自走式玉米高地隙喷雾机底盘系统设计研究

玉米生长中后期常规施药机械难以适应,高地隙喷雾机的研制问题亟待解决。自走式高地隙底盘技术是玉米高地隙喷雾机研制的核心问题。为此,根据玉米生长中后期植保作业要求,制定了喷雾机总体设计方案;结合自走式底盘技术原理,应用solidworks对喷雾机底盘系统相关的行走系、转向系、制动系、轮距调整系及喷杆系等关键系统进行了三维设计,为底盘系统动力学建模、性能仿真分析及自走式玉米高地隙喷雾机的研制奠定了基础。     

自走式果园风送喷雾机的研制

针对我国果园施药生产现状,研制一种自走式果园风送喷雾机。该机包括底盘、传动系统、液压系统和作业组件;传动系统采用分路传动,并实现各传动装置独立工作;作业组件包括雾化装置、风送装置及控制系统等;同时完成果园喷雾机底盘的抗侧翻设计。试验考核和示范应用结果表明:该机性能稳定、作业顺畅,在喷雾压力1.0MPa、风机转速1 450r/min、行驶速度1.13m/s作业条件下,树冠内部枝叶正、反面平均有61.22%、20.9%的药液附着率,树冠外部枝叶正、反面平均有77.22%、37.17%的药液附着率。     

前桥摆转式四驱底盘背压控制系统研究

前桥摆转式四驱底盘采用发动机-CVT-定量泵为动力源,轮边液压马达为驱动装置的开式液压阀控系统驱动,需要解决底盘在负负载工况下马达超速的问题。为此,提出一种通过对行走马达进油压力实时监测实现液压系统回油背压控制策略,并根据该控制策略为该底盘设计了一回油背压控制系统。通过AMEsim构建了整机的液压力学模型,分析了行走马达在不同工况下的液压特性,制定了回油背压控制策略。对背压控制系统进行了软硬件的设计,并进行样机试验,验证了该系统控制策略的正确性。实现了样机在正负载行驶时能得到最低的回油背压,保证能量利用最大化;样机在负负载行驶时,选择合适的回油背压,确保液压马达在安全范围内运转。     

跨式油茶果收获机履带底盘行走液压系统设计与试验

跨式油茶果收获机在丘陵山地作业时需要较大的牵引力,且要求行走平稳。本文基于机液联合仿真技术对跨式油茶果收获机底盘行走液压系统进行设计,以达到动力匹配及行走性能较优的目的。在RecurDyn软件中建立了跨式收获机履带底盘虚拟样机模型,采用谐波叠加法构建了B级路面谱,仿真分析了跨式履带底盘直线行驶和差速转向的动力学特性。通过AMESim与RecurDyn软件对收获机行走系统进行机液联合仿真,研究底盘在直线行驶与差速转向工况时行走马达液压特性。研制了全液压驱动的跨式油茶果收获机,进行了地面直线行驶与差速转向测试,结果表明：底盘直线行驶偏移率为1.7%;直线行驶时,行走马达流量稳定在23 L/min,压力稳定在1.5 MPa;差速转向时,行走马达流量稳定在22 L/min,压力在2～12 MPa范围内波动,验证了跨式履带底盘行走液压系统的稳定性。     

前桥摆转转向式四驱底盘驱动方式研究

研究前桥摆转转向式四驱底盘的行走轮在转向过程中角速度的变化规律,设计出合适的驱动方式可为该类底盘的应用设计提供参考。通过ADAMS软件对不同长宽比下行走轮角速度变化分析,得出长宽比越小,底盘后内外两侧行走轮之间的角速度变化趋势越大。为了满足底盘在转向过程中各行走轮的驱动要求,分析比较了机械式、电动式、液压式3种驱动方式,选择了液压驱动方式的方案。液压驱动系统采用4个液压马达分别驱动1个行走轮,第5个马达用做动力输出轴。系统采用一轴两液压油泵分别驱动4个行走轮马达和动力输出轴,利于动力输出轴与行走速度参数的匹配。两前轮液压马达采用串联形式并与两后轮液压马达并联连接。转向时,通过控制前内侧液压马达停转,后内侧液压马达随动,实现了前桥摆转转向,满足内侧后轮在转向过程中随着前桥摆转时的角速度与角速度方向的变化。通过物理样机试验验证,在无方向盘的操作下前桥摆转转向式底盘采用本设计的液压驱动系统,可实现良好的直线行走性能和任意角度摆转转向。     

自走式收获机四轮同步刹车系统的研制

目前大多数的自走式收获机多为驱动轮刹车结构,利用刹车总泵为驱动轮刹车分泵提供制动压力实现刹车,由于制动总泵为机械杠杆定比驱动,总泵的排量和压力都受到限制,在刹车制动过程中费力且制动效果不好。本文介绍了自走式收获机四轮同步刹车系统,并通过液压助力提高了驾驶舒适性。     

秧蔓夹持输送液压系统性能分析

为实现花生联合收获机的轻简化，设计了花生秧蔓夹持输送液压系统。基于花生联合收获机秧蔓夹持输送系统工作特点，分析了不同夹持输送速度工况下液压系统的工作性能。当秧蔓夹持输送系统驱动马达输入流量17 L/min时，随着秧蔓喂入，系统压力急剧升高，夹持链条出现严重的堵塞现象；当驱动马达输入流量20 L/min时，秧蔓喂入量较大时，系统偶尔出现压力升高点，压力升高点容易出现夹持链条堵塞的现象；当驱动马达输入流量23 L/min时，链条夹持秧蔓比较流畅，无堵塞现象。花生联合收获机秧蔓夹持输送液压系统工作特性分析，可为秧蔓夹持速度控制方法的研究提供理论依据。      

沃尔4YZ-4型自走式玉米联合收获机全液压驱动底盘设计方案

底盘是自走式玉米联合收获机重要组成部分,目前国内自走式玉米联合收获机多数都采用皮带无级变速器驱动,皮带极易打滑,甚至断裂,故障率很高。全液压驱动底盘传动稳定,能解决此问题,但是应用还比较少。针对4YZ-4型自走式玉米联合收获机提出全液压驱动底盘的设计方案,通过计算选取了液压泵和马达的参数。     

车辆底盘自动集中润滑系统的控制方法及技术

通过对车辆底盘自动集中润滑控制方法的研究，研制了单片机控制和液压控制相结合的底盘自动集中润滑系统。系统通过设置压力传感器实现主油路的压力控制和油泵工作时间的自动调节，通过配油器实现定量储油和将油脂输送至各润滑点，通过电子监控器设定加脂间隔时间，实现自动加脂与故障报警。系统性能检测和样机应用试验表明，该系统能实现底盘油脂润滑的定时定量控制，工作稳定可靠，控制方法合理可行，智能化程度高。     

柔性底盘自走式高地隙喷杆喷雾机的设计

针对我国中小型植保机操作舒适性差、路况颠簸机架开焊的现状,设计了一种旱田专用的柔性底盘自走式喷杆喷雾机。高地隙喷杆喷雾机主要由底盘、动力系统、喷药系统及液压系统等部件组成。喷雾机前桥采用单轴铰接柔性减震,后轮采用独立柔性弹簧双轴减震机构;传动系统采用后轮链式两轮驱动,喷药系统采用全液压控制喷药及喷杆折叠。试验表明:该机作业效率高、可靠性强、操作方便,在满足农业要求的同时解决了颠簸机架开焊的问题。     

高频二维脉宽调制转阀流体控制特性研究

传统的阀控液压系统是利用液压阀节流孔来控制流量,存在很大的节流损失。基于数字液压的思想及受高速开关阀全开和全关状态理论上无节流损失的启发,本文提出二维脉宽调制转阀构型,将液压系统流量以流体脉宽调制的方式进行控制及分配,降低节流损失,同时通过主动溢流方式极大地消除溢流损失。在高压(负载)支路和低压(油箱)支路之间通过阀芯旋转快速高频切换输出离散流量;通过阀芯轴向位移控制占空比(恒定转速下,负载支路连通时间与回油支路总连通时间的比)以实现输出平均流量的控制。通过数学模型、仿真以及实验验证了高频二维脉宽调制转阀可将流体连续性流动转变为离散、可控的流动,从流体系统工作介质离散化的角度实现了一种新的流量控制方式。     

高频二维脉宽调制转阀流体控制特性研究

传统的阀控液压系统是利用液压阀节流孔来控制流量,存在很大的节流损失。基于数字液压的思想及受高速开关阀全开和全关状态理论上无节流损失的启发,本文提出二维脉宽调制转阀构型,将液压系统流量以流体脉宽调制的方式进行控制及分配,降低节流损失,同时通过主动溢流方式极大地消除溢流损失。在高压（负载）支路和低压（油箱）支路之间通过阀芯旋转快速高频切换输出离散流量;通过阀芯轴向位移控制占空比（恒定转速下,负载支路连通时间与回油支路总连通时间的比）以实现输出平均流量的控制。通过数学模型、仿真以及实验验证了高频二维脉宽调制转阀可将流体连续性流动转变为离散、可控的流动,从流体系统工作介质离散化的角度实现了一种新的流量控制方式。     

基于液力驱动的播种机综合试验台的研制

研制了一种基于液压驱动的多功能播种机试验台。选用变量叶片泵与调速阀组成容积节流调速回路，实现台车行走和排种器轴转动的无级调速，调速范围分别为3～12km／h和8～100r／min。采用的丝杠螺母升降机构适应不同投种高度的排种器试验要求。试验台装有预加速装置，可最大限度地增加试验空间。为保证试验台车高速行驶时能及时制动，采用缓冲油路和机械两套制动系统。此试验台可满足各种形式排种器的试验要求。     

大流量电液控制阀设计与试验

设计了一种大流量电液控制阀,采用压差反馈取代常用的位移反馈,为二级阀闭环提供了一种新方法并降低了成本;采用椭圆油口降低了阀芯长度与质量,有利于提高系统频响。建立了电液控制阀系统的数学模型并进行了仿真分析,结果表明采用矩形窗口与三角形窗口组合的复合节流窗口的设计可同时满足大流量时的快速性与小流量时的稳定性要求,电液控制阀最大流量为417 L/min,在±50%输入信号下频响为73 Hz。研制了试验样机并成功应用于液压软管脉冲试验系统,系统在不同负载下的水锤波响应进一步验证了所设计大流量电液控制阀应用的广泛性。     

曲轴摆缸式阀配流水液压马达工作特性研究

为解决盘配流和轴配流低速大扭矩水液压马达配流副存在的磨损和泄漏问题,提出一种新型阀配流结构的低速大扭矩水液压马达,柱塞配流通过配流凸轮控制配流阀的通断实现。研究柱塞运动学规律和马达输出扭矩形成,揭示配流阀推杆位移、阀芯通断、柱塞进回液间的对应关系,分析马达角排量波动随转角、结构设计参数K的变化规律,当结构设计参数K为0.13时,马达输出扭矩波动率为6.59%。在AMESim中建立了配流阀及单柱塞配流过程的仿真模型,分析配流阀的工作特性及单柱塞动态配流性能,工作中配流阀产生最大压降为0.08MPa,进/回液配流阀无高低压串液。为验证阀配流结构在水液压马达中的工作性能,建立阀配流单柱塞试验台,并研究不同工况下的配流工作特性。试验结果表明,配流阀在马达转速0~60r/min、压力0~21MPa的工况下稳定配流,进液阀口压力在柱塞腔进回液转换时存在瞬间小幅压力波动,但对配流过程基本无影响,阀配流结构能够满足曲轴摆缸式马达柱塞的配流需求,为低速大扭矩水液压马达的配流提供了思路。     

拖拉机液压底盘液控比例流量阀设计与试验

为提高液压驱动拖拉机行驶时的调速稳定性和低速行驶时的平顺性,设计了一种液控比例流量阀。该阀设计有压力补偿功能,以消除压力波动对流量的影响,提高了流量控制精度。通过传统计算和仿真验证的方法对该阀进行结构参数设计。基于阀口迁移理论设计了阀芯节流槽,以增大调速区间。仿真结果表明:该阀控制流量范围为0~5.67×10-3m3/s,流量变化平稳,流量调速控制压力区占总控制压力区间的68.4%;压力补偿阀控制补偿压力在0.3~0.7 MPa的范围内,可使比例换向阀流量稳定。试验结果表明:拖拉机空载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的45%;拖拉机空载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的62%;拖拉机重载、发动机怠速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的49.5%;拖拉机重载、发动机高速工况时,流量调速控制压力区占总控制压力区间的48.5%;当控制压力为0.78 MPa时,液控比例阀流量稳定在8.33×10-5m3/s;当控制压力为0.84 MPa时,液控比例阀流量稳定在2.5×10-4m3/s。     

欧盟拖拉机双管路气制动系统研究

针对国内传统拖拉机气制动系统主挂行车制动控制上不兼容,制动响应时间、自动制动功能、主挂同时驻车制动功能等不符合欧盟法规要求,研究一种新的双管路气制动系统。此系统采用液控气制动阀实现主挂行车制动控制兼容,并可缩短制动响应时间;采用气控气的挂车控制阀实现自动制动功能;采用电磁阀实现主挂同时驻车制动。通过装机测试结果发现,制动时握手接头处压力值在650 kPa以上,响应时间在0.4 s以内;管路破裂时驾驶员踩下制动踏板2 s内实现挂车自动制动(Brake Away)功能;拉起主车驻车制动,挂车驻车制动同时激活。该套设计方案极大地提高了拖拉机挂车气制动系统的制动效果和安全性。     

缸内直喷汽油机部分负荷燃烧特性试验

在一台2.0L缸内直喷汽油机(GDI)上研究了中低转速、部分负荷的燃烧特性,并分析了进气滚流及喷油定时对燃烧特性的影响.结果表明,在转速为1 000 r/min、平均有效压力为0.1 MPa工况时,加大进气滚流可增强缸内气流运动,提高混合气燃烧速度.而随着转速提高,滚流作用逐渐减弱,在转速为3 000 r/min、平均有效压力为0.3 MPa工况时,加大滚流会引起燃烧过程恶化;喷油定时对3 000 r/min工况下的混合气形成和燃烧稳定影响大于2 000 r/min工况,且不同工况点的喷油定时均存在最佳值,在300°CA ～ 320°CA BTDC之间.     

汽车鼓式制动器冷却能力自控装置的研究

设计了鼓式制动器冷却能力自控装置,水泵采用直流电动机驱动,水泵转速和电磁阀开闭频率都由单片机控制,实现了冷却能力的自动调节。电动机调速采用PWM电控器,建立了其控制模型。将此电控装置在制动试验台上进行了试验研究。结果表明:该冷却装置可将摩擦片的温度控制在310℃以内,有效防止制动器的热衰退。