基于CAN总线的重型拖拉机PST电液换挡品质及故障诊断研究

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中文摘要：目前，我国农用拖拉机向重型化和智能化发展，为了避免拖拉机换挡时的动力中断，减少换挡冲击，减少频繁换挡导致的电液控制系统故障等问题，重型拖拉机逐步开始采用动力换挡变速器（Powershifttransmission，PST）技术，实现动力换挡变速器的轻便操纵与自动化是其技术开发重要内容。本文以某款自主研发的拖拉机全动力换挡变速器为对象，对重型拖拉机PST电液换挡品质、电液系统故障进行了深入研究。依据ISO11783协议标准设计了拖拉机整车CAN通讯网络，满足整车各模块之间的通讯要求；设计了PST节点与CANbus连接的硬件电路，用于实现动力换挡变速器系统功能；设计了动力换挡应用层数据帧，以提高动力换挡变速器节点在CAN通讯网络中的工作效率。建立了拖拉机运动学模型、动力换挡变速器转矩传递模型和换挡离合器模型，并在AMESim中建立了简化动力换挡变速器机械模型、整车模型和电液控制模型。仿真了电液比例阀的流量和压力特性曲线、换挡离合器位移和扭矩变化曲线，验证了系统仿真模型的可靠性。分析了换挡离合器动力耦合过程的扭矩传递特点，研究得出换挡离合器平稳控制的关键是离合器油缸的压力控制。以换挡重叠时间和接合压力为切入点，研究不同的压力控制策略对换挡品质的影响。仿真表明换挡重叠时间为0.3s时，换挡液压冲击最小、滑摩功最少且扭矩损失最少，具有最佳的换挡品质；接合压力在0.40-0.63MPa（滑差455-560r/min）范围内的输出扭矩相同，滑摩功和换挡液压冲击在接合压力为0.40MPa时有最小值。对动力换挡变速器电液控制系统常见故障进行了分析，根据以往记录的故障数据特点，选取了部分特征向量，采用支持向量机多类分类方法，借助LibSVM工具包在Matlab中实现故障模式识别，正确率达到95%，满足实际工程需要，该方法可以实现基于整车CAN通讯网络的故障模式在线识别。

作者：

尹永芳

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关键词：

重型拖拉机 PST电液换挡品质故障诊断 CAN总线

授予学位：

硕士

学科专业：

交通运输工程

导师：

鲁力群、李德芳

学位年度：

2019

学位授予单位：

山东理工大学

语种：

中文

中图分类号：