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作者：譚笑穎單位：北京卓眾出版有限公司

液壓傳動與控制技術應用實例

液壓傳動與控制方式因其自身特點，結合機、電技術，大大提高了機械設備的可操控性、舒適性和安全性，在行走機械領域受到廣泛的重視。近年來，隨著國內農業集約化和規模化發展對農機具的要求提高，液壓傳動與控制技術在農業機械中的應用也取得了很大的發展，以拖拉機液壓系統中最復雜的電液提升系統應用舉例說明。電液提升器屬于拖拉機液壓系統中最復雜的一部分，工作時可以通過傳感器來檢測力和位置的參數，精確控制提升器的位置和力，使犁深的深度保持一致和整塊田地的平整性，以達到真正的精細化生產。

1電液系統關鍵元件

系統主要由以下部分組成:液壓泵、提升閥、速度雷達、速度傳感器、力傳感器、壓力傳感器、提升油缸、位移傳感器、控制面板、中央處理器(ECU)和尾部控制按鈕等(圖1)。

2工作原理

液壓泵13提供液壓油給電液比例換向閥3，控制提升油缸9，帶動后面懸掛的農機具做提升、保持或下降運動。中央處理器8接收控制面板4發出的指令值和位移傳感器6、力傳感器10反饋的實際值，通過比較、計算設定值和實際值的差異，發送指令給電液比例控制閥3，調節提升油缸運動，實現控制需求。

在這套控制系統中，根據不同的作業方式，可以實現以下不同控制需求:

(1)位控制:在這種工況下，控制變量是懸掛的位置。位移傳感器6由安裝在上拉桿鉸接點的凸輪驅動發出反饋信號給中央處理器8，中央處理器8根據反饋信號，發送指令信號給電液比例控制閥3，保證機具相對于前后輪所形成平面的角度是固定的。

(2)力控制:在這種工況下，控制變量是下拉桿鉸接點受到的拉力。此拉力受拖拉機懸掛的機具的工作深度的影響，工作深度越深，拉力越大。如當拖拉機進行耕地作業時，作業面高低起伏或土壤阻力反復變化，都將造成拉力的變化，則拉力傳感器10將信號反饋給中央處理器8，中央處理器8將實時調節提升油缸9，控制犁深，保證拉力不變。

(3)力位綜合控制:在這種工況下，中央處理器8同時接收位移傳感器和力傳感器的信號，按照一定的比例綜合計算，可以在一定范圍內隨阻力調節，且同時又可保證最小耕深需求。

(4)主動減振:為了減小拖拉機后懸掛機具對前輪附著力的影響，提高車輛轉向控制性能，中央處理器8會根據位移傳感器和力傳感器的反饋信號，評估并發送適當的指令信號給電液比例換向閥3進行控制。

(5)防滑控制:拖拉機是否打滑由中央處理器8對速度雷達12和速度傳感器11的反饋信號比較判定。防滑控制可以節約工作時間和燃料，減少輪胎磨損，減輕駕駛員的疲勞，以及保證拖拉機不會陷車。

(6)壓力控制:壓力控制是把液壓懸掛系統的液壓缸的油液壓力作為調節參數，用控制油缸壓力變化范圍的方法調節農具對拖拉機的質量轉移量，中央處理器8根據壓力傳感器14的反饋信號控制電液比例換向閥3。

(7)前懸掛控制:控制面板5發出控制信號，壓力傳感器14和位移傳感器1的反饋信號發送給中央處理器8，中央處理器8通過比較、計算設定值實際值的差異，控制電液比例控制閥2的流量，實現位控制和壓力控制。

(8)尾部控制按鈕:通過尾部控制按鈕7，可以實現懸掛裝置的升降。

(9)安全裝置:除了控制和調節功能，中央處理器8還控制各種監控電路。開關互鎖功能可防止在系統開機時懸掛裝置誤動作。當開機后進行第1次懸掛升降動作時，互鎖功能解除。提升高度也被監測，可以通過控制面板預先設定。中央處理器8也實時監測位傳感器的開路或短路，在故障發生時懸掛裝置將被鎖定，禁止運動。

結束語

應該看到，農業機械發展的趨勢是自動化、智能化。在農業發達國家，液壓傳動、電子自動控制、GPS、傳感技術、圖像識別等現代科技被廣泛應用于農業機械，一臺大型設備可以自動、高效、智能、精準以及低耗能地完成各種作業任務，它已不再是傳統意義上的一臺簡單的機械，而是具備了GPS、傳感器、處理器、工作部和加工部等智能控制系統的復合機械，是發展規模化、集約化、高效和可持續的現代農業體系的必要保障。