摘要:拖拉机是农业生产中最常用的动力机械,现代化的先进施拉机利用其悬挂系统能够实现多种农机的自动化作业。因此,了解与掌握拖拉机后悬挂系统的升降原理及主要的结构形式,更有利于妥善的使用施拉机的后悬挂功能,并使拖拉机功能得到更广泛的扩展。
拖拉机的悬挂系统是拖拉机功能扩展的重要结构,能够为其他农机具提供牵引和控制等功能。拖拉机的后悬挂系统经过多年的发展,不仅形成了完善的机械结构,还通过电子控制和液压系统的不断升级,有了更新的功能,了解与掌握现代化拖拉机后悬挂系统的结构与功能,有利于提升拖拉机驾驶员的工作能力,更能够保证农业生产的顺利进行。
1 拖拉机悬挂提升控制技术原理
现阶段的拖拉机后悬挂技术按照原理可分为机械式悬挂和电液式悬挂两类,小型拖拉机和早期生产的中大型拖拉机多以机械式悬挂为主,新型的大中型拖拉机更多的配备了更为先进的电液式悬挂,以提升控制过程的自动化和智能化程度。
1.1机械式后悬挂
传统的机械式后悬挂主要由悬挂机构、液压系统、操纵机构三部分组成。(1)悬挂机构包括了两点式悬挂和三点式悬挂两类,现阶段使用机械式后悬挂的拖拉机多采用三点式悬挂,悬挂结构包括了一根上拉杆和两根下拉杆,组成了所谓的三点式结构,再通过与提升臂、提升杆、限位链等结构共同实现了悬挂机构的全部功能。(2)液压系统主要由液压泵、液压缸、控制阀以及连接管路等部件组成,实现后悬挂的动力供给和动作实现。液压部分根据液压元件在拖拉机后悬挂系统中安装位置的不同,可以分为整体式、半分置式和分置式三类,现阶段我国使用较多的为半分置式结构。(3)操纵机构包括了操纵手柄和反馈机构两大部分,操纵机构通过不同的控制模式,来实现农业机械的不同功能要求。以后悬挂系统应用最多的耕整地机械为例:位置控制模式能够通过操纵手柄和伺服杆调整主控阀的升降模式,实现耕整地机具的升降和与拖拉机的相对位置关系变化;阻力控制模式主要是对耕作过程中农机具的重力和土壤产生的阻力进行检测,并通过传感器将相关的数据传递给伺服杆,用以自动化的改善农机具的受力情况。此外操纵机构的控制模式还包括了综合模式和浮动控制模式等,综合模式是将位置控制模式和阻力控制模式进行一定的结合;浮动控制模式主要利用耕整地机具自身重量进行作业,再通过限深轮控制耕作深度,以达到耕深一致的要求,控制模式所能实现的功能在下文中进行详细介绍。
1.2电液式后悬挂
电液式后悬挂与机械式后悬挂类似,也是由悬挂机构、液压系统、操纵机构三部分组成。电液式后悬挂与机械式后悬挂的区别在于,电液式后悬挂将手动控制阀改进为电液比例阀,同时将手动操纵机构更改为更先进的自动控制结构和多种传感器相配合的方式实现,操作人员只需要在控制面板上选择所需的耕作模式,相关指令就会自动传达给控制器,控制器通过分析获得的指令和各传感器的反馈信息,选择合理的控制方法,并将相关指令传递给电液比例阀来控制各油缸的位置,电液式后悬挂在一定程度上降低了操作者控制农机的复杂程度,避免了耕整地过程中反复进行的深度和位置调整,通过自动化的数据记录与分析,能够快速完成同一地区的作业任务。同时,高精度的传感器反馈,有效优化了传统的作业方式,有利于减少机构之间的摩擦,提升耕作效果和农机具的反应速度,并有利于降低作业过程中的能源消耗。
2 拖拉机悬挂系统其他功能
拖拉机的悬挂系统除能进行位置、阻力和浮动控制外,还能实现减震控制和快速升降控制两大功能。
2.1减震控制
当拖拉机的后悬挂系统安装有农机具时,拖拉机与农机具就形成了相对更大的尺寸结构,而这种形式的农机具在公路上转移时,由于拖拉机会因为路面情况而产生振动,从而带动农机具也随着一起振动,此时位于连接位置的后悬挂就成为了受力最大的结构位置。由于只有农机具的前端与拖拉机的后部相连,且通常情况下农机具的重量较大、机身较长,这就因自重产生了很大的力矩,很容易影响到行驶的安全。此时可通过控制系统中的减震功能控制对应的上升和下降阀来减少振动过程中农机惯性的影响,同时还能够自动的将耕作犁具锁定在安全高度,以避免颠簸造成的机具损坏。
2.2快速升降控制
现代化的电液式后悬挂,可以通过控制面板上的快速升降按钮实现农机具的快速升降。以旋耕机具为例,当在作业时按下快速升降按钮,机具会自动升起到指定高度,当再次按下自动升降按钮,机具会下降到之前的作业位置。这一功能主要是用以解决拖拉机悬挂农机具作业时,田间掉头的繁琐过程。以旋耕作业为例,当旋耕作业到达地头需掉头时,驾驶员必须升起机具进行掉头,掉头完成后还必须重新设置旋耕作业的深度才能进行作业,这不利于耕作深度的一致性,而使用快速升降功能,不仅有效的解决了这一问题,更有利于保护后动力输出轴的使用寿命,有利于提高设备的可靠性和作业效率。