拖拉機機組牽引動力學

前言

　　本書是作者根據(jù)其在拖拉機農(nóng)具機組系統(tǒng)方面的研究成果寫成的。主要研究拖拉機的典型作業(yè)機組（犁耕機組、運輸機組）的作業(yè)性能的分析預測模型，計算機分析方法、程序及機組的匹配優(yōu)化技術，系統(tǒng)討論機組的主要工作性能?！　”緯难芯繉ο笫菣C組，即拖拉機和農(nóng)機具組成的系統(tǒng)。拖拉機總是以機組的形式工作的，因此研究工作也必須以機組系統(tǒng)為對象才是合理的。我國20世紀50年代開始建立拖拉機工業(yè)和農(nóng)機工業(yè)。60年代開發(fā)了一批拖拉機農(nóng)具產(chǎn)品，開展了許多產(chǎn)品的實驗研究，積累了不少試驗資料和設計經(jīng)驗，但主要是以拖拉機單機試驗和設計為主，對機組問題尚未給予足夠的關注。在性能分析和參數(shù)確定上也主要是以定性分析或經(jīng)驗比較為主。70年代，幾個有關院校和科研單位開展了規(guī)模較大的機組動載測量和匹配研究，由于測試手段和數(shù)據(jù)處理手段落后，對試驗結果缺乏深入的分析和系統(tǒng)的總結。70年代后期，又引進了一批國外先進技術，但由于各種原因，我國機組理論的研究工作尚未達到應有的高度，或者說尚未形成有自己特色的機組理論，對已有成果的總結和理論概括也很不夠，還沒有比較實用的機組性能分析和性能預測理論。80年代開始，計算機得到日益普遍的采用，為了更充分地發(fā)揮計算機輔助分析和輔助設計的巨大優(yōu)越性，對機組理論和機組性能的分析模型、方法以及機組優(yōu)化技術有了更迫切的要求。國外，尤其是技術先進的國家，在機組理論和性能的研究方面開展了許多工作，發(fā)表了大量的研究報道。但從已發(fā)表的各種文獻看，都有內(nèi)容范圍上的局限和適用條件上的局限，只能適用于解決某種條件下某一個或幾個問題，并未形成完整的體系。

內(nèi)容概要

本書以拖拉機和農(nóng)具機組系統(tǒng)為對象，將發(fā)動機、拖拉機和農(nóng)具理論與設計方法相互滲透、綜合，以特有的較為嚴密的理論體系，建立了分析機組性能的各種數(shù)學模型，提出了一套系統(tǒng)性能分析方法。    作者力圖體現(xiàn)特有的理論體系，將典型機組和諸多性能的分析形成有機的聯(lián)系，而不是各種問題的研究成果的匯編；特別注意內(nèi)容的實用性，注意結合我國的實際情況；研究的內(nèi)容都是現(xiàn)實需要解決的問題；介紹的機組性能預測，從整體到某個具體模型都適用于進行計算機輔助分析，完全可以據(jù)此建立配套的計算機軟件系統(tǒng)，這一點已被實踐證實。    本書的讀者對象主要是從事拖拉機、農(nóng)機的理論研究、試驗、設計的工程技術人員、大專院校老師及研究生，對其他車輛的研究人員和計算機軟件工程研究人員也有一定的參考價值。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  拖拉機機組及其研究  1.2  拖拉機機組牽引動力學研究的內(nèi)容    1.2.1  拖拉機機組外載特性    1.2.2  拖拉機機組系統(tǒng)數(shù)學模型參數(shù)的識別    1.2.3  拖拉機機組系統(tǒng)性能仿真分析    1.2.4  拖拉機機組系統(tǒng)匹配    1.2.5  拖拉機機組系統(tǒng)控制  1.3  拖拉機機組動力學研究的趨勢第2章  拖拉機發(fā)動機靜態(tài)特性  2.1  調(diào)速器恢復力特性    2.1.1  概述    2.1.2  泰山-25拖拉機發(fā)動機調(diào)速器的恢復力特性分析    2.1.3  恢復力特性分析的一般步驟  2.2  調(diào)速器支持力特性    2.2.1  支持力計算模型    2.2.2  泰山-25拖拉機發(fā)動機調(diào)速器支持力特性分析  2.3  調(diào)速器靜態(tài)特性分析    2.3.1  靜態(tài)特性分析的三類問題    2.3.2  調(diào)速器靜態(tài)特性    2.3.3  調(diào)速器靜特性有關參數(shù)的確定  2.4  發(fā)動機能量方程與靜態(tài)特性分析    2.4.1  發(fā)動機能量方程    2.4.2  發(fā)動機靜態(tài)特性分析    2.4.3  最大調(diào)速手柄位置時的調(diào)速特性的簡化轉矩模型  2.5  發(fā)動機油耗模型和預測方法    2.5.1  發(fā)動機油耗的第一類分析模型    2.5.2  發(fā)動機油耗的第二類分析模型    2.5.3  發(fā)動機油耗的第三類分析模型第3章  發(fā)動機自動控制系統(tǒng)動力學模型  3.1  發(fā)動機自動控制系統(tǒng)運動方程    3.1.1  發(fā)動機自動控制系統(tǒng)動力學框圖    3.1.2  發(fā)動機系統(tǒng)運動方程的一般形式    3.1.3  發(fā)動機系統(tǒng)運動方程的增量形式    3.1.4  運動方程的無量綱變量形式  3.2  發(fā)動機穩(wěn)定性因素和轉動慣量的測定    3.2.1  發(fā)動機穩(wěn)定性因素    3.2.2  發(fā)動機轉動慣量的測定  3.3  調(diào)速器穩(wěn)定性因素和黏性阻尼系數(shù)    3.3.1  調(diào)速器穩(wěn)定性因素    3.3.2  調(diào)速器黏性阻尼系數(shù)的辨識第4章  發(fā)動機系統(tǒng)動態(tài)特性與動態(tài)仿真  4.1  無調(diào)速器發(fā)動機線性模型的動態(tài)特性    4.1.1  無調(diào)速器發(fā)動機線性模型的時間響應分析    4.1.2  無調(diào)速器發(fā)動機線性模型的頻率特性  4.2  調(diào)速器線性模型的動態(tài)特性    4.2.1  調(diào)速器線性模型的時間響應分析    4.2.2  調(diào)速器線性模型的頻率特性  4.3  發(fā)動機系統(tǒng)線性模型的動態(tài)特性    4.3.1  發(fā)動機系統(tǒng)線性模型的時間響應分析    4.3.2  發(fā)動機系統(tǒng)線性模型的傳遞函數(shù)和頻率特性  4.4  發(fā)動機系統(tǒng)的動態(tài)模型和計算方法    4.4.1  發(fā)動機系統(tǒng)的動態(tài)仿真模型    4.4.2  兩個問題的處理  4.5  發(fā)動機對標準載荷輸入的響應    4.5.1  發(fā)動機對階躍載荷輸入的響應    4.5.2  發(fā)動機對正弦載荷輸入的響應第5章  驅(qū)動輪牽引性能  5.1  有關驅(qū)動輪牽引性能的幾個基本概念    5.1.1  有關驅(qū)動輪上作用力的定義    5.1.2  有關驅(qū)動輪滾動的幾個概念    5.1.3  關于滑轉率曲線的說明  5.2  驅(qū)動輪滑轉率曲線的數(shù)學擬合    5.2.1  擬合方程的基本形式    5.2.2  試驗曲線的擬合  5.3  驅(qū)動輪滑轉率的一種統(tǒng)計方程    5.3.1  滑轉率方程特征數(shù)與輪胎參數(shù)的關系    5.3.2  滑轉率方程特征數(shù)與土壤參數(shù)的關系    5.3.3  滑轉率方程特征數(shù)的統(tǒng)計均值    5.3.4  驅(qū)動輪的滾動阻力系數(shù)    5.3.5  輪胎參數(shù)之間的相關性    5.3.6  對統(tǒng)計結果的簡要分析    5.3.7  驅(qū)動輪滑移率曲線方程  5.4  驅(qū)動輪牽引特性    5.4.1  驅(qū)動輪效率    5.4.2  驅(qū)動輪牽引特性    5.4.3  驅(qū)動輪牽引特性的分析實例    5.4.4  驅(qū)動輪參數(shù)匹配圖    5.4.5  驅(qū)動輪滑移時的特性第6章  拖拉機載荷驅(qū)動方程組與驅(qū)動橋特性  6.1  拖拉機外載與載荷方程組    6.1.1  坐標系和坐標矩陣    6.1.2  拖拉機外載的一般模式    6.1.3  拖拉機載荷方程組與載荷分配系數(shù)  6.2  拖拉機驅(qū)動橋驅(qū)動方程組與驅(qū)動橋特性    6.2.1  驅(qū)動橋驅(qū)動方程組    6.2.2  驅(qū)動橋滑轉率和滑移率    6.2.3  驅(qū)動橋效率    6.2.4  驅(qū)動橋特性  6.3  拖拉機驅(qū)動方程組及其求解    6.3.1  拖拉機驅(qū)動方程組    6.3.2  拖拉機驅(qū)動方程組的求解  6.4  拖拉機載荷方程組和驅(qū)動方程組的聯(lián)合求解第7章  拖拉機牽引性能的預測和分析  7.1  拖拉機牽引性能參數(shù)的計算與分析    7.1.1  載荷一驅(qū)動參數(shù)    7.1.2  功率參數(shù)    7.1.3  效率參數(shù)  7.2  兩類拖拉機牽引性能預測問題    7.2.1  第一類牽引性能預測問題    7.2.2  第二類牽引性能預測問題  7.3  拖拉機理論牽引特性  7.4  拖拉機牽引性能預測圖    7.4.1  兩輪驅(qū)動拖拉機牽引性能預測圖    7.4.2  四輪驅(qū)動拖拉機牽引性能預測圖第8章  拖拉機犁耕機組性能分析  8.1  懸掛提升機構和懸掛犁的運動分析    8.1.1  懸掛機構和懸掛犁的坐標矩陣    8.1.2  提升機構的坐標矩陣    8.1.3  懸掛軸在任意高度時懸掛提升機構和犁上各點的坐標與提升速度計算    8.1.4  懸掛犁的運動特性與特性參數(shù)    8.1.5  懸掛犁的運動特性  8.2  犁體平衡方程組與拖拉機外載向量    8.2.1  犁體外載    8.2.2  懸掛犁平衡方程    8.2.3  犁耕機組的拖拉機外載向量    8.2.4  犁耕機組拖拉機外載向量計算實例  8.3  犁耕機組牽引性和油耗的分析與預測    8.3.1  機組牽引性能預測的第一類問題    8.3.2  機組牽引性能預測的第二類問題第9章  拖拉機運輸機組性能分析  9.1  拖拉機運輸機組動力性分析    9.1.1  拖拉機運輸機組動力性主要指標和評價方法    9.1.2  拖拉機運輸機組的受力分析及行駛方程式    9.1.3  驅(qū)動力-阻力平衡圖    9.1.4  拖拉機運輸機組坡道特性    9.1.5  拖拉機運輸機組動力性分析  9.2  拖拉機運輸機組起步加速性分析    9.2.1  拖拉機運輸機組起步加速過程數(shù)學模型    9.2.2  運輸機組起步加速曲線與起步過程的主要指標    9.2.3  對運輸機組起步影響因素分析  9.3  拖拉機單軸掛車載重量及質(zhì)心位置選擇    9.3.1  設計參數(shù)及約束條件    9.3.2  單軸掛車載重量及質(zhì)心位置的確定  9.4  拖拉機運輸機組整機優(yōu)化    9.4.1  優(yōu)化數(shù)學模型    9.4.2  優(yōu)化方法參考文獻

章節(jié)摘錄

　　發(fā)動機系統(tǒng)動態(tài)性能與動載荷有密切關系，發(fā)動機載荷的選配及在確定的載荷下如何選配發(fā)動機，是發(fā)動機系統(tǒng)匹配及影響其性能發(fā)揮的重要問題。在相同均值的靜態(tài)與動態(tài)載荷下對發(fā)動機性能進行分析比較時，發(fā)動機的平均轉速和平均功率將下降，因此，一般以平均轉速不低于調(diào)速器起作用轉速而又獲得盡可能大的平均功率為原則進行發(fā)動機的載荷匹配?！　∫罁?jù)輪胎滑轉率的數(shù)學模型，計算輪胎在不同地面工作條件下的平均牽引特性，對輪胎驅(qū)動輪功率、載荷、驅(qū)動力、速度和效率之間的匹配關系進行分析，實現(xiàn)了驅(qū)動輪主要參數(shù)的匹配。在此基礎上，使用拖拉機機組系統(tǒng)性能預測圖，可驗證拖拉機參數(shù)選擇的合理性?！　≡趯绺麢C組系統(tǒng)性能分析的基礎上，建立犁耕機組的優(yōu)化模型，包括以人土行程和提升速比的變化為目標的懸掛機構優(yōu)化模型、以生產(chǎn)率和燃油經(jīng)濟性為目標的機組優(yōu)化模型，通過解決優(yōu)化過程中遇到的問題，可以實現(xiàn)犁耕機組參數(shù)的優(yōu)化匹配?！　⊥ㄟ^分析拖拉機單軸掛車機組系統(tǒng)掛車載質(zhì)量和掛車質(zhì)心位置的選擇依據(jù)，用封閉圖即限制掛車載質(zhì)量和掛車質(zhì)心位置各條曲線的綜合圖來確定這兩個參數(shù)。該封閉圖集各種限制條件于一體，能清晰地反映出滿足性能要求的參數(shù)范圍，使用該圖選擇參數(shù)可以較快地得到較優(yōu)解，且能尋求機組的更合理匹配。

編輯推薦

　　本書是作者根據(jù)其在拖拉機農(nóng)具機組系統(tǒng)方面的研究成果寫成的。主要研究拖拉機的典型作業(yè)機組（犁耕機組、運輸機組）的作業(yè)性能的分析預測模型，計算機分析方法、程序及機組的匹配優(yōu)化技術，系統(tǒng)討論機組的主要工作性能?！　”緯髡吡D在自己研究工作的基礎上，進行系統(tǒng)總結，并重點總結我國的試驗研究成果。將發(fā)動機、拖拉機和農(nóng)具理論與設計方法相互滲透、綜合，利用現(xiàn)代科技成就，建立和完善分析機組性能、進行機組匹配的各種數(shù)學模型，提出一套完整的系統(tǒng)性能分析方法和系統(tǒng)匹配方法，以期對建立和完善具有我國特色的機組理論稍盡微薄之力。

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