Untersuchung des dynamischen Betriebsverhaltens eines stufenlosen Breitkeilriemengetriebes von Reisfeldtraktoren

In der vorliegenden Arbeit wird die Modellierung und Simulation eines Antriebssystems für einen Reisfeldtraktor vorgestellt, bei dem insbesondere ein stufenloses Breitkeilriemengetriebe verwendet wurde, das sich aus wegen der schwierigen Bodenverhältnisse und kleinen Feldabmessungen in der Wasserreisproduktion besonders gut eignet. Die Entwicklung eines stufenlosen Getriebes als Schwerpunk der Arbeit baut auf einen modernen Breitkeilriemenwandler auf. Neben grundlegenden Untersuchungen zum Kraftübertragungsverhalten werden insbesondere die Verstellvorgänge sowohl theoretisch als auch experimentell untersucht. Grundlage der theoretischen Untersuchung ist ein Modell, das das elastische und schlupfbehaftete Verhalten bei kraftschlüssigen Riemengetrieben nachgebildet. Für das die Übersetzungsverstellung und die Drehschwingung beschreibende Differentialgleichungssystem werden Kennwerte und Kennfunktionen, wie Steifigkeit, Dämpfung, Anpresskraftverhältnis und Schlupf benötigt, die durch Messungen ermittelt und durch empirische Gleichungen beschreiben werden. Die Lösung erfolgt im Zeitbereich mit Hilfe von Matlab/Simulink. Für die Versuche zum Betriebsverhalten und zur Bestimmung der erforderlichen Parameter der untersuchten Riemenbauart wurde ein Variator –Riemen-Prüfstand aufgebaut. Der Versuchstand wird vollständig rechnergesteuert. Mit Hilfe entwickelter Steuerungsprogramme (mittels Labview) lassen sich beliebige Verstellvorgänge durchführen und messtechnisch erfassen. Die Verifizierung der Simulationsergebnisse anhand von Prüfstandsmessungen zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation, wodurch die Eignung des Modells nachgewiesen ist. Für die Untersuchung des stufenlosen Getriebes im Reisfeldtraktor wird der Traktorantriebstrang mit Breitkeilriemen- wandler modelliert. Das dynamische Verhalten des Traktormodells wird in vier Fahrzyklen mit verschiedenen Betriebszuständen im Zeitbereich simuliert. Dabei werden die Winkelgeschwindigkeit, die Torsionsmomente des Motors und des Fahrzeugs von der Simulation ausgegeben. Mit dem Modell konnte das nichtlineare Verhalten des kompletten Antriebstrangs durch die Simulationsrechnung dargestellt werden