拖拉机作为动力机械,在农业生产中起着重要作用,可进行犁耕、播种、施肥、运输等作业。由于拖拉机作业环境复杂多变,驾驶员不仅需要频繁换挡来适应外界阻力变化和作业要求,还要对农机具不时做出调整,劳动强度大,难以保证拖拉机运行在最佳工况状态,对于大功率拖拉机更是如此。实现拖拉机自动换挡,由电脑控制系统完成挡位变换,可将驾驶员从繁琐的换挡中解放出来,专注于农机具的操作,提高生产效率及经济效益。对于自动变速器,研究重点主要集中在结构形式、控制方法和换挡规律,其中换挡规律作为换挡控制的核心,其优劣决定着自动变速器是否满足车辆动力性、经济性、安全性等要求。拖拉机与汽车相比,车辆结构与用途差异都很大,不能直接应用汽车自动换挡规律制定方法来确定拖拉机换挡规律,且拖拉作业环境更为复杂,因此拖拉机换挡规律的研究十分必要。本文在分析国内外已有研究的基础上,根据拖拉机发动机特性及工作特点,确定拖拉机换挡规律制定原理及不同拖拉机作业模式,根据不同模式工作目标不同,研究制定出各模式下换挡规律,满足拖拉机使用要求。具体研究内容和结论如下:(1)通过对拖拉机柴油机速度特性、负荷特性及调速特性的分析研究,确定了柴油机最佳动力性及燃油经济性工作点,并确定柴油机转矩(即负荷大小)与油门开度及转速间相互关系,建立数学模型,以此反应拖拉机工作状况。同时对拖拉机机组动力学进行了分析,确定其主要作业阻力来源。(2)根据拖拉机用柴油机转矩与油门开度及转速的变化规律及拖拉机作业特点,确定出拖拉机最佳工作转矩区段,以此为依据研究制定换挡规律。确定了拖拉机换挡控制参数为行驶速度v、发动机油门开度?、发动机转速n和制动信号参数z。(3)针对拖拉机不同作业时,通过换挡所要达到的控制目的不同,将拖拉机进行模式划分,确立三种工作模式,田间重负荷作业模式、田间轻负荷作业模式、道路运输模式。在不同模式下选择不同的换挡控制参数,确定出不同模式下的换挡规律。(4)由所确立的换挡规律制定方法及换挡模式,根据东方红-1804拖拉机具体性能参数,计算出各挡位下驱动轮最佳工作转矩及速度的范围,并根据不同模式换挡控制目的不同,确定出各模式下不同的拖拉机换挡规律。