路少中
摘 要:电子控制技术的出现不仅带动了农业发展,同时也对农业发展提出了较高的要求,即:作业效率高、质量好、燃油消耗低。电子控制技术在拖拉机上的应用,使得现代拖拉机走向机电液一体化的目标得以实现。电气化、控制智能化的液压悬挂系统已经成为现代大马力拖拉机必备的配置。本文就电子控制技术在拖拉机液压悬挂系统的研究进行简要分析。
关键词:电子控制技术;拖拉机液压悬挂系统;研究分析
中图分类号:S219.032.4 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20180432075
我国是农业大国,机械化已成为农业现代化发展的标志,而拖拉机作为农业机械化的重要组成部分,与各种农机具匹配使用,組合成作业机组,完成田地耕种或实现园林修剪等功能。而信息技术的出现,使机电液一体化得到了重视并广泛应用于拖拉机中,效果显著。为了能够更好地实现农机具和拖拉机之间组合成作业机组,并且能够利用农机具升降以及翻转等运动实现不同功能的需求,必须有一套安全可靠的机电液一体化的系统作为桥梁。在拖拉机系统中,用于升降农机具的设备叫做悬挂系统(其各个结构的功能和使用说明及注意事项在此不加详述,有研究需要的读者可以通过查阅《雷沃P5系列轮式拖拉机产品技术手册》 获得),拖拉机通过后部的三点悬挂挂接不同农机具,不仅可以牵引农机具作业,实现农业和园林等各种需求,又推动了各种机具的发展。
1 悬挂系统运动学与力学分析
1.1 悬挂机构力学研究
下拉杆顺着杆的方向受力和提升臂转角关系。拖拉机运行时农机具由于土壤阻力影响,力传至2个下拉杆与上拉杆。拖拉机挂接的农机具以四铧犁为例:假设农机具质量为500kg,犁耕地宽为340mm。因为具体土壤比阻为随机变化参数,现阶段选择土壤比阻平均参数6N/cm2。具体阻力控制过程中,设置的参数可以按照土壤比阻平均参数选择。模型内用力模块加载于农机具中,水平与垂直方向的力根据相关公式计算,设置阻力和水平面夹角为12°。仿真计算过程中把外提升臂转角由12~36°间隔2°取点并记录下拉杆顺着杆的方向受力参数。把数据录入EXCEL研究拉杆受力和外提升臂转角关系。
1.2 液压系统动态特点
在控制面板中调节旋钮能够控制系统的压力冲击,特别是提高停止与下降终止时间油缸出现的压力振荡。在符合有关田间作业时间要求下,农机具的升降速度应缓慢进行进而保护系统寿命、提升驾驶舒适度。
2 电液悬挂系统控制方法
2.1 悬挂系统控制机理
想要实现拖拉机悬挂农机具达到预期的耕深并实现自动控制,需要结合作业要求制定有效的控制方法。拖拉机在耕地过程中要求达到的效果为耕深匀称、发动机负荷稳定、燃油经济效果良好。拖拉机在浅耕作业过程中,对于耕深均匀性提出的要求比较严格。对此,还需要通过位置控制进而确保农机具和地面之间保持在适宜并相对安全的位置,以免损坏农机具。
想要提升拖拉机的燃油经济效益,还应做好驱动轮控制。其中,经济效益指的是发动机功率尽量用于牵引拖拉机运行中,即拖拉机的牵引率尽量高。结合牵引效果和滑转率的关系,有效的滑转率参数能够实现拖拉机的牵引效率达到最佳,一般只需采取最高牵引效率的0.9~0.95即可。不过,不同地区甚至不同的轮胎最高滑转率参数差异性明显,参照轮式拖拉机实验状态所确定的允许的滑转率参数为:旱田茬地20%,水田茬地25%。
2.2 电液悬挂系统控制方法
位置控制。位置控制为耕深控制,也就是需要确保农机具在耕地时相对土地表面距离不变。当控制系统因为耕深难以进行检测时,可以结合提升臂转角和耕深近乎线性关系,在外提升臂转轴位置安装角度传感器,传感器信号传送到控制器内。控制器结合反馈角度信号与控制面板设置的提升臂转角参数偏差视为PID控制算法的输入量,得出控制量并调整比重转向阀,进而校正提升臂的转角和设置参数相同。
阻力控制。阻力控制中的反馈信号不仅为下拉杆顺着杆方向受力,也能够使上拉杆顺着杆的方向受力,通常选择下拉杆拉力作为反馈信号。把牵引力传感器安装于下拉杆和机体铰链位置,控制器接收信号,反馈参数和内置参数对比得出偏差。控制算法得出控制量校正下拉杆受力,确保受力稳定。拉力设置参数结合下拉杆拉力和提升臂转角关系确定。
3 结语
在今后的发展中,电控液压悬挂系统有待进一步深入研究,我国在相关方面处于起步阶段,与发达国家尚存在一定距离。对此,还需要研发人员加大研究,进而实现拖拉机的电控化。
参考文献
[1]杨金玉.关于汽车电子控制技术及发展趋势的分析[J].科技传播,2016(9).
[2]陈国霞.关于电子控制技术在车辆工程中的应用分析[J].企业技术开发,2016(2).
[3]郭引弟.汽车电器的现代电子控制技术研究[J].中国高新技术企业,2014(19).
[4]詹黎敏.现代汽车电子控制技术发展趋势分析[J].产业与科技论坛,2014(9).