拖拉機(jī)懸掛提升控制技術(shù)及其功能

王淑紅 夏靜波

摘要：拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的動力機(jī)械，現(xiàn)代化的先進(jìn)拖拉機(jī)利用其懸掛系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種農(nóng)機(jī)的自動化作業(yè)。因此，了解與掌握拖拉機(jī)后懸掛系統(tǒng)的升降原理及主要的結(jié)構(gòu)形式，更有利于妥善的使用拖拉機(jī)的后懸掛功能，并使拖拉機(jī)功能得到更廣泛的擴(kuò)展。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)；懸掛系統(tǒng)；技術(shù)；功能

中圖分類號：S21907文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.040

拖拉機(jī)的懸掛系統(tǒng)是拖拉機(jī)功能擴(kuò)展的重要結(jié)構(gòu)，能夠為其他農(nóng)機(jī)具提供牽引和控制等功能。拖拉機(jī)的后懸掛系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，不僅形成了完善的機(jī)械結(jié)構(gòu)，還通過電子控制和液壓系統(tǒng)的不斷升級，有了更新的功能，了解與掌握現(xiàn)代化拖拉機(jī)后懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，有利于提升拖拉機(jī)駕駛員的工作能力，更能夠保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

1拖拉機(jī)懸掛提升控制技術(shù)原理

現(xiàn)階段的拖拉機(jī)后懸掛技術(shù)按照原理可分為機(jī)械式懸掛和電液式懸掛兩類，小型拖拉機(jī)和早期生產(chǎn)的中大型拖拉機(jī)多以機(jī)械式懸掛為主，新型的大中型拖拉機(jī)更多的配備了更為先進(jìn)的電液式懸掛，以提升控制過程的自動化和智能化程度。

1.1機(jī)械式后懸掛

傳統(tǒng)的機(jī)械式后懸掛主要由懸掛機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、操縱機(jī)構(gòu)三部分組成。（1）懸掛機(jī)構(gòu)包括了兩點式懸掛和三點式懸掛兩類，現(xiàn)階段使用機(jī)械式后懸掛的拖拉機(jī)多采用三點式懸掛，懸掛結(jié)構(gòu)包括了一根上拉桿和兩根下拉桿，組成了所謂的三點式結(jié)構(gòu)，再通過與提升臂、提升桿、限位鏈等結(jié)構(gòu)共同實現(xiàn)了懸掛機(jī)構(gòu)的全部功能。（2）液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓缸、控制閥以及連接管路等部件組成，實現(xiàn)后懸掛的動力供給和動作實現(xiàn)。液壓部分根據(jù)液壓元件在拖拉機(jī)后懸掛系統(tǒng)中安裝位置的不同，可以分為整體式、半分置式和分置式三類，現(xiàn)階段我國使用較多的為半分置式結(jié)構(gòu)。（3）操縱機(jī)構(gòu)包括了操縱手柄和反饋機(jī)構(gòu)兩大部分，操縱機(jī)構(gòu)通過不同的控制模式，來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的不同功能要求。以后懸掛系統(tǒng)應(yīng)用最多的耕整地機(jī)械為例：位置控制模式能夠通過操縱手柄和伺服桿調(diào)整主控閥的升降模式，實現(xiàn)耕整地機(jī)具的升降和與拖拉機(jī)的相對位置關(guān)系變化；阻力控制模式主要是對耕作過程中農(nóng)機(jī)具的重力和土壤產(chǎn)生的阻力進(jìn)行檢測，并通過傳感器將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳遞給伺服桿，用以自動化的改善農(nóng)機(jī)具的受力情況。此外操縱機(jī)構(gòu)的控制模式還包括了綜合模式和浮動控制模式等，綜合模式是將位置控制模式和阻力控制模式進(jìn)行一定的結(jié)合；浮動控制模式主要利用耕整地機(jī)具自身重量進(jìn)行作業(yè)，再通過限深輪控制耕作深度，以達(dá)到耕深一致的要求，控制模式所能實現(xiàn)的功能在下文中進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1.2電液式后懸掛

電液式后懸掛與機(jī)械式后懸掛類似，也是由懸掛機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、操縱機(jī)構(gòu)三部分組成。電液式后懸掛與機(jī)械式后懸掛的區(qū)別在于，電液式后懸掛將手動控制閥改進(jìn)為電液比例閥，同時將手動操縱機(jī)構(gòu)更改為更先進(jìn)的自動控制結(jié)構(gòu)和多種傳感器相配合的方式實現(xiàn)，操作人員只需要在控制面板上選擇所需的耕作模式，相關(guān)指令就會自動傳達(dá)給控制器，控制器通過分析獲得的指令和各傳感器的反饋信息，選擇合理的控制方法，并將相關(guān)指令傳遞給電液比例閥來控制各油缸的位置，電液式后懸掛在一定程度上降低了操作者控制農(nóng)機(jī)的復(fù)雜程度，避免了耕整地過程中反復(fù)進(jìn)行的深度和位置調(diào)整，通過自動化的數(shù)據(jù)記錄與分析，能夠快速完成同一地區(qū)的作業(yè)任務(wù)。同時，高精度的傳感器反饋，有效優(yōu)化了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，有利于減少機(jī)構(gòu)之間的摩擦，提升耕作效果和農(nóng)機(jī)具的反應(yīng)速度，并有利于降低作業(yè)過程中的能源消耗。

2拖拉機(jī)懸掛系統(tǒng)其他功能

拖拉機(jī)的懸掛系統(tǒng)除能進(jìn)行位置、阻力和浮動控制外，還能實現(xiàn)減震控制和快速升降控制兩大功能。

2.1減震控制

當(dāng)拖拉機(jī)的后懸掛系統(tǒng)安裝有農(nóng)機(jī)具時，拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)具就形成了相對更大的尺寸結(jié)構(gòu)，而這種形式的農(nóng)機(jī)具在公路上轉(zhuǎn)移時，由于拖拉機(jī)會因為路面情況而產(chǎn)生振動，從而帶動農(nóng)機(jī)具也隨著一起振動，此時位于連接位置的后懸掛就成為了受力最大的結(jié)構(gòu)位置。由于只有農(nóng)機(jī)具的前端與拖拉機(jī)的后部相連，且通常情況下農(nóng)機(jī)具的重量較大、機(jī)身較長，這就因自重產(chǎn)生了很大的力矩，很容易影響到行駛的安全。此時可通過控制系統(tǒng)中的減震功能控制對應(yīng)的上升和下降閥來減少振動過程中農(nóng)機(jī)慣性的影響，同時還能夠自動的將耕作犁具鎖定在安全高度，以避免顛簸造成的機(jī)具損壞。

2.2快速升降控制

現(xiàn)代化的電液式后懸掛，可以通過控制面板上的快速升降按鈕實現(xiàn)農(nóng)機(jī)具的快速升降。以旋耕機(jī)具為例，當(dāng)在作業(yè)時按下快速升降按鈕，機(jī)具會自動升起到指定高度，當(dāng)再次按下自動升降按鈕，機(jī)具會下降到之前的作業(yè)位置。這一功能主要是用以解決拖拉機(jī)懸掛農(nóng)機(jī)具作業(yè)時，田間掉頭的繁瑣過程。以旋耕作業(yè)為例，當(dāng)旋耕作業(yè)到達(dá)地頭需掉頭時，駕駛員必須升起機(jī)具進(jìn)行掉頭，掉頭完成后還必須重新設(shè)置旋耕作業(yè)的深度才能進(jìn)行作業(yè)，這不利于耕作深度的一致性，而使用快速升降功能，不僅有效的解決了這一問題，更有利于保護(hù)后動力輸出軸的使用壽命，有利于提高設(shè)備的可靠性和作業(yè)效率。