液压传动与控制技术在农机上的应用研究

冯羚青

（安徽省农业机械试验鉴定站，安徽 合肥 230000）

相比以往应用的机械传动技术来讲，液压技术发挥出的优势较多，例如故障概率较低、功率高、维护便捷性高，以及方便进行过载保护等。随着国家科学技术水平的提升，传感器技术、液压技术等有效结合，促使液压技术的发展愈发优越，在农机相关领域中的应用也日益广泛。

1 液压技术其他国家农机上的应用

现代农机的实效性发挥，是无法脱离液压控制而实现的，部分发达国家在农机领域，研究和应用液压技术的时间较早，推动了这些国家农机的自动化发展进程，大幅减轻了相关技术人员的工作压力。上世纪六十年代，其他国家中超过一大半的大型收割型农机，均已经实现了对液压驱动的应用。二十世纪八十年代四轮驱动自走式联合收割机出现，实现了农机的无极变速以及全液压转向[1]。随着时代的发展，液压技术在农业机械领域的应用愈发广泛，且通过和传感器等技术有效融合的方式，使得机具自动化控制及实时监控成为可能，推动了农机自动化、智能化发展。

在收割型农机中，实现了对多个操控及智能调节系统的有效应用，大幅提升了此类农机的实际应用效果，且优化了其驾驶环境。其他国家针对收割类农机，研发了较多实效性较高的脱粒系统以及行走系统等，控制系统可基于农机内部驱动马达的液压油压力，对农机的行驶速度进行控制，以确保收割的量始终保持在设置范围中。其他国家农机自动化、智能化发展速度加快，重视大量、大范围的应用各种现代化科学技术，力求能够有效推动农机环保化、舒适化发展。因此，我国在具体开展农机研发和使用操作的过程中，也应借鉴其成功经验，重视积极应用各类现代化科学技术，以便更好地推动我国农业现代化、智能化发展。

2 液压技术在我国农机上的具体应用分析

2.1 电液比例控制系统特点

基于工程应用角度，该系统的特点主要包括：第一，控制作用较为优良，应用实效性高，可以将液压、电的优势特点有效融合起来，基于相应信号的具体数值，对液压的速度及执行力度等进行控制。第二，控制准确性及稳定性高，控制系统可发挥反馈作用，优化控制的准确性，或者对特定的目标开展有效控制。第三，结构简单，布局科学。系统内部减少了很多占地面积较大，设计较为繁琐的模块，和传统控制阀相比，对元件的使用也有所减少，有效提升了系统的设计和运行操作便捷性。第四，遥控功能，通过控制电信号的方式，可对系统进行远距离控制[2]。

2.2 实际应用

（1）拖拉机悬挂系统。以往应用的液压悬挂具体需要依靠内部的分配器发挥作用，利用推杆设备对分配器位置的调控，使得油液的流向和流量等保持在理想状态下，使农机发挥出多种不同的功能。我国农业发展速度加快，对农业作业提出的要求大幅提升，实际的作业部位也发生了变化，基于此条件下，以往应用的液压悬挂难以充分发挥实效性。通过有效应用电液控制的方式，不仅可良好地规避传统技术的弊端和缺陷，还能够随意进行速度、高度及位置等的调控操作，操作的准确性也相对更高[3]。

随着时代的进步，越来越多的研究人员对悬挂电液控制提起了关注，并进行了研究，此主要依靠电液比例换向阀发挥作用，取代了传统的主控制阀，实现了电液控制。该阀门在悬挂系统发挥的作用十分重要，相应的控制设备可基于牵引力及系统所需部位等参数，输出对应的电压信号，实现对系统流向及流量的控制。一些学者在研究过程中，设计出了可发挥综合调节作用的拖拉机电子液压悬挂系统，使得力和耕深位移的自由调节成为了可能；部分学者通过2个电液比例阀取代了主控制阀门，如此一来，在实际工作过程中，便可以实现在位置调节及力位综合调节间自由切换。

（2）施肥播种机。我国针对化肥的应用，存在较多不合理的行为。其中，包括施肥量过大等，直接导致了作物营养不均衡，收获经济效益降低等问题。与此同时，对周边环境及水体的影响也较为严重。但我国现阶段生产的多数施肥农机，均是依靠机械传动发挥作用，难以自由调控施肥的量，针对相关技术的研发尚未取得可观成果，个别机具依靠替换内部传动零件的方式，达到调控施肥播种数量的目的，但涉及的流程和操作均十分复杂，取得效果也不太明显。

其他国家在研究变量施肥技术上，已经持续了一段时间，某些知名企业已经开展了新型施肥播种农机的生产，此类农机的体积较大，且能够经由控制系统，结合相应种植区域、作物特点及其对施肥量的要求，开展自动化的施肥量控制操作。此类控制手段通常需要依靠电控液压马达或者步进电机驱动等发挥作用，前者已经投入在现阶段部分变量施肥播种农机的应用过程中，应用效果较为优良。但后者的应用对电源的要求较为苛刻，多数农用拖拉机无法达到相应要求，因此，实际生产过程中，使用频率较低。依靠电控液压马达发挥作用的控制系统的应用较为广泛，可经由相应驱动设备控制电机的运行速度，促使马达工作，进而实现对排肥轴的控制，完成变量施肥操作。国家科学技术水平不断提升，针对相关技术的研究取得的成果越来越多，现阶段可经由直接控制比例阀的方式，对系统开展流量的控制操作，达到调节马达转速的目的，发挥变量施肥的作用。

我国对此项技术展开研究的机构较多，现今开展的施肥量变化控制，通常是依靠GPS采集地理数据，依据相应地理位置的施肥示范图纸，将相应数据输送到农机的控制系统中，实现对所施用肥量的控制。一些学者经由实验得出，施肥轴运行的速度和相应控制设备PWM（Pulse Width Modulation）间存在密切联系，基于具体的施肥需求，结合机具的运行速度，对PWM占空比电压开展自主控制，通过调节液压阀的方式，完成对肥量变化的控制。此外，部分学者通过研究，发明了一种依靠单机片发挥作用的施肥系统，该系统的中心控制模块可基于具体的施肥需求发出差异化的信号，实现对比例阀以及马达运转速度的控制，进而对排肥轴运转速度进行合理调节，达到灵活控制化肥施用量的目的。

（3）其他农机。我国工程机械领域对该技术的应用已经持续较长的一段时间，其自身存在的各种优势，也促使其在各相关领域中的应用日益广泛化，且现阶段已经生产出了可发挥较高实效性的技术产品。但对于农机来讲，针对此项技术的应用依旧停留在研究阶段，现如今开展的相关研究具体以拖拉机悬挂系统以及变量施肥农机为主，对其农机展开的相关研究尚未取得可观成效[4]。个别学者在联合收割机中应用电液比例控制系统，经由超声传感器，达到有效把握割台高度的目的，利用控制系统对输出信号的调控，达到控制比例阀流量的目的，再确定最后的割台高度，确保割台高度始终保持在规定范围内。

3 结 论

通过上述对液压技术在农机中的应用进行的分析，可以得知，此项技术对于推动我国农机的现代化及智能化发展至关重要，是促进我国农业发展水平提升的关键技术之一，因此，有必要借鉴其他优秀经验，重视应用多种现代化的科学技术手段，开展相关技术及设备的研发及应用，对提升我国综合国力存在积极影响。