4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的研究設計

張雪+公衍峰+袁玉龍

摘要隨著現代農業機械技術的進步，液壓技術及電氣技術在農機中的應用愈來愈廣，本文著重介紹4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的組成及設計計算等內容。

關鍵詞自走式玉米收獲機液壓系統電氣系統研究設計

0引言

液壓技術及電氣技術是機械自動化、智能化的基礎。農業機械越來越多地應用液壓系統和電氣系統，特別在收獲機械上的表現尤為突出，本文闡述了4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的研究設計。

1自走式玉米收獲機液壓系統

1.1液壓系統總體方案

自走式玉米收獲機的液壓系統（圖1）主要由雙聯齒輪泵、手動多路閥、分配器、單路穩定分流閥、單向節流閥、單作用油缸、雙作用油缸、全液壓轉向器和油箱等組成。圖1液壓系統示意圖

1.液壓油箱總成2.雙聯齒輪泵CB-306/3103.發動機4.單路穩定分流閥FLD-755.手動多路換向閥DF3-406.單向節流閥 LDF-L10H-S7.割臺升降油缸 ZG63×2608.轉向油缸SG50×1309.秸稈粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(帶浮動)11.全液壓轉向器BZZ1-10012.果穗箱卸糧油缸SG50×132513.行走無級變速油缸 SG50×98液壓系統包括轉向、主操縱、秸稈粉碎操縱三個子系統，三個子系統共用一個油箱，轉向和主操縱系統共用雙聯齒輪泵中的一個油泵，通過單路穩定分流閥FLD-7.5分成兩個子系統，秸稈粉碎操縱單用另一個油泵。

轉向子系統用于控制轉向輪的轉向，主要工作部件有全液壓轉向器BZZ1-100、轉向油缸SG50×130等元件。

主操縱子系統用于控制割臺升降、果穗箱卸糧和行走無級變速。主要工作部件有手動多路換向閥DF3-40(帶一路鎖)、單向節流閥 LDF-L10H-S、割臺升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸糧油缸 SG50×1325及行走無級變速油缸 SG50×98等元件。

秸稈粉碎操縱子系統用于控制秸稈粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(帶浮動) 和秸稈粉碎器升降油缸 SG40×190。

1.2液壓系統計算及液壓元件的選擇

1.2.1液壓系統壓力

目前，國內農業機械上廣泛采用16 MPa的液壓系統壓力，故本機系統壓力確定為16 MPa，既可以滿足要求，又不增加液壓件的采購成本。

1.2.2收獲臺升降液壓缸

收獲臺總重T=1500 kg左右，系統效率按80%計算，系統壓力p=128 kg/cm2，所需液壓缸柱塞受力面積為S，則

S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2

柱塞直徑d=4Sπ=386 mm。本機選定柱塞直徑為d=50 mm，并根據收獲臺升降兩極限位置要求確定行程為260 mm。

考慮到下降的平穩性，在油路中加裝一單向節流閥，以控制割臺下降速度。

1.2.3果穗箱翻轉液壓缸

果穗箱空箱重800 kg，裝滿果穗總重1500 kg，根據結構分析，液壓缸承力點承重3000 kg，經計算活塞無桿腔直徑d=40 mm，但是由于活塞桿行程太長，考慮到活塞桿穩定問題，選定活塞直徑d=63 mm，并根據液壓缸位置和翻轉位置要求確定行程為1325 mm。

1.2.4轉向液壓缸

轉向系統采用標準單液壓缸驅動轉向輪力臂。根據轉向橋負荷、擺動半徑、轉向力臂、轉向輪輪距等參數，計算出轉向缸無桿腔活塞直徑并選定為50 mm，行程130 mm。

1.2.5全液壓轉向器排量

液壓缸容積V=πR2L=π×252×13=25525 mL

活塞兩個極端位置方向盤轉動圈數取4，系統效率取75%，則轉向器排量為851 mL/r，選用轉向器標準系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液壓轉向器。

1.2.6液壓泵排量

液壓泵排量要滿足所需最大流量的元器件，本機中為果穗箱翻轉液壓缸。果穗箱液壓缸活塞半徑R=0315 dm,行程為L=1325 dm，要求從翻轉到止點時間為t=15 s，計算液壓缸流量為Q，則

Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液壓缸需流量為33 L/min。

系統中設計果穗箱與轉向器采用共泵系統，由單路穩定分流閥進行分流，轉向器分流流量為7 L/min，所以泵出口流量為Q=40 L/min。

容積效率取μ=09，泵轉速為n=2000 rpm，所需泵排量為q，則

q=1000Qμn=222 mL/r，選定標準排量為25 mL/r。

由于秸稈粉碎器需要有上升、下降、中立和浮動4個位置，由單獨泵供油，計算排量為6 mL/r，最終選用排量為6/25 mL/r的雙聯齒輪泵。

1.2.7其他液壓件選用

秸稈粉碎器液壓缸為雙作用缸，根據計算，選用活塞直徑40 mm，行程190 mm。

行走無機變速液壓缸為雙作用缸，選用活塞直徑50 mm，行程98 mm。

根據系統流量和壓力要求，選用40 L/min 流通能力的DF3-40多路閥和FP75B分配器。

2自走式玉米收獲機電氣系統

電氣系統由供電、啟動、顯示儀表、工作報警、照明和輔助系統等組成。設計電壓為24 V，由2個12 V,160 Ah的電瓶串聯而成，采用單線，負極搭鐵。為聯合收獲機供電、啟動和照明，檢測和指示收獲機和其主要工作部件的運行狀況，便于駕駛員掌握機器運行情況，保證收獲機在工作環境變化及振動、雨淋和塵埃條件下可靠工作。

自走式玉米聯合收獲機的電氣系統如下：

（1）供電系統：蓄電池、發電機及調節器等；

（2）啟動系統：鑰匙開關、啟動電路、啟動電機、啟動預熱器等；

（3）顯示儀表：水溫表、油壓表、油量表、轉速表、電壓表及傳感器等；作業中儀表監視各種工作狀況進行指示；

（4）工作報警：水溫高、油壓低、充放電指示、空濾堵塞；工作中如有故障，報警系統會發出報警；

（5）照明系統：組合控制開關、大燈（遠、近光）、轉向燈、示寬燈、剎車燈、工作燈；照明系統應符合國家上路標準；

（6）輔助系統：雨刮器、喇叭、電風扇、收音機、全車線束、繼電器、電路保護器等。

3結束語

4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統通過空運轉試驗及在黑龍江省綏化市北林區、青岡縣，哈爾濱市呼蘭區等地的試驗及大面積作業考核，整個系統動作準確，工作流暢。該系統具有結構簡單，性能可靠，工作平穩等特點。各項性能指標均達到國內先進水平，具有廣闊的應用和推廣前景。

參考文獻：

[1]公衍峰，曹海峰，焦國鵬,等.寬幅折疊液壓驅動滅茬起壟聯合作業機液壓系統設計[J].農機使用與維修，2013(10)：21-22.

[2]陳志,華國柱,李樹君,等.農業機械設計手冊[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：223-228.（03）

摘要隨著現代農業機械技術的進步，液壓技術及電氣技術在農機中的應用愈來愈廣，本文著重介紹4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的組成及設計計算等內容。

關鍵詞自走式玉米收獲機液壓系統電氣系統研究設計

0引言

液壓技術及電氣技術是機械自動化、智能化的基礎。農業機械越來越多地應用液壓系統和電氣系統，特別在收獲機械上的表現尤為突出，本文闡述了4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的研究設計。

1自走式玉米收獲機液壓系統

1.1液壓系統總體方案

自走式玉米收獲機的液壓系統（圖1）主要由雙聯齒輪泵、手動多路閥、分配器、單路穩定分流閥、單向節流閥、單作用油缸、雙作用油缸、全液壓轉向器和油箱等組成。圖1液壓系統示意圖

1.液壓油箱總成2.雙聯齒輪泵CB-306/3103.發動機4.單路穩定分流閥FLD-755.手動多路換向閥DF3-406.單向節流閥 LDF-L10H-S7.割臺升降油缸 ZG63×2608.轉向油缸SG50×1309.秸稈粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(帶浮動)11.全液壓轉向器BZZ1-10012.果穗箱卸糧油缸SG50×132513.行走無級變速油缸 SG50×98液壓系統包括轉向、主操縱、秸稈粉碎操縱三個子系統，三個子系統共用一個油箱，轉向和主操縱系統共用雙聯齒輪泵中的一個油泵，通過單路穩定分流閥FLD-7.5分成兩個子系統，秸稈粉碎操縱單用另一個油泵。

轉向子系統用于控制轉向輪的轉向，主要工作部件有全液壓轉向器BZZ1-100、轉向油缸SG50×130等元件。

主操縱子系統用于控制割臺升降、果穗箱卸糧和行走無級變速。主要工作部件有手動多路換向閥DF3-40(帶一路鎖)、單向節流閥 LDF-L10H-S、割臺升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸糧油缸 SG50×1325及行走無級變速油缸 SG50×98等元件。

秸稈粉碎操縱子系統用于控制秸稈粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(帶浮動) 和秸稈粉碎器升降油缸 SG40×190。

1.2液壓系統計算及液壓元件的選擇

1.2.1液壓系統壓力

目前，國內農業機械上廣泛采用16 MPa的液壓系統壓力，故本機系統壓力確定為16 MPa，既可以滿足要求，又不增加液壓件的采購成本。

1.2.2收獲臺升降液壓缸

收獲臺總重T=1500 kg左右，系統效率按80%計算，系統壓力p=128 kg/cm2，所需液壓缸柱塞受力面積為S，則

S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2

柱塞直徑d=4Sπ=386 mm。本機選定柱塞直徑為d=50 mm，并根據收獲臺升降兩極限位置要求確定行程為260 mm。

考慮到下降的平穩性，在油路中加裝一單向節流閥，以控制割臺下降速度。

1.2.3果穗箱翻轉液壓缸

果穗箱空箱重800 kg，裝滿果穗總重1500 kg，根據結構分析，液壓缸承力點承重3000 kg，經計算活塞無桿腔直徑d=40 mm，但是由于活塞桿行程太長，考慮到活塞桿穩定問題，選定活塞直徑d=63 mm，并根據液壓缸位置和翻轉位置要求確定行程為1325 mm。

1.2.4轉向液壓缸

轉向系統采用標準單液壓缸驅動轉向輪力臂。根據轉向橋負荷、擺動半徑、轉向力臂、轉向輪輪距等參數，計算出轉向缸無桿腔活塞直徑并選定為50 mm，行程130 mm。

1.2.5全液壓轉向器排量

液壓缸容積V=πR2L=π×252×13=25525 mL

活塞兩個極端位置方向盤轉動圈數取4，系統效率取75%，則轉向器排量為851 mL/r，選用轉向器標準系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液壓轉向器。

1.2.6液壓泵排量

液壓泵排量要滿足所需最大流量的元器件，本機中為果穗箱翻轉液壓缸。果穗箱液壓缸活塞半徑R=0315 dm,行程為L=1325 dm，要求從翻轉到止點時間為t=15 s，計算液壓缸流量為Q，則

Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液壓缸需流量為33 L/min。

系統中設計果穗箱與轉向器采用共泵系統，由單路穩定分流閥進行分流，轉向器分流流量為7 L/min，所以泵出口流量為Q=40 L/min。

容積效率取μ=09，泵轉速為n=2000 rpm，所需泵排量為q，則

q=1000Qμn=222 mL/r，選定標準排量為25 mL/r。

由于秸稈粉碎器需要有上升、下降、中立和浮動4個位置，由單獨泵供油，計算排量為6 mL/r，最終選用排量為6/25 mL/r的雙聯齒輪泵。

1.2.7其他液壓件選用

秸稈粉碎器液壓缸為雙作用缸，根據計算，選用活塞直徑40 mm，行程190 mm。

行走無機變速液壓缸為雙作用缸，選用活塞直徑50 mm，行程98 mm。

根據系統流量和壓力要求，選用40 L/min 流通能力的DF3-40多路閥和FP75B分配器。

2自走式玉米收獲機電氣系統

電氣系統由供電、啟動、顯示儀表、工作報警、照明和輔助系統等組成。設計電壓為24 V，由2個12 V,160 Ah的電瓶串聯而成，采用單線，負極搭鐵。為聯合收獲機供電、啟動和照明，檢測和指示收獲機和其主要工作部件的運行狀況，便于駕駛員掌握機器運行情況，保證收獲機在工作環境變化及振動、雨淋和塵埃條件下可靠工作。

自走式玉米聯合收獲機的電氣系統如下：

（1）供電系統：蓄電池、發電機及調節器等；

（2）啟動系統：鑰匙開關、啟動電路、啟動電機、啟動預熱器等；

（3）顯示儀表：水溫表、油壓表、油量表、轉速表、電壓表及傳感器等；作業中儀表監視各種工作狀況進行指示；

（4）工作報警：水溫高、油壓低、充放電指示、空濾堵塞；工作中如有故障，報警系統會發出報警；

（5）照明系統：組合控制開關、大燈（遠、近光）、轉向燈、示寬燈、剎車燈、工作燈；照明系統應符合國家上路標準；

（6）輔助系統：雨刮器、喇叭、電風扇、收音機、全車線束、繼電器、電路保護器等。

3結束語

4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統通過空運轉試驗及在黑龍江省綏化市北林區、青岡縣，哈爾濱市呼蘭區等地的試驗及大面積作業考核，整個系統動作準確，工作流暢。該系統具有結構簡單，性能可靠，工作平穩等特點。各項性能指標均達到國內先進水平，具有廣闊的應用和推廣前景。

參考文獻：

[1]公衍峰，曹海峰，焦國鵬,等.寬幅折疊液壓驅動滅茬起壟聯合作業機液壓系統設計[J].農機使用與維修，2013(10)：21-22.

[2]陳志,華國柱,李樹君,等.農業機械設計手冊[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：223-228.（03）

摘要隨著現代農業機械技術的進步，液壓技術及電氣技術在農機中的應用愈來愈廣，本文著重介紹4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的組成及設計計算等內容。

關鍵詞自走式玉米收獲機液壓系統電氣系統研究設計

0引言

液壓技術及電氣技術是機械自動化、智能化的基礎。農業機械越來越多地應用液壓系統和電氣系統，特別在收獲機械上的表現尤為突出，本文闡述了4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統的研究設計。

1自走式玉米收獲機液壓系統

1.1液壓系統總體方案

自走式玉米收獲機的液壓系統（圖1）主要由雙聯齒輪泵、手動多路閥、分配器、單路穩定分流閥、單向節流閥、單作用油缸、雙作用油缸、全液壓轉向器和油箱等組成。圖1液壓系統示意圖

1.液壓油箱總成2.雙聯齒輪泵CB-306/3103.發動機4.單路穩定分流閥FLD-755.手動多路換向閥DF3-406.單向節流閥 LDF-L10H-S7.割臺升降油缸 ZG63×2608.轉向油缸SG50×1309.秸稈粉碎器升降油缸SG40×19010.分配器FP75B(帶浮動)11.全液壓轉向器BZZ1-10012.果穗箱卸糧油缸SG50×132513.行走無級變速油缸 SG50×98液壓系統包括轉向、主操縱、秸稈粉碎操縱三個子系統，三個子系統共用一個油箱，轉向和主操縱系統共用雙聯齒輪泵中的一個油泵，通過單路穩定分流閥FLD-7.5分成兩個子系統，秸稈粉碎操縱單用另一個油泵。

轉向子系統用于控制轉向輪的轉向，主要工作部件有全液壓轉向器BZZ1-100、轉向油缸SG50×130等元件。

主操縱子系統用于控制割臺升降、果穗箱卸糧和行走無級變速。主要工作部件有手動多路換向閥DF3-40(帶一路鎖)、單向節流閥 LDF-L10H-S、割臺升降油缸 ZG63×260、果穗箱卸糧油缸 SG50×1325及行走無級變速油缸 SG50×98等元件。

秸稈粉碎操縱子系統用于控制秸稈粉碎器的升降，主要工作部件有分配器 FP75B(帶浮動) 和秸稈粉碎器升降油缸 SG40×190。

1.2液壓系統計算及液壓元件的選擇

1.2.1液壓系統壓力

目前，國內農業機械上廣泛采用16 MPa的液壓系統壓力，故本機系統壓力確定為16 MPa，既可以滿足要求，又不增加液壓件的采購成本。

1.2.2收獲臺升降液壓缸

收獲臺總重T=1500 kg左右，系統效率按80%計算，系統壓力p=128 kg/cm2，所需液壓缸柱塞受力面積為S，則

S=T/p=1500/128=1172 cm2 =1172 mm2

柱塞直徑d=4Sπ=386 mm。本機選定柱塞直徑為d=50 mm，并根據收獲臺升降兩極限位置要求確定行程為260 mm。

考慮到下降的平穩性，在油路中加裝一單向節流閥，以控制割臺下降速度。

1.2.3果穗箱翻轉液壓缸

果穗箱空箱重800 kg，裝滿果穗總重1500 kg，根據結構分析，液壓缸承力點承重3000 kg，經計算活塞無桿腔直徑d=40 mm，但是由于活塞桿行程太長，考慮到活塞桿穩定問題，選定活塞直徑d=63 mm，并根據液壓缸位置和翻轉位置要求確定行程為1325 mm。

1.2.4轉向液壓缸

轉向系統采用標準單液壓缸驅動轉向輪力臂。根據轉向橋負荷、擺動半徑、轉向力臂、轉向輪輪距等參數，計算出轉向缸無桿腔活塞直徑并選定為50 mm，行程130 mm。

1.2.5全液壓轉向器排量

液壓缸容積V=πR2L=π×252×13=25525 mL

活塞兩個極端位置方向盤轉動圈數取4，系統效率取75%，則轉向器排量為851 mL/r，選用轉向器標準系列排量q=100mL/r的BZZ1-100型全液壓轉向器。

1.2.6液壓泵排量

液壓泵排量要滿足所需最大流量的元器件，本機中為果穗箱翻轉液壓缸。果穗箱液壓缸活塞半徑R=0315 dm,行程為L=1325 dm，要求從翻轉到止點時間為t=15 s，計算液壓缸流量為Q，則

Q=60πR2L/t=60π×03152×1325/15=1652 L/min，2只相同的液壓缸需流量為33 L/min。

系統中設計果穗箱與轉向器采用共泵系統，由單路穩定分流閥進行分流，轉向器分流流量為7 L/min，所以泵出口流量為Q=40 L/min。

容積效率取μ=09，泵轉速為n=2000 rpm，所需泵排量為q，則

q=1000Qμn=222 mL/r，選定標準排量為25 mL/r。

由于秸稈粉碎器需要有上升、下降、中立和浮動4個位置，由單獨泵供油，計算排量為6 mL/r，最終選用排量為6/25 mL/r的雙聯齒輪泵。

1.2.7其他液壓件選用

秸稈粉碎器液壓缸為雙作用缸，根據計算，選用活塞直徑40 mm，行程190 mm。

行走無機變速液壓缸為雙作用缸，選用活塞直徑50 mm，行程98 mm。

根據系統流量和壓力要求，選用40 L/min 流通能力的DF3-40多路閥和FP75B分配器。

2自走式玉米收獲機電氣系統

電氣系統由供電、啟動、顯示儀表、工作報警、照明和輔助系統等組成。設計電壓為24 V，由2個12 V,160 Ah的電瓶串聯而成，采用單線，負極搭鐵。為聯合收獲機供電、啟動和照明，檢測和指示收獲機和其主要工作部件的運行狀況，便于駕駛員掌握機器運行情況，保證收獲機在工作環境變化及振動、雨淋和塵埃條件下可靠工作。

自走式玉米聯合收獲機的電氣系統如下：

（1）供電系統：蓄電池、發電機及調節器等；

（2）啟動系統：鑰匙開關、啟動電路、啟動電機、啟動預熱器等；

（3）顯示儀表：水溫表、油壓表、油量表、轉速表、電壓表及傳感器等；作業中儀表監視各種工作狀況進行指示；

（4）工作報警：水溫高、油壓低、充放電指示、空濾堵塞；工作中如有故障，報警系統會發出報警；

（5）照明系統：組合控制開關、大燈（遠、近光）、轉向燈、示寬燈、剎車燈、工作燈；照明系統應符合國家上路標準；

（6）輔助系統：雨刮器、喇叭、電風扇、收音機、全車線束、繼電器、電路保護器等。

3結束語

4YZ244型自走式玉米收獲機液壓及電氣系統通過空運轉試驗及在黑龍江省綏化市北林區、青岡縣，哈爾濱市呼蘭區等地的試驗及大面積作業考核，整個系統動作準確，工作流暢。該系統具有結構簡單，性能可靠，工作平穩等特點。各項性能指標均達到國內先進水平，具有廣闊的應用和推廣前景。

參考文獻：

[1]公衍峰，曹海峰，焦國鵬,等.寬幅折疊液壓驅動滅茬起壟聯合作業機液壓系統設計[J].農機使用與維修，2013(10)：21-22.

[2]陳志,華國柱,李樹君,等.農業機械設計手冊[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：223-228.（03）