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(dòng)器、動(dòng)力輸出軸、座位調(diào)整等。還可利用液壓動(dòng)力來(lái)操縱和驅(qū)動(dòng)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(shí)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(jiàn)圖4.1-2。
    該系統(tǒng)中采用一個(gè)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(kāi)回油閥，此時(shí)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(kāi)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(lái)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(dòng)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(jià)格低。整個(gè)系統(tǒng)可分為高壓、低壓兩個(gè)回路。
    低壓回路為開(kāi)式回路。低壓齒輪泵輸出壓力油的一部分潤(rùn)滑冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)軸和差速器驅(qū)動(dòng)軸。大部分壓力油通過(guò)過(guò)濾器10到達(dá)閥8，控制動(dòng)力換擋，到達(dá)閥6控制主離合器25、26、27，到達(dá)手動(dòng)閥7控制動(dòng)力輸出軸離合器和制動(dòng)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(guò)濾器），去潤(rùn)滑冷卻低檔齒輪、經(jīng)換向閥15去動(dòng)力換擋離合器和制動(dòng)器、動(dòng)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(shí)，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(dòng)機(jī)構(gòu)（主離合器，動(dòng)力換擋，動(dòng)力輸出軸離合器和制動(dòng)器）提供動(dòng)力。
    3)系統(tǒng)中安全控制閥9，可保護(hù)傳動(dòng)過(guò)濾器10不受損壞。在過(guò)濾器10堵塞或冷油啟動(dòng)時(shí)，可與控制閥5配合，確保拖拉機(jī)一些基本動(dòng)作。其工作原理為，當(dāng)?shù)蛪糊X輪泵14輸出的壓力油通過(guò)過(guò)濾器10的阻力達(dá)到0. 57MPa時(shí)過(guò)濾器安全控制閥9移至最右端。此時(shí)由于通過(guò)過(guò)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(shí)齒輪泵來(lái)油通過(guò)過(guò)濾器安全控制閥一路經(jīng)過(guò)單向閥、控制閥5控制動(dòng)力換擋28和29、主離合器25和動(dòng)力輸出軸27。另一路油經(jīng)旁通過(guò)濾器到恒壓變量柱塞泵1吸油口。以滿足轉(zhuǎn)向和制動(dòng)等動(dòng)作需要。
    4)系統(tǒng)中冷卻器旁通閥可隨油溫調(diào)節(jié)開(kāi)度。油溫高于650C時(shí)，開(kāi)度逐漸減小，使油液經(jīng)過(guò)冷卻器。油溫低于65。C時(shí)，開(kāi)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(dòng)力轉(zhuǎn)向，制動(dòng)器20其中包含雙聯(lián)踏板滑閥19.1、人力制動(dòng)缸19.2、制動(dòng)缸19.3、差速鎖閥21，控制差速鎖、座位控制總成17、拖車制動(dòng)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(shí)，優(yōu)先保證供應(yīng)轉(zhuǎn)向器，差速鎖和制動(dòng)器。圖中件11壓油過(guò)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(dòng)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(dòng)器可實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)，動(dòng)力來(lái)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(gè)滑閥，并同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)制動(dòng)缸19.3，實(shí)現(xiàn)液壓制動(dòng)。制動(dòng)終了，兩個(gè)滑閥回到中間位置，封閉進(jìn)油路。松開(kāi)踏板后，滑閥回到最上端位置。
    當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，可實(shí)現(xiàn)蓄能器制動(dòng)和人力制動(dòng)。制動(dòng)過(guò)程與液壓制動(dòng)相同。此時(shí)壓力油來(lái)自蓄能器。蓄能器停止供油時(shí)，向上移動(dòng)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(dòng)缸19.2．將油液壓人制動(dòng)缸，實(shí)現(xiàn)人力制動(dòng)。
制動(dòng)回路可產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩，可保證制動(dòng)的平順性，雙邊同時(shí)制動(dòng)時(shí)力矩平衡，制動(dòng)力矩隨踏板行程變化而變化。
2)動(dòng)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)向液壓缸24組成。主油路與控制油路分開(kāi)，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(lái)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(dòng)力轉(zhuǎn)向：方向盤轉(zhuǎn)向時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在轉(zhuǎn)向閥兩端造成壓差，使轉(zhuǎn)向閥移動(dòng)。從主泵來(lái)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(dòng)后可實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向液壓缸移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)反饋液壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)，油液經(jīng)轉(zhuǎn)向閥返回轉(zhuǎn)向泵入口。當(dāng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)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(dòng)機(jī)熄火或主泵發(fā)生故障而需人力轉(zhuǎn)向時(shí)，方向盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)向閥兩端造成壓差，使轉(zhuǎn)向閥移動(dòng)，此時(shí)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(shí)與反饋液壓缸一同運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)液壓缸另一腔的油液匯合一起進(jìn)入轉(zhuǎn)向泵人口，實(shí)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(dòng)、中間四個(gè)位置?？梢远ㄎ?。當(dāng)油流停止或負(fù)荷超過(guò)規(guī)定壓力時(shí)，能自動(dòng)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(shí)，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(kāi)，當(dāng)拉力超過(guò)一定值時(shí)，可自動(dòng)脫開(kāi)，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(shí)，可自動(dòng)卸壓。此回路還可通過(guò)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(dòng)輪的兩個(gè)半軸連成一體的裝置。為防止拖拉機(jī)任一邊驅(qū)動(dòng)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(dòng)兩輪的兩個(gè)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(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)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(lái)，國(guó)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(shí)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(diǎn)。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(jiàn)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(dòng)主控制閥5，使之向右移動(dòng)，壓力油進(jìn)入提升器液壓缸，通過(guò)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(dòng)，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(shí)，拖拉機(jī)與農(nóng)具的相對(duì)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?yàn)橥侠瓩C(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(jiàn)。
2)力調(diào)節(jié)：該系統(tǒng)可實(shí)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(guò)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(shí)使農(nóng)機(jī)具的作用力通過(guò)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(guò)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(lái)操縱提升器的主控制閥5，實(shí)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(dòng)機(jī)負(fù)荷的目的，因此消除了土壤條件變化時(shí)所需變速的要求，以及當(dāng)拖拉機(jī)越過(guò)高低不平的地形時(shí)，農(nóng)機(jī)具耕深仍可保持一致。但在土壤堅(jiān)實(shí)度差異很大，或在及不平整的土塊上，耕深均勻度會(huì)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(dòng)，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(duì)牽引負(fù)荷的響應(yīng)程度也隨之變化，以實(shí)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(shí)，這種系統(tǒng)可依靠地輪進(jìn)行地面仿形而實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。因?yàn)閼覓鞕C(jī)構(gòu)隨地輪上下移動(dòng)，此時(shí)提升臂使提升軸旋轉(zhuǎn)控制主控制閥移動(dòng)。實(shí)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(shí)現(xiàn)提升器液壓缸上升和下降的速度調(diào)節(jié)，以及在無(wú)負(fù)荷時(shí)，使輔助液壓缸順利回油，減少阻力。同時(shí)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(guò)程中的振所引起壓力沖擊的危險(xiǎn)，當(dāng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)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(xiǎn)，當(dāng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)釋放油壓。

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