靜液壓驅動在農業收穫機械行走系統上的應用

   時間:2014-03-11 23:21:56
靜液壓驅動在農業收穫機械行走系統上的應用簡介
     農業收穫機械指用於收穫各種農作物或農產品的機械設備。從機器行走方式來看,分為自走式,背負式和牽引式,就自走式聯合收穫機械而言,目前國外主要是靜液……
靜液壓驅動在農業收穫機械行走系統上的應用正文
  

農業收穫機械指用於收穫各種農作物或農產品的機械設備。從機器行走方式來看,分為自走式,背負式和牽引式,就自走式聯合收穫機械而言,目前國外主要是靜液壓驅動行走系統,但是國內基本上都是傳統的機械傳動驅動方式,這種機械驅動方式相當於國外60年代到70年代的水平,近幾年來國內收穫機械正向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量高速發展,對高技術的需求也越來越強烈,由此可見,國內的大型農業收穫機械對靜液壓驅動行走系統的應用會在未來短暫的時間內得到快速發展。伊頓憑藉在農業機械應用上的高端技術水平和多年國外成熟的實際經驗,首先在國內推廣靜液壓驅動的行走系統,在棉花採摘機、玉米收穫機、稻麥收穫機、甘蔗收割機、青飼料收穫機和辣椒收穫機等機型上得到了成功的應用,也得到了直接用戶的認可。

對於輪式收穫機械靜液壓驅動行走方案,伊頓目前主要推出的是變數泵+定量馬達的系統,另外根據車輛工作狀況的多樣化需要,附加一個二級或三級檔位的變速箱或驅動橋。根據車輛功率的需要,可以採用HD重載系列泵和馬達及MD中載系列泵和馬達配置。

系統原理:

靜液壓驅動在農業收穫機械行走系統上的應用

一個典型的靜液壓驅動系統的組成主要包括:軸向柱塞變數泵和柱塞馬達,系統其它還包括過濾器,冷卻器,油箱,和管路等元件,它們的功能如下:

1.軸向柱塞變數泵:將原動機輸出的機械能轉化為液壓能,提供高壓油源,通過改變泵的輸出油液的方向和大小來改變馬達輸出軸旋轉的方向和轉速的高低,補油泵和柱塞泵組合在一起,由柱塞泵的軸一起驅動,給閉式系統補充足量的液壓油,一部分用於補充泵和馬達的容積泄漏,一部分用於置換系統中一定比例的熱油經過沖洗閥、馬達和泵的殼體后經過冷卻器冷卻,並重新流回油箱,補油泵上帶有兩個單向閥和一個補油低壓溢流閥,泵斜盤中位時補油泵的油溢流至泵殼體,根據系統設計需要在泵上可以選擇高壓溢流功能或壓力過載控制(IPOR)功能,泵的控制方式有手動控制、液壓先導控制、電比例控制等多種控制方式,同時,在控制方式中可以選擇適於車輛行走的多個功能,如寬中位、微動閥、空檔定位、空檔鎖定、零行程閥等選項。

2.軸向柱塞馬達:馬達將泵輸出的液壓能轉化為機械能,由泵輸出的壓力油推動馬達旋轉,輸出轉動力矩和轉速,馬達的回油直接流回泵的吸油口。馬達可以選擇集成了熱油梭閥和低壓溢流閥,及高壓溢流閥的閥塊,補油泵多餘的油經過梭閥和低壓溢流閥流向馬達殼體,在經泵殼體及冷卻器回油箱,對馬達和泵起到沖洗和系統冷卻作用。

3.油箱:油箱是靜液壓驅動系統的一個重要部分,它要能給系統提供足夠的液壓油儲存。設計油箱大小要考慮補油泵的流量,油箱的體積應當不小於補油泵流量的60%,油箱的內部結構應該是能切斷湍流並防止油液氣化,在回油和進油管之間加隔板,回油管應當低於液面以下,吸油管應當保證處於液面以下並不能置於油箱底部,吸油管應當加一個60目的濾網,油箱的結構要便於清洗和液面觀察。

4.過濾器:保證油液污染顆粒等級不超過ISO18/13,推薦使用補油泵吸油過濾或補油泵外部過濾。吸油過濾時保證吸油壓力不小於0.8bar。如空間允許,推薦吸油過濾用濾網式粗過濾,增加補油泵外部過濾,即補油泵打出的油經外部過濾器過濾后再進入主系統。

5.冷卻器:冷卻器的規格應當能散發系統最大輸入功率的25%的熱能,保證在泵和馬達殼體處測量的連續溫度不超過80℃,最高溫度不超過105℃。冷卻器要帶旁通閥防止泵和馬達殼體壓力過高。

6.管路:泵和馬達之間的高壓管路必須能承受高壓迴路的高壓,補油泵吸油管路和泵馬達泄油管路管徑要足夠大,避免補油泵吸空和泵馬達殼體壓力過高。

7.液壓油:液壓元件是否能夠達到理想的性能和應有的壽命,很大程度上取決於液壓油的種類和質量,要嚴格選擇符合要求的液壓油並保證系統的清潔度要求,使用過程中建議定期檢查油液的指標。包括了對油液顏色、氣味、水分、固體雜質、磨蝕的金屬含量、添加劑元素和氧化產物的檢測。必要時徹底清潔系統,並用新的油液將系統沖洗乾淨,以避免殘留原來液壓油中的雜質。將所有密封劑和過濾器更新.不建議在同一系統中混合使用兩種不同的液壓油。

農業收穫機械採用伊頓靜液壓驅動行走系統具有以下優點:

1.提高收穫質量:靜液壓驅動在一定速度範圍內實現無級變速,調速範圍寬,可使發動機在規定工況下工作,保證其他部件的恆速工作,並穩定低速行駛速度,對於收穫不同長勢及倒伏作物時可對機器隨時進行連續的速度調整,提高收穫質量。

2.提高駕駛舒適度:對於駕駛員來說,不需要較高的駕駛水平,駕駛簡單,增減速平穩且不需要中斷動力,前進及倒退檔可無間斷下進行,滿載工況平穩起動。

3.減少機械制動的頻率:閉式系統本身具有一定的液壓制動功能,減少機械制動的應用頻率。必要時便於實現緊急停車。

4.避免發動機熄火:液壓系統對溢流閥的合理設置可以避免功率超載。

5.提高生產效率:採用伊頓靜液壓驅動的聯合收割機比機械傳動的聯合收割機工作效率高及輔助工作時間少,機器速度可連續調節,不需頻繁換檔和離合,降低駕駛員疲勞,提高生產效率。

6.主機設計安裝方便:泵和馬達靠液壓管路連接,是一種柔性傳動,結構布局方便。

7.系統節能:對於聯合收割機械,工作狀態下行走功率約佔總功率的一小部分(約佔20~25%),靜液壓行走驅動系統在車輛需要大的驅動力時不需要高的發動機轉速和大的功率消耗,在低速下可產生大的牽引力,低速穩定性好。節約燃油消耗,減少對環境的污染,即具有對機器所有者的經濟利益,又有巨大的社會效益。

8.便於車輛功率管理:採用電控變數系統控制時,可以將泵輸出功率參數與車輛發動機功率綜合控制,使發動機功率得到最佳發揮。

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