纯电动拖拉机驱动系统设计分析

作     者：夏先文 

作者单位：河南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周志立

授予年度：2015年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：纯电动拖拉机 驱动系统 设计方法 牵引特性 

摘      要：拖拉机作为我国主要的农业动力机械,其保有量逐年上升,然而传统拖拉机产生的能源消耗和环境污染问题进一步加剧了我国节能环保和可持续发展战略面临的压力。纯电动拖拉机作为一种新型农业机械,可以克服传统燃油拖拉机存在的油耗高、排放性差、变速器结构复杂等问题,因此,对纯电动拖拉机驱动系统的设计分析方法展开相应的理论研究具有一定的理论意义和实用价值。本文在对6种典型电驱动系统进行分析比较的基础上,设计了一种纯电动拖拉机驱动系统传动方案。通过对现有不同类型储能装置和电动机的分析比较,结合纯电动拖拉机的作业特点和需求,确定了驱动系统中牵引电动机和动力电池组的类型,建立了驱动系统各主要部件的理论模型。基于犁耕作业工况,分析了纯电动拖拉机驱动系统各主要部件的设计计算方法。对变速器进行了简化设计,依据负荷率的不同确定了各挡位的速比。以邢台XT120小型拖拉机为研究对象,设计了纯电动拖拉机驱动系统的整体参数。对纯电动拖拉机驱动系统的牵引特性进行了MATLAB编程计算分析,结果表明:设计的纯电动拖拉机驱动系统不需要频繁换挡,降低了驾驶员的劳动强度;在有效牵引力范围内,可以充分发挥其作业能力;连续作业时间达到了4 h,达到预期设计目标。基于CRUISE软件建立了纯电动拖拉机驱动系统仿真模型,对其牵引性能和连续作业时间进行了仿真分析。将仿真结果和编程计算结果进行了对比,结果表明:仿真结果和编程计算结果基本保持一致,验证了本文设计的驱动系统方案的合理性。