拖拉機(jī)機(jī)組牽引動(dòng)力學(xué)

前言

　　本書是作者根據(jù)其在拖拉機(jī)農(nóng)具機(jī)組系統(tǒng)方面的研究成果寫成的。主要研究拖拉機(jī)的典型作業(yè)機(jī)組（犁耕機(jī)組、運(yùn)輸機(jī)組）的作業(yè)性能的分析預(yù)測模型，計(jì)算機(jī)分析方法、程序及機(jī)組的匹配優(yōu)化技術(shù)，系統(tǒng)討論機(jī)組的主要工作性能。　　本書的研究對象是機(jī)組，即拖拉機(jī)和農(nóng)機(jī)具組成的系統(tǒng)。拖拉機(jī)總是以機(jī)組的形式工作的，因此研究工作也必須以機(jī)組系統(tǒng)為對象才是合理的。我國20世紀(jì)50年代開始建立拖拉機(jī)工業(yè)和農(nóng)機(jī)工業(yè)。60年代開發(fā)了一批拖拉機(jī)農(nóng)具產(chǎn)品，開展了許多產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)研究，積累了不少試驗(yàn)資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，但主要是以拖拉機(jī)單機(jī)試驗(yàn)和設(shè)計(jì)為主，對機(jī)組問題尚未給予足夠的關(guān)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(yàn)比較為主。70年代，幾個(gè)有關(guān)院校和科研單位開展了規(guī)模較大的機(jī)組動(dòng)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(yàn)結(jié)果缺乏深入的分析和系統(tǒng)的總結(jié)。70年代后期，又引進(jìn)了一批國外先進(jìn)技術(shù)，但由于各種原因，我國機(jī)組理論的研究工作尚未達(dá)到應(yīng)有的高度，或者說尚未形成有自己特色的機(jī)組理論，對已有成果的總結(jié)和理論概括也很不夠，還沒有比較實(shí)用的機(jī)組性能分析和性能預(yù)測理論。80年代開始，計(jì)算機(jī)得到日益普遍的采用，為了更充分地發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助分析和輔助設(shè)計(jì)的巨大優(yōu)越性，對機(jī)組理論和機(jī)組性能的分析模型、方法以及機(jī)組優(yōu)化技術(shù)有了更迫切的要求。國外，尤其是技術(shù)先進(jìn)的國家，在機(jī)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(bào)道。但從已發(fā)表的各種文獻(xiàn)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(gè)或幾個(gè)問題，并未形成完整的體系。

內(nèi)容概要

本書以拖拉機(jī)和農(nóng)具機(jī)組系統(tǒng)為對象，將發(fā)動(dòng)機(jī)、拖拉機(jī)和農(nóng)具理論與設(shè)計(jì)方法相互滲透、綜合，以特有的較為嚴(yán)密的理論體系，建立了分析機(jī)組性能的各種數(shù)學(xué)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(jī)組和諸多性能的分析形成有機(jī)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(shí)用性，注意結(jié)合我國的實(shí)際情況；研究的內(nèi)容都是現(xiàn)實(shí)需要解決的問題；介紹的機(jī)組性能預(yù)測，從整體到某個(gè)具體模型都適用于進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分析，完全可以據(jù)此建立配套的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，這一點(diǎn)已被實(shí)踐證實(shí)。    本書的讀者對象主要是從事拖拉機(jī)、農(nóng)機(jī)的理論研究、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員、大專院校老師及研究生，對其他車輛的研究人員和計(jì)算機(jī)軟件工程研究人員也有一定的參考價(jià)值。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  拖拉機(jī)機(jī)組及其研究  1.2  拖拉機(jī)機(jī)組牽引動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容    1.2.1  拖拉機(jī)機(jī)組外載特性    1.2.2  拖拉機(jī)機(jī)組系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型參數(shù)的識別    1.2.3  拖拉機(jī)機(jī)組系統(tǒng)性能仿真分析    1.2.4  拖拉機(jī)機(jī)組系統(tǒng)匹配    1.2.5  拖拉機(jī)機(jī)組系統(tǒng)控制  1.3  拖拉機(jī)機(jī)組動(dòng)力學(xué)研究的趨勢第2章  拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)特性  2.1  調(diào)速器恢復(fù)力特性    2.1.1  概述    2.1.2  泰山-25拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器的恢復(fù)力特性分析    2.1.3  恢復(fù)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(jì)算模型    2.2.2  泰山-25拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(guān)參數(shù)的確定  2.4  發(fā)動(dòng)機(jī)能量方程與靜態(tài)特性分析    2.4.1  發(fā)動(dòng)機(jī)能量方程    2.4.2  發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)特性分析    2.4.3  最大調(diào)速手柄位置時(shí)的調(diào)速特性的簡化轉(zhuǎn)矩模型  2.5  發(fā)動(dòng)機(jī)油耗模型和預(yù)測方法    2.5.1  發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的第一類分析模型    2.5.2  發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的第二類分析模型    2.5.3  發(fā)動(dòng)機(jī)油耗的第三類分析模型第3章  發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型  3.1  發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程    3.1.1  發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)框圖    3.1.2  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的一般形式    3.1.3  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程的增量形式    3.1.4  運(yùn)動(dòng)方程的無量綱變量形式  3.2  發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性因素和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測定    3.2.1  發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性因素    3.2.2  發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)仿真  4.1  無調(diào)速器發(fā)動(dòng)機(jī)線性模型的動(dòng)態(tài)特性    4.1.1  無調(diào)速器發(fā)動(dòng)機(jī)線性模型的時(shí)間響應(yīng)分析    4.1.2  無調(diào)速器發(fā)動(dòng)機(jī)線性模型的頻率特性  4.2  調(diào)速器線性模型的動(dòng)態(tài)特性    4.2.1  調(diào)速器線性模型的時(shí)間響應(yīng)分析    4.2.2  調(diào)速器線性模型的頻率特性  4.3  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)線性模型的動(dòng)態(tài)特性    4.3.1  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)線性模型的時(shí)間響應(yīng)分析    4.3.2  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)線性模型的傳遞函數(shù)和頻率特性  4.4  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型和計(jì)算方法    4.4.1  發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型    4.4.2  兩個(gè)問題的處理  4.5  發(fā)動(dòng)機(jī)對標(biāo)準(zhǔn)載荷輸入的響應(yīng)    4.5.1  發(fā)動(dòng)機(jī)對階躍載荷輸入的響應(yīng)    4.5.2  發(fā)動(dòng)機(jī)對正弦載荷輸入的響應(yīng)第5章  驅(qū)動(dòng)輪牽引性能  5.1  有關(guān)驅(qū)動(dòng)輪牽引性能的幾個(gè)基本概念    5.1.1  有關(guān)驅(qū)動(dòng)輪上作用力的定義    5.1.2  有關(guān)驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)的幾個(gè)概念    5.1.3  關(guān)于滑轉(zhuǎn)率曲線的說明  5.2  驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率曲線的數(shù)學(xué)擬合    5.2.1  擬合方程的基本形式    5.2.2  試驗(yàn)曲線的擬合  5.3  驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)率的一種統(tǒng)計(jì)方程    5.3.1  滑轉(zhuǎn)率方程特征數(shù)與輪胎參數(shù)的關(guān)系    5.3.2  滑轉(zhuǎn)率方程特征數(shù)與土壤參數(shù)的關(guān)系    5.3.3  滑轉(zhuǎn)率方程特征數(shù)的統(tǒng)計(jì)均值    5.3.4  驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力系數(shù)    5.3.5  輪胎參數(shù)之間的相關(guān)性    5.3.6  對統(tǒng)計(jì)結(jié)果的簡要分析    5.3.7  驅(qū)動(dòng)輪滑移率曲線方程  5.4  驅(qū)動(dòng)輪牽引特性    5.4.1  驅(qū)動(dòng)輪效率    5.4.2  驅(qū)動(dòng)輪牽引特性    5.4.3  驅(qū)動(dòng)輪牽引特性的分析實(shí)例    5.4.4  驅(qū)動(dòng)輪參數(shù)匹配圖    5.4.5  驅(qū)動(dòng)輪滑移時(shí)的特性第6章  拖拉機(jī)載荷驅(qū)動(dòng)方程組與驅(qū)動(dòng)橋特性  6.1  拖拉機(jī)外載與載荷方程組    6.1.1  坐標(biāo)系和坐標(biāo)矩陣    6.1.2  拖拉機(jī)外載的一般模式    6.1.3  拖拉機(jī)載荷方程組與載荷分配系數(shù)  6.2  拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)方程組與驅(qū)動(dòng)橋特性    6.2.1  驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)方程組    6.2.2  驅(qū)動(dòng)橋滑轉(zhuǎn)率和滑移率    6.2.3  驅(qū)動(dòng)橋效率    6.2.4  驅(qū)動(dòng)橋特性  6.3  拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)方程組及其求解    6.3.1  拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)方程組    6.3.2  拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)方程組的求解  6.4  拖拉機(jī)載荷方程組和驅(qū)動(dòng)方程組的聯(lián)合求解第7章  拖拉機(jī)牽引性能的預(yù)測和分析  7.1  拖拉機(jī)牽引性能參數(shù)的計(jì)算與分析    7.1.1  載荷一驅(qū)動(dòng)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(jī)牽引性能預(yù)測問題    7.2.1  第一類牽引性能預(yù)測問題    7.2.2  第二類牽引性能預(yù)測問題  7.3  拖拉機(jī)理論牽引特性  7.4  拖拉機(jī)牽引性能預(yù)測圖    7.4.1  兩輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)牽引性能預(yù)測圖    7.4.2  四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)牽引性能預(yù)測圖第8章  拖拉機(jī)犁耕機(jī)組性能分析  8.1  懸掛提升機(jī)構(gòu)和懸掛犁的運(yùn)動(dòng)分析    8.1.1  懸掛機(jī)構(gòu)和懸掛犁的坐標(biāo)矩陣    8.1.2  提升機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)矩陣    8.1.3  懸掛軸在任意高度時(shí)懸掛提升機(jī)構(gòu)和犁上各點(diǎn)的坐標(biāo)與提升速度計(jì)算    8.1.4  懸掛犁的運(yùn)動(dòng)特性與特性參數(shù)    8.1.5  懸掛犁的運(yùn)動(dòng)特性  8.2  犁體平衡方程組與拖拉機(jī)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(jī)組的拖拉機(jī)外載向量    8.2.4  犁耕機(jī)組拖拉機(jī)外載向量計(jì)算實(shí)例  8.3  犁耕機(jī)組牽引性和油耗的分析與預(yù)測    8.3.1  機(jī)組牽引性能預(yù)測的第一類問題    8.3.2  機(jī)組牽引性能預(yù)測的第二類問題第9章  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組性能分析  9.1  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組動(dòng)力性分析    9.1.1  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組動(dòng)力性主要指標(biāo)和評價(jià)方法    9.1.2  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組的受力分析及行駛方程式    9.1.3  驅(qū)動(dòng)力-阻力平衡圖    9.1.4  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組坡道特性    9.1.5  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組動(dòng)力性分析  9.2  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組起步加速性分析    9.2.1  拖拉機(jī)運(yùn)輸機(jī)組起步加速過程數(shù)學(xué)模型    9.2.2  運(yùn)輸機(jī)組起步加速曲線與起步過程的主要指標(biāo)    9.2.3  對運(yùn)輸機(jī)組起步影響因素分析  9.3  拖拉機(jī)單軸掛車載重量及質(zhì)心位置選擇    9.3.1  設(shè)計(jì)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(jī)運(yùn)輸機(jī)組整機(jī)優(yōu)化    9.4.1  優(yōu)化數(shù)學(xué)模型    9.4.2  優(yōu)化方法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能與動(dòng)載荷有密切關(guān)系，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的選配及在確定的載荷下如何選配發(fā)動(dòng)機(jī)，是發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)態(tài)載荷下對發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行分析比較時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速和平均功率將下降，因此，一般以平均轉(zhuǎn)速不低于調(diào)速器起作用轉(zhuǎn)速而又獲得盡可能大的平均功率為原則進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷匹配?！　∫罁?jù)輪胎滑轉(zhuǎn)率的數(shù)學(xué)模型，計(jì)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(dòng)輪功率、載荷、驅(qū)動(dòng)力、速度和效率之間的匹配關(guān)系進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)輪主要參數(shù)的匹配。在此基礎(chǔ)上，使用拖拉機(jī)機(jī)組系統(tǒng)性能預(yù)測圖，可驗(yàn)證拖拉機(jī)參數(shù)選擇的合理性。　　在對犁耕機(jī)組系統(tǒng)性能分析的基礎(chǔ)上，建立犁耕機(jī)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(biāo)的懸掛機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型、以生產(chǎn)率和燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的機(jī)組優(yōu)化模型，通過解決優(yōu)化過程中遇到的問題，可以實(shí)現(xiàn)犁耕機(jī)組參數(shù)的優(yōu)化匹配?！　⊥ㄟ^分析拖拉機(jī)單軸掛車機(jī)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(gè)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(jī)組的更合理匹配。

編輯推薦

　　本書是作者根據(jù)其在拖拉機(jī)農(nóng)具機(jī)組系統(tǒng)方面的研究成果寫成的。主要研究拖拉機(jī)的典型作業(yè)機(jī)組（犁耕機(jī)組、運(yùn)輸機(jī)組）的作業(yè)性能的分析預(yù)測模型，計(jì)算機(jī)分析方法、程序及機(jī)組的匹配優(yōu)化技術(shù)，系統(tǒng)討論機(jī)組的主要工作性能?！　”緯髡吡D在自己研究工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，并重點(diǎn)總結(jié)我國的試驗(yàn)研究成果。將發(fā)動(dòng)機(jī)、拖拉機(jī)和農(nóng)具理論與設(shè)計(jì)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(jī)組性能、進(jìn)行機(jī)組匹配的各種數(shù)學(xué)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(jī)組理論稍盡微薄之力。

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