農(nóng)業(yè)技能論文：液壓與電控技能對農(nóng)機(jī)化的作用范文

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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(dòng)與控制技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

液壓傳動(dòng)與控制方式因其自身特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)、電技術(shù)，大大提高了機(jī)械設(shè)備的可操控性、舒適性和安全性，在行走機(jī)械領(lǐng)域受到廣泛的重視。近年來，隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)集約化和規(guī)模化發(fā)展對農(nóng)機(jī)具的要求提高，液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用也取得了很大的發(fā)展，以拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)中最復(fù)雜的電液提升系統(tǒng)應(yīng)用舉例說明。電液提升器屬于拖拉機(jī)液壓系統(tǒng)中最復(fù)雜的一部分，工作時(shí)可以通過傳感器來檢測力和位置的參數(shù)，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(dá)到真正的精細(xì)化生產(chǎn)。

1電液系統(tǒng)關(guān)鍵元件

系統(tǒng)主要由以下部分組成:液壓泵、提升閥、速度雷達(dá)、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(dòng)后面懸掛的農(nóng)機(jī)具做提升、保持或下降運(yùn)動(dòng)。中央處理器8接收控制面板4發(fā)出的指令值和位移傳感器6、力傳感器10反饋的實(shí)際值，通過比較、計(jì)算設(shè)定值和實(shí)際值的差異，發(fā)送指令給電液比例控制閥3，調(diào)節(jié)提升油缸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制需求。

在這套控制系統(tǒng)中，根據(jù)不同的作業(yè)方式，可以實(shí)現(xiàn)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(diǎn)的凸輪驅(qū)動(dòng)發(fā)出反饋信號給中央處理器8，中央處理器8根據(jù)反饋信號，發(fā)送指令信號給電液比例控制閥3，保證機(jī)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(diǎn)受到的拉力。此拉力受拖拉機(jī)懸掛的機(jī)具的工作深度的影響，工作深度越深，拉力越大。如當(dāng)拖拉機(jī)進(jìn)行耕地作業(yè)時(shí)，作業(yè)面高低起伏或土壤阻力反復(fù)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(shí)時(shí)調(diào)節(jié)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(shí)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(jì)算，可以在一定范圍內(nèi)隨阻力調(diào)節(jié)，且同時(shí)又可保證最小耕深需求。

(4)主動(dòng)減振:為了減小拖拉機(jī)后懸掛機(jī)具對前輪附著力的影響，提高車輛轉(zhuǎn)向控制性能，中央處理器8會(huì)根據(jù)位移傳感器和力傳感器的反饋信號，評估并發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶钚盘柦o電液比例換向閥3進(jìn)行控制。

(5)防滑控制:拖拉機(jī)是否打滑由中央處理器8對速度雷達(dá)12和速度傳感器11的反饋信號比較判定。防滑控制可以節(jié)約工作時(shí)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(jī)不會(huì)陷車。

(6)壓力控制:壓力控制是把液壓懸掛系統(tǒng)的液壓缸的油液壓力作為調(diào)節(jié)參數(shù)，用控制油缸壓力變化范圍的方法調(diào)節(jié)農(nóng)具對拖拉機(jī)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移量，中央處理器8根據(jù)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(fā)出控制信號，壓力傳感器14和位移傳感器1的反饋信號發(fā)送給中央處理器8，中央處理器8通過比較、計(jì)算設(shè)定值實(shí)際值的差異，控制電液比例控制閥2的流量，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)懸掛裝置的升降。

(9)安全裝置:除了控制和調(diào)節(jié)功能，中央處理器8還控制各種監(jiān)控電路。開關(guān)互鎖功能可防止在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)懸掛裝置誤動(dòng)作。當(dāng)開機(jī)后進(jìn)行第1次懸掛升降動(dòng)作時(shí)，互鎖功能解除。提升高度也被監(jiān)測，可以通過控制面板預(yù)先設(shè)定。中央處理器8也實(shí)時(shí)監(jiān)測位傳感器的開路或短路，在故障發(fā)生時(shí)懸掛裝置將被鎖定，禁止運(yùn)動(dòng)。

結(jié)束語

應(yīng)該看到，農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的趨勢是自動(dòng)化、智能化。在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家，液壓傳動(dòng)、電子自動(dòng)控制、GPS、傳感技術(shù)、圖像識別等現(xiàn)代科技被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械，一臺大型設(shè)備可以自動(dòng)、高效、智能、精準(zhǔn)以及低耗能地完成各種作業(yè)任務(wù)，它已不再是傳統(tǒng)意義上的一臺簡單的機(jī)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(tǒng)的復(fù)合機(jī)械，是發(fā)展規(guī)模化、集約化、高效和可持續(xù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系的必要保障。