拖拉機(jī)智能后懸掛系統(tǒng)安裝與調(diào)試經(jīng)驗探討

李玲玲 徐峰 李廣宇 張云碩 孟長伊

摘要：對35馬力拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析及現(xiàn)場安裝調(diào)試工作的經(jīng)驗總結(jié)，對現(xiàn)場安裝調(diào)試主要環(huán)節(jié)中的措施進(jìn)行了闡述，并對安裝調(diào)試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題及處理措施進(jìn)行了探討。文中的研究可為拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試的技術(shù)攻關(guān)提供參考。

Abstract： The structural analysis of the 35-hp tractor rear suspension electronically controlled hydraulic system and the experience of on-site installation and commissioning work are summarized. The measures in the main steps of on-site installation and commissioning are expounded， and the problems and treatments that often occurred during installation and commissioning are discussed. The research in this paper can provide reference for the technical research on the installation and commissioning of tractor rear suspension electronically controlled hydraulic system.

關(guān)鍵詞：電控液壓系統(tǒng)；安裝；調(diào)試

Key words： electronically controlled hydraulic system；installation；commissioning

中圖分類號：S219.06 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0171-02

0 引言

拖拉機(jī)后懸掛技術(shù)控制著農(nóng)具的升降，是保證機(jī)組作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。拖拉機(jī)后懸掛系統(tǒng)掛接不同的農(nóng)機(jī)具，形成不同作業(yè)功能的農(nóng)機(jī)作業(yè)機(jī)組，在掛接農(nóng)機(jī)具工作時能實現(xiàn)機(jī)具自動調(diào)平功能，不僅克服了因地塊形狀不規(guī)則、山地坡度大等因素對山地拖拉機(jī)應(yīng)用的制約，更提高了山地拖拉機(jī)的智能化程度，可以大幅減輕農(nóng)民的工作強(qiáng)度[1-2]。因此，完成了對山地拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)的設(shè)計。

本文以丘陵山地拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)現(xiàn)場安裝與調(diào)試為契機(jī)，總結(jié)多次現(xiàn)場安裝與調(diào)試經(jīng)驗，針對常見問題提出了一些解決方案，供大家參考。

1 拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)現(xiàn)場安裝與調(diào)試過程

1.1 拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)簡介

1.1.1 拖拉機(jī)后懸掛簡介

拖拉機(jī)只有與相匹配的農(nóng)機(jī)具安裝在一起才可進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)，比如將鏵式犁與拖拉機(jī)安裝在一起，則會組合形成拖拉機(jī)犁耕機(jī)組，將拖拉機(jī)與收割機(jī)安裝在一起， 則會組合形成拖拉機(jī)收割機(jī)機(jī)組等。拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)具的安裝方式一般分為 3 種模式：牽引式、懸掛式和半懸掛式[3]。

①牽引式。

由拖拉機(jī)牽引農(nóng)機(jī)具進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)，這類農(nóng)機(jī)具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要手動操作，正在被逐漸取代，如牽引式播種機(jī)和收割機(jī)等[4]。

②懸掛式。農(nóng)機(jī)具懸掛安裝在拖拉機(jī)上方，作業(yè)人員通過控制提升機(jī)構(gòu)或者操縱液壓裝置控制農(nóng)具的升降，這類安裝方式的特點是操作靈活、對作業(yè)場地要求不高，農(nóng)機(jī)具結(jié)構(gòu)緊湊，如懸掛式撒肥機(jī)等[5]。

③半懸掛式。拖拉機(jī)與農(nóng)具的安裝方式介于牽引式與懸掛式之間， 在未作業(yè)前，農(nóng)機(jī)具由液壓結(jié)構(gòu)懸掛置于拖拉機(jī)上方， 在工作時，農(nóng)機(jī)具通過機(jī)械結(jié)構(gòu)下落到田地，由拖拉機(jī)牽引農(nóng)具進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)，這種安裝方式結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，正受到越來越多農(nóng)戶的歡迎，如半懸掛式播種機(jī)等[6]。

拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)是完成提升裝置提升和下降的動作的動力源，農(nóng)機(jī)具與拖拉機(jī)是通過提升裝置（上拉桿、下拉桿和提升臂等）連接在一起的，農(nóng)機(jī)具的上升和下降就等同于提升裝置的動作[7]。根據(jù)農(nóng)機(jī)具連接在拖拉機(jī)的不同位置，懸掛類型主要分為 3 類：前懸掛、后懸掛和獨立懸掛，將農(nóng)具安裝在拖拉機(jī)后面稱為后懸掛， 它也是使用最廣、最有效的方式[8]。目前，后懸掛系統(tǒng)主要分為兩類：液壓控制系統(tǒng)和電液控制系統(tǒng)。

1.1.2 后懸掛電控液壓系統(tǒng)工作原理

丘陵山地拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)主要由液壓系統(tǒng)、控制器、觸摸屏、雙軸傾角傳感器組成。機(jī)具調(diào)平原理為：通過控制后懸掛兩側(cè)液壓缸缸體的上下運動來實現(xiàn)，液壓缸的動作其實是通過控制電磁閥的通斷來實現(xiàn)的[9]。

1.2 現(xiàn)場安裝的幾個階段

丘陵山地拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)現(xiàn)場安裝的主要結(jié)構(gòu)為液壓系統(tǒng)，大致分為液壓設(shè)備的安裝和電控設(shè)備的安裝兩部分。液壓設(shè)備的安裝包括：前期準(zhǔn)備階段，液壓設(shè)備的安裝固定，檢查液壓設(shè)備連接可靠性；電控設(shè)備的安裝包括：前期準(zhǔn)備階段、電控設(shè)備的安裝、線路連接和控制元件連接檢查。

1.2.1 液壓設(shè)備的安裝

①前期準(zhǔn)備階段：熟悉液壓系統(tǒng)安裝圖樣，掌握各液壓閥分布情況及分析油路結(jié)構(gòu)布局；根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖，對電磁閥、電磁比例閥、蓄能器和壓力表等設(shè)備進(jìn)行檢查，檢查油管尺寸與閥口尺寸是否匹配，對不符合要求的地方進(jìn)行處理，防止影響安裝進(jìn)度。

②設(shè)備的安裝固定：液壓設(shè)備就位后，要注意防止油箱口、閥口等處受污，各閥組根據(jù)結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行安裝固定，閥組與拖拉機(jī)車身保持水平，保證進(jìn)油口出油口處于水平、正接狀態(tài)；管路鋪設(shè)前，確保各管路排列順序，間距及走向，管路鋪設(shè)后，要求閥口與管路連接保持90°。

③檢查各液壓閥與管路連接是否可靠。

1.2.2 電控設(shè)備的安裝

①前期準(zhǔn)備階段：熟悉電氣連接原理圖，熟悉觸屏、控制器、傳感器的安裝尺寸，并合理布置各電氣設(shè)備位置。

②電控設(shè)備的安裝：控制器要求固定安裝在特質(zhì)箱體內(nèi)，并留有防水沿；觸摸屏安裝在位于拖拉機(jī)操作盤附近的安全架上，并于拖拉機(jī)手在行駛途中出發(fā)觸摸屏控制機(jī)具；傳感器垂直安裝于后懸掛下拉桿臂內(nèi)側(cè)。

③線路連接：控制器、傳感器和觸摸屏串聯(lián)后與12V電源連接；傳感器、液壓閥與控制器各輸出端一一對應(yīng)連接，使用雙芯帶屏蔽的信號線連接，并將連接好的信號線做成線束，便于整理。

④檢查各控制元件與電源正負(fù)極連接是否正確，檢查控制元件輸出端與控制器輸出端是否一一對應(yīng)。

1.3 現(xiàn)場調(diào)試的幾個階段

丘陵山地拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試的主要結(jié)構(gòu)為液壓系統(tǒng)，大致分為液壓設(shè)備的調(diào)試和電控設(shè)備的調(diào)試、電控液壓系統(tǒng)綜合調(diào)試三部分。液壓設(shè)備的調(diào)試包括：調(diào)試前的檢查，系統(tǒng)排氣，空載調(diào)試；電控系統(tǒng)的調(diào)試包括：調(diào)試前的檢查，控制元件信號輸出檢查，液壓閥開關(guān)確認(rèn)。

1.3.1 液壓系統(tǒng)的調(diào)試

①調(diào)試前的檢查：確認(rèn)每個液壓缸與由對應(yīng)的液壓閥操縱；將截止閥、換向閥、安全閥等手柄全部松開；向蓄能器內(nèi)充氮氣。

②系統(tǒng)排氣：啟動液壓泵后，調(diào)整系統(tǒng)壓力，液壓油分別循環(huán)到各個支路，排凈管路空氣。

③空載調(diào)試：手動對各支路進(jìn)行調(diào)試，觀察液壓管是否有動作，液壓缸是否有行程，液壓閥接口處是否漏油。

1.3.2 電控系統(tǒng)的調(diào)試

①調(diào)試前的檢查：使用萬用表確認(rèn)各控制元件正負(fù)極連接正確，以免燒毀設(shè)備。

②控制元件信號輸出檢查：上電后，通過示波器檢查是否有信號輸出，若有輸出，波形應(yīng)為正玄波。

③液壓閥開關(guān)確認(rèn)：上電后，通過聽聲，判斷液壓閥開口是打開還是關(guān)閉的狀態(tài)，若有啪啪響聲，說明液壓閥開口打開，否則開口關(guān)閉。

1.3.3 電控液壓系統(tǒng)綜合調(diào)試

拖拉機(jī)的電源通過電瓶提供，拖拉機(jī)啟動后，通過觸發(fā)觸摸屏上的不同功能按鈕，觀察不同功能按鈕對應(yīng)的下拉桿動作是否正確。

2 安裝與調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決措施

在反復(fù)多次安裝調(diào)試實驗中，出現(xiàn)了不同的問題，根據(jù)具體問題提出解決措施：

2.1 由于液壓管路結(jié)構(gòu)布置不合理，導(dǎo)致油管被壓裂，用壓力表監(jiān)測發(fā)現(xiàn)液壓閥進(jìn)油口沒有壓力，液壓缸沒有行程，下拉桿不動作?？偨Y(jié)經(jīng)驗，油路鋪設(shè)應(yīng)遵循以下原則：①大口徑的管子應(yīng)優(yōu)先鋪設(shè)；②兩條平行或交叉的管路之間必須保持一定的距離；③整個管線要求盡可能短，轉(zhuǎn)彎處少；④管路應(yīng)在最高點處設(shè)置排氣裝置[10]。

2.2 拖拉機(jī)電源功率不足：當(dāng)觸發(fā)觸摸屏某一功能按鈕后，由于多個液壓閥所需瞬時啟動功率過大，拉低電瓶功率，導(dǎo)致觸摸屏關(guān)機(jī)。解決措施為：一是優(yōu)化液壓系統(tǒng)圖，盡量減少閥組的使用，若液壓結(jié)構(gòu)無法改動，二是增大拖拉機(jī)電瓶功率，三是用6平方線單獨將觸摸屏電源與電瓶連接，采取單獨供電的原則。

2.3 控制器信號丟失：觸發(fā)觸摸屏后，控制器接收到指令，但信號輸出端沒有輸出信號，經(jīng)常出現(xiàn)控制器信號丟失現(xiàn)象。解決措施為：在信號輸出端正負(fù)極之間串接二極管。

2.4 觸摸屏指令發(fā)送不出去：觸發(fā)觸摸屏后，控制器并沒有接收到對應(yīng)指令。解決措施為：在通訊參數(shù)匹配成功的前提下，可在信號輸出終端（這里的信號輸出終端為觸摸屏輸出接口）串接120歐姆電阻。

3 結(jié)論

電控液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試試驗表明：液壓設(shè)備的選型與油管口徑必須保持一致，油路的鋪設(shè)需遵循鋪設(shè)原則，電控系統(tǒng)上電前，必須確認(rèn)設(shè)備所接電源正負(fù)極準(zhǔn)確。以上經(jīng)驗總結(jié)，可為拖拉機(jī)后懸掛電控液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試的技術(shù)攻關(guān)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建鵬.丘陵山地拖拉機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與整機(jī)開發(fā)項目啟動[N].中國農(nóng)機(jī)化導(dǎo)報，2016：09-20.

[2]鄧飆，邱義，張寶生.基于電液比例技術(shù)的快速自動調(diào)平系統(tǒng)[M].兵工自動化，2009：28（01）：70-72，75.

[3]呂杰.農(nóng)用拖拉機(jī)后懸掛液壓系統(tǒng)的控制研究[D].秦皇島：燕山大學(xué)，2016.

[4]李立.拖拉機(jī)后懸掛電液控制系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2012.

[5]李陸俊.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012，11.

[6]蔡魯鋒.基于電控液壓系統(tǒng)的拖拉機(jī)懸掛裝置耕深自動控制研究[D].吉林大學(xué)，2016.

[7]Mettala K，Djurovic M，Keuper G，et al.Intelligent Oil Flow Management with EFM：The Potentials of Electrohydraulic Flow Matching in Tractor Hydraulics[C].The Tenth Scandinavian International Conference on Fluid Power，SICFP07，Tampere，F(xiàn)inland，2014：25-34.

[8]馮春凌，徐書雷，徐培.從 2013 漢諾威國際農(nóng)機(jī)展看國外拖拉機(jī)技術(shù)發(fā)展[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運輸車，2015（04）：1-4.

[9]何金伊，楊福增，徐秀棟.山地履帶式遙控微耕機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[M].拖拉機(jī)與農(nóng)用運輸車，2011：38（02）：19-22.

[10]Q/XZJ13001，液壓系統(tǒng)裝配守則[S].2006.