大功率拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

楊鶴禎

(齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

1 大功率拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 液壓供油系統(tǒng)

目前，多數(shù)的大功率拖拉機(jī)為了確保其液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，除了配備的限壓式油泵外，還會(huì)為液壓系統(tǒng)配有專用的供油系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)專用供油系統(tǒng)是由供油泵、過(guò)濾器和溢流安全閥等主要設(shè)備而構(gòu)成的。供油泵負(fù)責(zé)為液壓系統(tǒng)輸出壓力油，輸出的壓力油經(jīng)過(guò)位于油口的過(guò)濾器時(shí)將被過(guò)濾，然后才會(huì)被輸送到限壓式油泵。溢流安全閥的存在則是為了控制液壓系統(tǒng)中壓力油能夠穩(wěn)定地供給。當(dāng)液壓系統(tǒng)中的供油量超出使用標(biāo)準(zhǔn)后，溢流安全閥便會(huì)啟用，促使壓力油溢回到油箱中，從而確保了液壓系統(tǒng)的供油穩(wěn)定和流量恒定。

1.2 液壓低壓系統(tǒng)

液壓低壓系統(tǒng)主要由2大組成部分。首先是潤(rùn)滑系統(tǒng)部分，該系統(tǒng)部分主要負(fù)責(zé)為傳動(dòng)軸承提供潤(rùn)滑。其次是傳動(dòng)系統(tǒng)部分，該系統(tǒng)部分的功能主要涉及離合器，如前后輪的驅(qū)動(dòng)裝置、前后差速鎖等等。液壓低壓系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)大功率拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的以下幾個(gè)任務(wù)。首先是負(fù)載變速箱中傳動(dòng)軸的軸承潤(rùn)滑，其次是完成傳動(dòng)系統(tǒng)的操縱，如換擋離合器的分離結(jié)合動(dòng)作。此外，為了進(jìn)一步降低沖擊力對(duì)傳動(dòng)軸的影響，使離合器的工作狀態(tài)更加地平穩(wěn)，還會(huì)將蓄能器等緩沖設(shè)備安裝在動(dòng)力換擋系統(tǒng)中。

1.3 液壓高壓系統(tǒng)

除了低壓系統(tǒng)外，在液壓系統(tǒng)中還存在高壓系統(tǒng)，其主要作用在于保證液壓操縱任務(wù)的完成。在大功率拖拉機(jī)中的制動(dòng)控制裝置、液壓懸掛裝置、液壓輸出裝置等工作裝置均涉及液壓系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)。為了有效減少高壓系統(tǒng)使用過(guò)程中的功耗，通常會(huì)采用限壓式油泵。液壓系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)一般由多個(gè)裝置構(gòu)成，如懸掛控制閥、液壓輸出控制閥、控制油缸、全液壓轉(zhuǎn)向機(jī)以及減壓閥等等。

1.4 液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)

大功率拖拉機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)輔助拖拉機(jī)完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，其具體的結(jié)構(gòu)組成一般較為復(fù)雜。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作通常需要潤(rùn)滑系統(tǒng)的輔助才能完成，先由供油泵為系統(tǒng)進(jìn)行供油，然后液壓油將通過(guò)優(yōu)先閥供給到潤(rùn)滑系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑作用，減少液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)的阻力。同時(shí)，為了保證液壓系統(tǒng)壓力的恒定，潤(rùn)滑系統(tǒng)同樣配制了安全閥這一部件。

液壓系統(tǒng)中的潤(rùn)滑系統(tǒng)組主要負(fù)責(zé)進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。潤(rùn)滑系統(tǒng)由液壓油泵進(jìn)行供油，其作用范圍較廣，通常負(fù)責(zé)軸承與齒輪、離合器、軸頸等部件之間的潤(rùn)滑。

2 負(fù)載傳感控制回路的工作原理和工作模式

2.1 工作原理

當(dāng)執(zhí)行器正在工作時(shí)，負(fù)載傳感壓力將會(huì)作用到彈簧腔中。負(fù)載傳感壓力將作用在壓力補(bǔ)償閥的部位上。同時(shí)，負(fù)載傳感壓力閥部位也會(huì)受到負(fù)載傳感壓力的作用。當(dāng)壓力補(bǔ)償閥與壓力閥的閥芯處于平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)流口上下游的壓力會(huì)處于相同的狀態(tài)，而各節(jié)流口的壓力差值則基本固定。此時(shí)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行器的流量將由節(jié)流口的大小來(lái)調(diào)節(jié)。

2.2 工作模式

大功率拖拉機(jī)的負(fù)載傳感控制系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，起到關(guān)鍵作用的是變量柱塞泵及其附屬裝置負(fù)載傳感閥。為了使變量柱塞泵能夠發(fā)揮正常的作用，必須保證將該裝置與其負(fù)載傳感控制系統(tǒng)中的其他設(shè)備連接起來(lái)。變量柱塞泵的主要作用便是可以對(duì)液壓油路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)控其耗費(fèi)量。當(dāng)液壓油路中油量發(fā)生變化時(shí)，液壓泵便會(huì)收到油量控制信號(hào)，此時(shí)油泵會(huì)根據(jù)信號(hào)控制油路中的供油量。目前，大功率拖拉機(jī)的負(fù)載傳感控制系統(tǒng)主要有以下4種工作模式。

2.2.1 低壓備用模式

當(dāng)高壓油路尚未開(kāi)啟時(shí)，負(fù)載傳感液壓泵會(huì)開(kāi)啟低壓備用模式。在這一模式下，系統(tǒng)工作壓力在經(jīng)過(guò)液壓泵時(shí)會(huì)保持著較為穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)負(fù)載傳感閥處于關(guān)閉的狀態(tài)，液壓油將無(wú)法流入液壓泵，伺服柱塞或者斜盤的工作狀態(tài)也無(wú)法改變。在這一狀態(tài)下，斜盤的流量將達(dá)到最大。如果系統(tǒng)中工作壓力突然變大，負(fù)載傳感閥會(huì)在壓力的作用下抵消彈簧的彈力，從而打開(kāi)閥門限制，使壓力油能夠進(jìn)入伺服柱塞。而這時(shí)的斜盤傾角則開(kāi)始縮小，進(jìn)而導(dǎo)致液壓油的輸出量也隨之降低。

2.2.2 高壓備用模式

整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力增加到最大值時(shí)，負(fù)載傳感器閥將被打開(kāi)，伺服柱塞與液壓泵將與負(fù)載傳感系統(tǒng)連通，而斜盤的傾角處于最小值，液壓油也會(huì)保持最小的流量。

2.2.3 高壓油路的高需求模式

高壓油路的高需求模式一般出現(xiàn)在掛車制動(dòng)器啟動(dòng)或液壓出現(xiàn)提升的情況。當(dāng)進(jìn)入高壓油路高需求的工作模式時(shí)，負(fù)載傳感閥上的彈簧部位會(huì)受到壓力的作用。此時(shí)，負(fù)載傳感閥會(huì)在彈簧力與負(fù)載傳感壓力的共同作用下呈現(xiàn)出關(guān)閉的狀態(tài)，而回油路、斜盤和伺服柱塞則保持流通順暢的狀態(tài)。但此時(shí)斜盤的傾角將逐漸變大，液壓油的流量也會(huì)隨之上升。

2.2.4 高壓油路的低需求模式

當(dāng)高壓油路處于低需求模式時(shí)，負(fù)載傳感管路中的壓力值會(huì)處于較低的水平，負(fù)載傳感閥會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)壓力的作用而突破彈簧力的阻礙，從而開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)負(fù)載傳感閥將與斜盤、伺服柱塞及液壓泵連通，液壓油的輸出量會(huì)隨斜盤傾角的減小而降低。

3 結(jié)語(yǔ)

由于大功率拖拉機(jī)在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，常常需要負(fù)擔(dān)較大的載荷，并且還需要與其他多種農(nóng)業(yè)設(shè)備進(jìn)行組合使用。因此，大功率拖拉機(jī)對(duì)其液壓系統(tǒng)的配置有著較高的要求。目前，大功率拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)已具備較為完善的功能，但其復(fù)雜程度也相對(duì)較高。為了保證大功率拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的正常工作，防止因液壓故障而影響拖拉機(jī)的使用，需要我們充分了解其液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件和技術(shù)。