農(nóng)用拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)
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     農(nóng)用拖拉機(jī)與牽引或懸掛式農(nóng)機(jī)具配套可完成耕地、整地、播種、施肥、植保等多種作業(yè)。農(nóng)用迪爾4450拖拉機(jī),其外型如圖4 .1-1所示。
圖4 .1-1農(nóng)用迪爾4450拖拉機(jī)
    大馬力拖拉機(jī)的液壓操縱功能很多,包括操縱機(jī)具升降及耕地深度調(diào)節(jié),拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向,以及操縱離合器、變速箱、差速器、制動器、動力輸出軸、座位調(diào)整等。還可利用液壓動力來操縱和驅(qū)動其他各種農(nóng)機(jī)具。由于功能增多,故液壓功率較大。由于要求系統(tǒng)可以同時完成幾種功能并且要方便省力,因而采用了壓力補(bǔ)償式閉路系統(tǒng),見圖4.1-2。
    該系統(tǒng)中采用一個壓力補(bǔ)償式徑向柱塞泵,其工作原理根據(jù)系統(tǒng)工作壓力的變化,控制柱塞的行程,以達(dá)到變量的目的。當(dāng)系統(tǒng)中各方向閥處于中位時,系統(tǒng)壓力升高,當(dāng)泵達(dá)到行程控制閥調(diào)定的壓力時,泵的排量減小到僅能滿足系統(tǒng)泄露量,因而能量損失小,系統(tǒng)壓力將保持恒定。當(dāng)系統(tǒng)方向閥處于工作位置時,系統(tǒng)所需流量增大,引起系統(tǒng)壓力降低,泵行程控制閥關(guān)閉,并打開回油閥,此時柱塞行程最大,排量最大。根據(jù)系統(tǒng)工作壓力的
變化,調(diào)節(jié)回油閥開口量,使泵腔內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力變化,控制柱塞泵中柱塞的行程,改變液壓泵的排量,來滿足各種功況的要求。只要增設(shè)優(yōu)先閥和減壓閥,還可任意增加動作。這樣可根據(jù)季節(jié)的變化任意改裝。該液壓系統(tǒng)具有操作平穩(wěn),反映靈敏,總效率高,消耗功率低,發(fā)熱較少,價格低。整個系統(tǒng)可分為高壓、低壓兩個回路。
    低壓回路為開式回路。低壓齒輪泵輸出壓力油的一部分潤滑冷卻轉(zhuǎn)動部分的驅(qū)動軸和差速器驅(qū)動軸。大部分壓力油通過過濾器10到達(dá)閥8,控制動力換擋,到達(dá)閥6控制主離合器25、26、27,到達(dá)手動閥7控制動力輸出軸離合器和制動器28、29,然后經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥,冷卻器3,再經(jīng)恒壓式變量柱塞泵1、補(bǔ)油箱2、集成閥塊4(包括單向閥和過濾器),去潤滑冷卻低檔齒輪、經(jīng)換向閥15去動力換擋離合器和制動器、動力輸出軸離合器和主離合器,然后回油箱。
    低壓系統(tǒng)的作用:
    1)向高壓閉式回路補(bǔ)油,當(dāng)高壓閉式回路輸出流量增加時,補(bǔ)充所增加的流量。另外避免由于回路中各元件的漏損而造成的柱塞泵的吸空,故向該泵的吸油管路中補(bǔ)油。
    2)向低壓制動機(jī)構(gòu)(主離合器,動力換擋,動力輸出軸離合器和制動器)提供動力。
    3)系統(tǒng)中安全控制閥9,可保護(hù)傳動過濾器10不受損壞。在過濾器10堵塞或冷油啟動時,可與控制閥5配合,確保拖拉機(jī)一些基本動作。其工作原理為,當(dāng)?shù)蛪糊X輪泵14輸出的壓力油通過過濾器10的阻力達(dá)到0. 57MPa時過濾器安全控制閥9移至最右端。此時由于通過過濾器10的流量很少,使壓力控制閥前壓力低于0.86~lMPa,在彈簧作用下,控制閥被推至最上端,此時齒輪泵來油通過過濾器安全控制閥一路經(jīng)過單向閥、控制閥5控制動力換擋28和29、主離合器25和動力輸出27。另一路油經(jīng)旁通過濾器到恒壓變量柱塞泵1吸油口。以滿足轉(zhuǎn)向和制動等動作需要。
    4)系統(tǒng)中冷卻器旁通閥可隨油溫調(diào)節(jié)開度。油溫高于650C時,開度逐漸減小,使油液經(jīng)過冷卻器。油溫低于65。C時,開度逐漸增大,使油液旁通。
高壓回路為閉式回路系統(tǒng),恒壓變量柱塞泵輸出壓力油的一部分經(jīng)衰減器31后,到轉(zhuǎn)向閥23、轉(zhuǎn)向泵22,轉(zhuǎn)向液壓缸24,控制動力轉(zhuǎn)向,制動器20其中包含雙聯(lián)踏板滑閥19.1、人力制動缸19.2、制動缸19.3、差速鎖閥21,控制差速鎖、座位控制總成17、拖車制動18。衰減器的作用是減少噪聲和保護(hù)軟管。另一部分油經(jīng)優(yōu)先閥30,至提升器回路13和液壓輸出回路12, 16。優(yōu)先閥30的作用是當(dāng)恒壓變量柱塞泵輸出流量不足時,優(yōu)先保證供應(yīng)轉(zhuǎn)向器,差速鎖和制動器。圖中11壓油過濾器、件2為封密式油箱、件3冷卻器、件4為集成閥塊、件15液動滑閥、件19為蓄能裝置、件26為中間離合器、件31為衰減器。
高壓系統(tǒng)的作用:
1)系統(tǒng)中主制動器可實現(xiàn)液壓制動,動力來自恒壓變量柱塞。踏下雙聯(lián)踏板后,滑閥19.1被推到最下端位置,壓19經(jīng)單向閥至兩個滑閥,并同時進(jìn)入兩個制動缸19.3,實現(xiàn)液壓制動。制動終了,兩個滑閥回到中間位置,封閉進(jìn)油路。松開踏板后,滑閥回到最上端位置。
    當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火后,可實現(xiàn)蓄能器制動和人力制動。制動過程與液壓制動相同。此時壓力油來自蓄能器。蓄能器停止供油時,向上移動19.2,油液從油箱經(jīng)單向閥向缸19.2中補(bǔ)油,然后向下推動缸19.2.將油液壓人制動缸,實現(xiàn)人力制動。
制動回路可產(chǎn)生足夠的制動力矩,可保證制動的平順性,雙邊同時制動時力矩平衡,制動力矩隨踏板行程變化而變化。
2)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)屬于液壓外反饋雙路全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),它由轉(zhuǎn)向泵22.轉(zhuǎn)向閥23和轉(zhuǎn)向液壓24組成。主油路與控制油路分開,轉(zhuǎn)向液壓缸組件24中包括轉(zhuǎn)向液壓缸24.1,反饋液壓缸24.2及齒輪和心軸等。反饋方式為液壓外反饋。其系統(tǒng)工作原理如下:
中間位置:轉(zhuǎn)向閥兩端壓力相等,處于中間位置,封閉主泵來油及轉(zhuǎn)向液壓缸油路,保證導(dǎo)向輪位置不變,使拖拉機(jī)直線行駛或以一定轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向。
動力轉(zhuǎn)向:方向盤轉(zhuǎn)向時,帶動轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)動,這樣在轉(zhuǎn)向閥兩端造成壓差,使轉(zhuǎn)向閥移動。從主泵來的壓力油經(jīng)轉(zhuǎn)向閥進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸一腔,另一腔油則經(jīng)轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向泵、單向閥回油箱。轉(zhuǎn)向液壓缸移動后可實現(xiàn)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向液壓缸移動時,帶動反饋液壓缸轉(zhuǎn)動,油液經(jīng)轉(zhuǎn)向閥返回轉(zhuǎn)向泵入口。當(dāng)停止轉(zhuǎn)動時,控制回路高壓側(cè)的壓力下降,而低壓側(cè)由于反饋液壓缸運(yùn)動使壓力升高,因此使轉(zhuǎn)向閥回到中間位置而停止轉(zhuǎn)向。
人力轉(zhuǎn)向:當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火或主泵發(fā)生故障而需人力轉(zhuǎn)向時,方向盤帶動轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)向閥兩端造成壓差,使轉(zhuǎn)向閥移動,此時轉(zhuǎn)向泵打出油液,經(jīng)轉(zhuǎn)向閥進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸,此時與反饋液壓缸一同運(yùn)動,使兩個液壓缸另一腔的油液匯合一起進(jìn)入轉(zhuǎn)向泵人口,實現(xiàn)人力轉(zhuǎn)向。
3)座位控制可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整,并與節(jié)流閥和蓄能器結(jié)合,可以根據(jù)人的體重調(diào)節(jié)減振效果。
    4)液壓輸出回路由一組錐閥組成,可以有提升、下降、浮動、中間四個位置。可以定位。當(dāng)油流停止或負(fù)荷超過規(guī)定壓力時,能自動跳回中間位置。具有可調(diào)的壓力補(bǔ)償流量閥,當(dāng)外界負(fù)荷改變時,可以保持流量不變。還備有液壓快換接頭,它可在壓力下連接和斷開,當(dāng)拉力超過一定值時,可自動脫開,起安全作用,它還有溫度補(bǔ)償功能,當(dāng)溫度升高而使壓力增高時,可自動卸壓。此回路還可通過快換接頭連接農(nóng)機(jī)具或自卸拖車進(jìn)行工作。
5)差速鎖是將拖拉機(jī)兩驅(qū)動輪的兩個半軸連成一體的裝置。為防止拖拉機(jī)任一邊驅(qū)動輪行駛在泥濘或冰雪路面上而嚴(yán)重打滑,用差速鎖將驅(qū)動兩輪的兩個半軸或半軸齒輪連成一體,以便充分利用路面好的那一側(cè)驅(qū)動輪的驅(qū)動作用,使拖拉機(jī)駛出打滑區(qū)段。該拖拉機(jī)差速鎖的特點是鎖定壓力和踏板的位置有關(guān),使之接合平順。另外還可以進(jìn)行差速鎖定,鎖定壓力還可以低于主泵出口壓力。
4.1.2農(nóng)業(yè)機(jī)具懸掛液壓系統(tǒng)
    液壓懸掛系統(tǒng)往往有幾種耕深調(diào)節(jié)方法供駕駛員選擇。其中力調(diào)節(jié)、位置調(diào)節(jié)和高度調(diào)節(jié)是三種基本調(diào)節(jié)方法。近年來,國外拖拉機(jī)上還采用了轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)、壓力調(diào)節(jié)和綜合調(diào)節(jié)等新的農(nóng)具耕深調(diào)節(jié)方法。新型的電液懸掛系統(tǒng)的采用可以得到精確、穩(wěn)定的調(diào)節(jié),可實現(xiàn)多調(diào)節(jié)參數(shù)的綜合調(diào)節(jié),具有布置方便,操縱省力等特點。迪爾4450拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng),它具有力調(diào)節(jié)、位置調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)及力、位置比例的綜合調(diào)節(jié)功能。其系統(tǒng)原理見圖4.1-3。
圖4 .1-3拖拉機(jī)液壓懸掛系統(tǒng)
1-提升器2-輔助液壓缸3-回油閥4-壓力沖擊安全閥5-主控制閥6-熱安全閥
7-液壓負(fù)荷控制閥。8-液壓助力缸9-減震阻尼裝置10-下降速度調(diào)節(jié)閥  11-流量控制閥
    1)位置調(diào)節(jié):圖示為提升器在中間位置,將負(fù)荷選擇旋鈕放在“最小”位置,提升器不受外界負(fù)荷的控制。操縱手柄移動主控制閥5,使之向右移動,壓力油進(jìn)入提升器液壓缸,通過內(nèi)提升臂、提升軸、懸掛桿件,使農(nóng)具提升。主控制閥向左移動,則提升器液壓缸中油液在懸掛農(nóng)具重量作用下被壓回油箱,使農(nóng)具下降。下降終了,主控制閥回到中間位置,此為位置調(diào)節(jié),既在田間耕作時,拖拉機(jī)與農(nóng)具的相對位置不變。這種調(diào)節(jié)主要用于要求保持一定離地高度的農(nóng)機(jī)具,如播種機(jī)、割草機(jī)、割曬機(jī)、堆剁機(jī)等,不宜用于耕地,因為拖拉機(jī)在不平的土地上行走,直接影響農(nóng)具的耕作深度,只有在十分平坦的土地上,才能保持均勻的耕深,但這種情況較少見。
2)力調(diào)節(jié):該系統(tǒng)可實現(xiàn)力調(diào)節(jié),將負(fù)荷選擇旋鈕放在“最大”位置,提升器受外界負(fù)荷的控制,即根據(jù)拖拉機(jī)牽引力的變化,通過液壓助力一機(jī)械負(fù)荷傳感裝置,操縱提升器液壓缸的升降,控制農(nóng)具耕深不變。其原理為耕作時使農(nóng)機(jī)具的作用力通過懸掛機(jī)構(gòu)的下拉桿傳給牽引力傳感軸,使?fàn)恳鞲休S發(fā)生變形,其變形位置通過一套桿件系統(tǒng)放大并操縱負(fù)荷控制閥7(液壓助力伺服閥),用液壓助力缸8來操縱提升器的主控制閥5,實現(xiàn)提升器液壓缸的升降,調(diào)節(jié)農(nóng)具耕深。這種調(diào)節(jié)由于保持拖拉機(jī)牽引力近似不變,達(dá)到穩(wěn)定發(fā)動機(jī)負(fù)荷的目的,因此消除了土壤條件變化時所需變速的要求,以及當(dāng)拖拉機(jī)越過高低不平的地形時,農(nóng)機(jī)具耕深仍可保持一致。但在土壤堅實度差異很大,或在及不平整的土塊上,耕深均勻度會受到影響。這種調(diào)節(jié)主要用于耕地、耙地、深耕等農(nóng)機(jī)具。
    系統(tǒng)中所采用的負(fù)荷控制閥7,由于液壓助力作用,提高了傳感系統(tǒng)的靈敏度,為了減少負(fù)荷控制閥的振動,提高其平順性,增設(shè)了一套減震阻尼裝置9。
    3)力、位置的比例綜合調(diào)節(jié)和高度調(diào)節(jié):將負(fù)荷選擇旋鈕放在“最小”和“最大”之間的任何位置,其對牽引負(fù)荷的響應(yīng)程度也隨之變化,以實現(xiàn)力、位置不同的比例綜合調(diào)節(jié),得到負(fù)荷和耕深調(diào)節(jié)的最佳配合。同時,這種系統(tǒng)可依靠地輪進(jìn)行地面仿形而實現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。因為懸掛機(jī)構(gòu)隨地輪上下移動,此時提升臂使提升軸旋轉(zhuǎn)控制主控制閥移動。實現(xiàn)提升裝置液壓缸的升降,保持農(nóng)機(jī)具耕深一致。
4)該系統(tǒng)還裝有流量控制閥11,下降速度調(diào)節(jié)閥10和輔助液壓缸回油液控閥3,可實現(xiàn)提升器液壓缸上升和下降的速度調(diào)節(jié),以及在無負(fù)荷時,使輔助液壓缸順利回油,減少阻力。同時系統(tǒng)裝有壓力沖擊安全閥4及熱安全閥6,防止拖拉機(jī)懸掛農(nóng)機(jī)具在運(yùn)輸過程中的振所引起壓力沖擊的危險,當(dāng)壓力超過設(shè)定值時釋放油壓。熱安全閥防止在封閉系統(tǒng)中因溫度升高油液的膨脹所引起超壓的危險,當(dāng)壓力超過設(shè)定值時釋放油壓。

本文標(biāo)題:農(nóng)用拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)


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