕駛平順性以及變速箱使用壽命的要求日益增長,同步器換擋變速箱的優勢也就逐漸凸顯出來。自從20世紀30年代同步器變速箱被發明,它在歐美市場的使用就越來越廣泛,這也就導致了滑動齒輪換擋和齧合套換擋結構的變速箱已經逐漸被淘汰。對於我國,由於拖拉機技術起步較晚,現階段滑動齒輪換擋和齧合套換擋結構還在很大程度上被使用,由於手動變速箱換擋時會中斷拖拉機動力,使得拖拉機的工作效率降低,操作變得更為繁瑣,因此,隨著時代的發展,對於變速箱操作的簡化要求也就越來越高。


1.2動力換擋變速箱發展

動力換擋變速箱是1959年卡特彼勒首次在拖拉機上應用,由於具有換擋過程容易,保證動力連續不斷,優化了操作性能,提高拖拉機工作效率的特點,得到了很多廠家的認可。動力換擋變速箱可分部分動力換擋變速箱和全動力換擋變速箱兩種。部分動力換擋的應用領域主要在定軸輪係變速箱上。而經過多年的發展,全動力換擋變速箱如今已達到具有12個前進擋位的多排擋全負載換擋,這種換擋方式多用於具有摩擦元件布置的周轉輪係變速箱結構上,通過先進的電液控製係統完成特定的執行元件接合與分離,從而實現全動力換擋的要求。這種變速箱廣泛的應用於各大廠家的拖拉機上,其中包括了美國凱斯公司生產的CX係列、法國雷諾公司生產的175-74T2係列,以及約翰迪爾公司生產的6000/7000係列拖拉機。


1.3自動變速箱發展

拖拉機自動變速箱與汽車上使用的自動變速箱原理和工作過程相似,不需要駕駛員參與換擋,換擋過程按照既定程序進行,按照自動變速箱采取的傳動形式可分為液力機械式變速箱、靜液壓式變速箱以及液壓機械式變速箱三種。(1)液力機械式變速箱的主要特點是:其傳動通過液力變矩器或是液力禍合器與變速箱進行串聯,使拖拉機起步更加平穩,防止過載破壞。(2)靜液壓式變速箱的主要特點是:將液壓傳動裝置和變速箱串聯傳動,液壓傳動裝置負責發動機的全部功率,操作簡單平穩。(3)液壓機械式變速箱的主要特點是:除了將液壓傳動裝置和變速箱串聯傳動外,還需要通過差動機構功率的合流或分流,完成液壓傳動裝置與純機械傳動的選擇性傳動。自動變速箱在先進的拖拉機上應用的越來越廣泛。


2 拖拉機變速箱的發展趨勢

(1)擋位增多化發展。更多的擋位不僅有利於換擋頓挫感的減少,還有利於降低拖拉機的油耗,提升拖拉機的動力,同時使得拖拉機有更多的速比分配。

(2)自動控製化發展。更多的采用電控和液壓來完成換擋動作,對操作過程做到簡化。

(3)高新技術更多應用。隨著科學技術發展,網絡技術、模糊控製技術、遠程遙控技術以及自動檢測技術等更多的高新技術將應用於拖拉機變速箱。

(4)擋杆電子化。電子擋杆可極大的節約駕駛空間,同時使得操作進一步簡化。

(5) 動力方式的多樣化,變速箱將有更多的混合動力和全電動力的模塊或者功能介入


3 結語

拖拉機變速箱在整個機械傳動係統中具有重要的作用,通過對其發展過程的研究以及對未來發展方向的分析,有利於推動我國拖拉機變速箱的發展,有利於促進農業機械現代化進程的實施。


小型拖拉機變速箱

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