拖拉机智能后悬挂系统安装与调试经验探讨

李玲玲 徐峰 李广宇 张云硕 孟长伊

摘要：对35马力拖拉机后悬挂电控液压系统的结构分析及现场安装调试工作的经验总结，对现场安装调试主要环节中的措施进行了阐述，并对安装调试中经常出现的问题及处理措施进行了探讨。文中的研究可为拖拉机后悬挂电控液压系统安装与调试的技术攻关提供参考。

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.

關键词：电控液压系统；安装；调试

Key words： electronically controlled hydraulic system；installation；commissioning

中图分类号：S219.06 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0171-02

0 引言

拖拉机后悬挂技术控制着农具的升降，是保证机组作业质量的关键技术。拖拉机后悬挂系统挂接不同的农机具，形成不同作业功能的农机作业机组，在挂接农机具工作时能实现机具自动调平功能，不仅克服了因地块形状不规则、山地坡度大等因素对山地拖拉机应用的制约，更提高了山地拖拉机的智能化程度，可以大幅减轻农民的工作强度[1-2]。因此，完成了对山地拖拉机后悬挂电控液压系统的设计。

本文以丘陵山地拖拉机后悬挂电控液压系统现场安装与调试为契机，总结多次现场安装与调试经验，针对常见问题提出了一些解决方案，供大家参考。

1 拖拉机后悬挂电控液压系统现场安装与调试过程

1.1 拖拉机后悬挂电控液压系统简介

1.1.1 拖拉机后悬挂简介

拖拉机只有与相匹配的农机具安装在一起才可进行农业作业，比如将铧式犁与拖拉机安装在一起，则会组合形成拖拉机犁耕机组，将拖拉机与收割机安装在一起， 则会组合形成拖拉机收割机机组等。拖拉机与农机具的安装方式一般分为 3 种模式：牵引式、悬挂式和半悬挂式[3]。

①牵引式。

由拖拉机牵引农机具进行农业作业，这类农机具结构复杂，需要手动操作，正在被逐渐取代，如牵引式播种机和收割机等[4]。

②悬挂式。农机具悬挂安装在拖拉机上方，作业人员通过控制提升机构或者操纵液压装置控制农具的升降，这类安装方式的特点是操作灵活、对作业场地要求不高，农机具结构紧凑，如悬挂式撒肥机等[5]。

③半悬挂式。拖拉机与农具的安装方式介于牵引式与悬挂式之间， 在未作业前，农机具由液压结构悬挂置于拖拉机上方， 在工作时，农机具通过机械结构下落到田地，由拖拉机牵引农具进行农田作业，这种安装方式结构简单，操作方便，正受到越来越多农户的欢迎，如半悬挂式播种机等[6]。

拖拉机的液压系统是完成提升装置提升和下降的动作的动力源，农机具与拖拉机是通过提升装置（上拉杆、下拉杆和提升臂等）连接在一起的，农机具的上升和下降就等同于提升装置的动作[7]。根据农机具连接在拖拉机的不同位置，悬挂类型主要分为 3 类：前悬挂、后悬挂和独立悬挂，将农具安装在拖拉机后面称为后悬挂， 它也是使用最广、最有效的方式[8]。目前，后悬挂系统主要分为两类：液压控制系统和电液控制系统。

1.1.2 后悬挂电控液压系统工作原理

丘陵山地拖拉机后悬挂电控液压系统主要由液压系统、控制器、触摸屏、双轴倾角传感器组成。机具调平原理为：通过控制后悬挂两侧液压缸缸体的上下运动来实现，液压缸的动作其实是通过控制电磁阀的通断来实现的[9]。

1.2 现场安装的几个阶段

丘陵山地拖拉机后悬挂电控液压系统现场安装的主要结构为液压系统，大致分为液压设备的安装和电控设备的安装两部分。液压设备的安装包括：前期准备阶段，液压设备的安装固定，检查液压设备连接可靠性；电控设备的安装包括：前期准备阶段、电控设备的安装、线路连接和控制元件连接检查。

1.2.1 液压设备的安装

①前期准备阶段：熟悉液压系统安装图样，掌握各液压阀分布情况及分析油路结构布局；根据液压系统原理图，对电磁阀、电磁比例阀、蓄能器和压力表等设备进行检查，检查油管尺寸与阀口尺寸是否匹配，对不符合要求的地方进行处理，防止影响安装进度。

②设备的安装固定：液压设备就位后，要注意防止油箱口、阀口等处受污，各阀组根据结构布局进行安装固定，阀组与拖拉机车身保持水平，保证进油口出油口处于水平、正接状态；管路铺设前，确保各管路排列顺序，间距及走向，管路铺设后，要求阀口与管路连接保持90°。

③检查各液压阀与管路连接是否可靠。

1.2.2 电控设备的安装

①前期准备阶段：熟悉电气连接原理图，熟悉触屏、控制器、传感器的安装尺寸，并合理布置各电气设备位置。

②电控设备的安装：控制器要求固定安装在特质箱体内，并留有防水沿；触摸屏安装在位于拖拉机操作盘附近的安全架上，并于拖拉机手在行驶途中出发触摸屏控制机具；传感器垂直安装于后悬挂下拉杆臂内侧。

③线路连接：控制器、传感器和触摸屏串联后与12V电源连接；传感器、液压阀与控制器各输出端一一对应连接，使用双芯带屏蔽的信号线连接，并将连接好的信号线做成线束，便于整理。

④检查各控制元件与电源正负极连接是否正确，检查控制元件输出端与控制器输出端是否一一对应。

1.3 现场调试的几个阶段

丘陵山地拖拉机后悬挂电控液压系统现场调试的主要结构为液压系统，大致分为液压设备的调试和电控设备的调试、电控液压系统综合调试三部分。液压设备的调试包括：调试前的检查，系统排气，空载调试；电控系统的调试包括：调试前的检查，控制元件信号输出检查，液压阀开关确认。

1.3.1 液压系统的调试

①调试前的检查：确认每个液压缸与由对应的液压阀操纵；将截止阀、换向阀、安全阀等手柄全部松开；向蓄能器内充氮气。

②系统排气：启动液压泵后，调整系统压力，液压油分别循环到各个支路，排净管路空气。

③空载调试：手动对各支路进行调试，观察液压管是否有动作，液压缸是否有行程，液壓阀接口处是否漏油。

1.3.2 电控系统的调试

①调试前的检查：使用万用表确认各控制元件正负极连接正确，以免烧毁设备。

②控制元件信号输出检查：上电后，通过示波器检查是否有信号输出，若有输出，波形应为正玄波。

③液压阀开关确认：上电后，通过听声，判断液压阀开口是打开还是关闭的状态，若有啪啪响声，说明液压阀开口打开，否则开口关闭。

1.3.3 电控液压系统综合调试

拖拉机的电源通过电瓶提供，拖拉机启动后，通过触发触摸屏上的不同功能按钮，观察不同功能按钮对应的下拉杆动作是否正确。

2 安装与调试中出现的问题及解决措施

在反复多次安装调试实验中，出现了不同的问题，根据具体问题提出解决措施：

2.1 由于液压管路结构布置不合理，导致油管被压裂，用压力表监测发现液压阀进油口没有压力，液压缸没有行程，下拉杆不动作。总结经验，油路铺设应遵循以下原则：①大口径的管子应优先铺设；②两条平行或交叉的管路之间必须保持一定的距离；③整个管线要求尽可能短，转弯处少；④管路应在最高点处设置排气装置[10]。

2.2 拖拉机电源功率不足：当触发触摸屏某一功能按钮后，由于多个液压阀所需瞬时启动功率过大，拉低电瓶功率，导致触摸屏关机。解决措施为：一是优化液压系统图，尽量减少阀组的使用，若液压结构无法改动，二是增大拖拉机电瓶功率，三是用6平方线单独将触摸屏电源与电瓶连接，采取单独供电的原则。

2.3 控制器信号丢失：触发触摸屏后，控制器接收到指令，但信号输出端没有输出信号，经常出现控制器信号丢失现象。解决措施为：在信号输出端正负极之间串接二极管。

2.4 触摸屏指令发送不出去：触发触摸屏后，控制器并没有接收到对应指令。解决措施为：在通讯参数匹配成功的前提下，可在信号输出终端（这里的信号输出终端为触摸屏输出接口）串接120欧姆电阻。

3 结论

电控液压系统的安装与调试试验表明：液压设备的选型与油管口径必须保持一致，油路的铺设需遵循铺设原则，电控系统上电前，必须确认设备所接电源正负极准确。以上经验总结，可为拖拉机后悬挂电控液压系统安装与调试的技术攻关提供参考。

参考文献：

[1]王建鹏.丘陵山地拖拉机关键技术研究与整机开发项目启动[N].中国农机化导报，2016：09-20.

[2]邓飙，邱义，张宝生.基于电液比例技术的快速自动调平系统[M].兵工自动化，2009：28（01）：70-72，75.

[3]吕杰.农用拖拉机后悬挂液压系统的控制研究[D].秦皇岛：燕山大学，2016.

[4]李立.拖拉机后悬挂电液控制系统的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

[5]李陆俊.中国农业机械化的现状与发展趋势[D].杨凌：西北农林科技大学，2012，11.

[6]蔡鲁锋.基于电控液压系统的拖拉机悬挂装置耕深自动控制研究[D].吉林大学，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，Finland，2014：25-34.

[8]冯春凌，徐书雷，徐培.从 2013 汉诺威国际农机展看国外拖拉机技术发展[J].拖拉机与农用运输车，2015（04）：1-4.

[9]何金伊，杨福增，徐秀栋.山地履带式遥控微耕机控制系统设计[M].拖拉机与农用运输车，2011：38（02）：19-22.

[10]Q/XZJ13001，液压系统装配守则[S].2006.