拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

白學(xué)峰 紀(jì)博文 紀(jì)鴻波

0 引言

液壓輸出系統(tǒng)是拖拉機(jī)的關(guān)鍵配置之一，液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)是拖拉機(jī)性能檢測(cè)的重要內(nèi)容。當(dāng)前，液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備僅可實(shí)現(xiàn)單組或2組液壓輸出系統(tǒng)的性能檢測(cè)，試驗(yàn)功能單一，智能化水平不高，優(yōu)化更新緩慢。隨著大馬力、智能化拖拉機(jī)的發(fā)展，農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、科研院所對(duì)拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)的性能檢測(cè)提出了更高的要求。

1 拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)介紹

1.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)是拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，主要作用是將液壓系統(tǒng)中的壓力油輸送至農(nóng)機(jī)具的油缸或液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)農(nóng)機(jī)具作業(yè)，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)具的姿態(tài)控制。拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景較多，包括控制液壓翻轉(zhuǎn)犁、除草機(jī)、挖掘機(jī)、多功能復(fù)式機(jī)具等的工作姿態(tài)以及機(jī)具或掛車(chē)的輔助制動(dòng)等。液壓輸出系統(tǒng)主要由油缸、油泵、分配器或控制閥、操控手柄或操控系統(tǒng)、快換接頭等組成。根據(jù)拖拉機(jī)的不同用途或功率大小，會(huì)配置不同的輸出組數(shù)或采取不同的控制方式。

1.2 系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

液壓輸出系統(tǒng)已是國(guó)內(nèi)拖拉機(jī)產(chǎn)品的常規(guī)配置。與國(guó)外先進(jìn)拖拉機(jī)產(chǎn)品相比，國(guó)內(nèi)液壓輸出系統(tǒng)技術(shù)差距主要是在自動(dòng)控制方面。國(guó)內(nèi)中小馬力拖拉機(jī)多配置1組液壓輸出系統(tǒng)，大馬力拖拉機(jī)可配置3組以上，單組液壓輸出系統(tǒng)輸出流量可達(dá)100 L/min。大部分拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)為手動(dòng)控制，小部分拖拉機(jī)產(chǎn)品結(jié)合電液懸掛技術(shù)配置了自動(dòng)控制的液壓輸出系統(tǒng)。國(guó)外先進(jìn)拖拉機(jī)產(chǎn)品液壓輸出系統(tǒng)輸出組數(shù)配置與國(guó)內(nèi)并無(wú)太大差異，但在輸出流量上，由于國(guó)外大型拖拉機(jī)多配套大型多功能復(fù)式作業(yè)機(jī)具，需要的流量或功率較大，因此一些大型拖拉機(jī)的液壓輸出流量和功率也較大。在電控方面，國(guó)外先進(jìn)拖拉機(jī)產(chǎn)品大多已配置電控液壓系統(tǒng)，通過(guò)控制界面查看液壓輸出系統(tǒng)的工作參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)觸屏操控，自動(dòng)控制水平較高。如CLAAS的XERION 5000 TRAC/TRAC VC拖拉機(jī)，輸出流量可達(dá)200 L/min，輸出功率達(dá)到了90 kW，高配置機(jī)型輸出流量可達(dá)275 L/min，采用比例控制式分配器，通過(guò)系統(tǒng)編程控制液壓油輸出的流量、時(shí)間、速度等，可顯示所需液壓油量等信息，避免液壓油過(guò)熱和耗油量過(guò)大[1]。

1.3 液壓輸出性能標(biāo)準(zhǔn)要求及試驗(yàn)方法

1）性能要求標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 15370《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)通用技術(shù)條件》對(duì)農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的液壓輸出性能提出了具體要求：對(duì)具有液壓輸出功能的拖拉機(jī)，其最大液壓輸出功率與發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率之比應(yīng)不小于12%。推廣鑒定大綱DG/T 001-2019《農(nóng)業(yè)輪式和履帶拖拉機(jī)》引用了該指標(biāo)，同時(shí)對(duì)拖拉機(jī)提出了配置要求，明確300馬力及以上的拖拉機(jī)應(yīng)具備牽引、液壓輸出等作業(yè)功能，液壓輸出組數(shù)不少于4組。

2）試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)基本上都是等同采用ISO系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也就是參考國(guó)外的相關(guān)試驗(yàn)方法。我國(guó)的拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)等同采用了ISO 789-10：1996標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布了GB/T 3871.18-2006《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī) 試驗(yàn)規(guī)程 第18部分：拖拉機(jī)與機(jī)具接口處液壓功率》，拖拉機(jī)相關(guān)的通用技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)、推廣鑒定大綱等均是采用該標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。試驗(yàn)項(xiàng)目包括有效液壓壓力、峰值壓力、最大有效液壓功率試驗(yàn)等。

2 液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)檢測(cè)裝備主要是用于拖拉機(jī)的研發(fā)試驗(yàn)、生產(chǎn)中下線檢驗(yàn)以及推廣鑒定的試驗(yàn)檢測(cè)?；谙嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備，能夠滿(mǎn)足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求的單路或兩路液壓輸出系統(tǒng)性能試驗(yàn)需求。但拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備技術(shù)還存在以下問(wèn)題：

2.1 拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)裝備有待更新優(yōu)化

我國(guó)是拖拉機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，擁有拖拉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)200余家，但是長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)拖拉機(jī)的試驗(yàn)檢測(cè)重視程度不夠，尤其是在拖拉機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)階段，多數(shù)企業(yè)是照搬模仿大企業(yè)技術(shù)及產(chǎn)品，對(duì)下線檢驗(yàn)不夠重視，研發(fā)投入不多。目前，開(kāi)展拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)的主要是試驗(yàn)鑒定機(jī)構(gòu)，相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè)也是服務(wù)于拖拉機(jī)的推廣鑒定，全國(guó)現(xiàn)有30余家鑒定機(jī)構(gòu)，拖拉機(jī)試驗(yàn)檢測(cè)裝備市場(chǎng)需求較小。目前專(zhuān)業(yè)的農(nóng)機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)裝備生產(chǎn)單位僅有洛陽(yáng)西苑車(chē)輛與動(dòng)力檢驗(yàn)所有限公司、煙臺(tái)海晨科技有限公司、淄博科創(chuàng)電子有限公司等幾家，其中還有一些單位是在生產(chǎn)汽車(chē)或其他車(chē)輛檢驗(yàn)檢測(cè)裝備的基礎(chǔ)上拓展生產(chǎn)農(nóng)機(jī)檢驗(yàn)檢測(cè)裝備的。因?yàn)樾枨筝^少，產(chǎn)品更新優(yōu)化較慢，導(dǎo)致現(xiàn)在的試驗(yàn)檢測(cè)裝備整體技術(shù)水平有待提升。

2.2 液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)設(shè)備功能單一

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索發(fā)現(xiàn)，目前僅有洛陽(yáng)西苑車(chē)輛與動(dòng)力檢驗(yàn)所有限公司2010年開(kāi)發(fā)了一套拖拉機(jī)多路液壓輸出功率試驗(yàn)臺(tái)[2-3]。近年來(lái)，相關(guān)的企業(yè)、鑒定機(jī)構(gòu)均是采用該裝備或類(lèi)似的裝備進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。該裝備試驗(yàn)穩(wěn)定性較好，具有試驗(yàn)過(guò)程監(jiān)控及試驗(yàn)記錄等功能，基本能滿(mǎn)足單組或兩組液壓輸出系統(tǒng)的試驗(yàn)需求。但該類(lèi)裝備試驗(yàn)功能單一，多組液壓輸出系統(tǒng)試驗(yàn)難度較大，不能滿(mǎn)足信息化試驗(yàn)檢測(cè)需求，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有一定差距[4]?？傮w來(lái)看，關(guān)于拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備的研究不多，現(xiàn)有裝備技術(shù)相對(duì)落后，急需更新優(yōu)化。

3 液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備發(fā)展趨勢(shì)

3.1 應(yīng)能滿(mǎn)足多路液壓輸出系統(tǒng)的試驗(yàn)檢測(cè)

目前，大馬力拖拉機(jī)普遍配置3組及以上的液壓輸出系統(tǒng)，傳統(tǒng)的單組或2組液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備已不能滿(mǎn)足多組液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)需求，也不能滿(mǎn)足拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)的研發(fā)試驗(yàn)需求。因此，新型檢測(cè)裝備應(yīng)既能實(shí)現(xiàn)對(duì)單組油路輸出的獨(dú)立試驗(yàn)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)多組油路同時(shí)輸出的整體試驗(yàn)，方便對(duì)液壓輸出系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能分析。

3.2 應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的智能操控

檢測(cè)裝備應(yīng)配置信息化操控系統(tǒng)，具備智能化的人機(jī)交互界面，可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)顯示以及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的曲線顯示。同時(shí)，操控界面應(yīng)能滿(mǎn)足對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的全面控制，具備自動(dòng)測(cè)量功能，能夠自動(dòng)按照試驗(yàn)程序控制試驗(yàn)過(guò)程，記錄關(guān)鍵工況點(diǎn)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，以提高試驗(yàn)檢測(cè)工作效率。

3.3 應(yīng)能服務(wù)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)

檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不僅要滿(mǎn)足基于試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)完成相關(guān)的試驗(yàn)檢測(cè)需求，還應(yīng)該能夠服務(wù)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的試驗(yàn)驗(yàn)證或數(shù)據(jù)分析。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)信息的實(shí)時(shí)高頻采集并存儲(chǔ)，并具備數(shù)據(jù)分析功能。同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具備一定的開(kāi)放性與靈活性，可設(shè)計(jì)不同的試驗(yàn)程序，滿(mǎn)足非常規(guī)試驗(yàn)需求。

4 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)看，我國(guó)拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)技術(shù)水平相較國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品還有一定的差距，尤其是在自動(dòng)控制方面?，F(xiàn)有的液壓輸出系統(tǒng)性能檢測(cè)裝備基本上能夠滿(mǎn)足1組或2組油路的檢測(cè)，還不能滿(mǎn)足3組及以上油路的整體檢測(cè)，且檢測(cè)裝備自動(dòng)化水平不高，不能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)控制及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄。隨著拖拉機(jī)液壓輸出系統(tǒng)輸出組數(shù)的增加及自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)加快新型檢測(cè)裝備的研發(fā)速度。新型檢測(cè)裝備應(yīng)能滿(mǎn)足多路液壓輸出系統(tǒng)的試驗(yàn)檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程的智能操控。同時(shí)，要完善試驗(yàn)功能，能夠服務(wù)于拖拉機(jī)企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)需要，助力拖拉機(jī)技術(shù)水平的提升。